Класс скальных и полускальных искусственных грунтов. Цементация скальных трещиноватых грунтов, страница 9

2) Физико-химически измененные дисперсные грунты – грунты, закрепленные внесением вяжущих вещества, а также веществ, вступающих в химические реакции с жидкой и твердой компонентами грунта. В результате этих реакций формируются новые кристаллизационные и конденсационные структурные связи. Эта группа включает грунты, полученные способами инъекционного закрепления (цементация, силикатизация, электросиликатизация, глинизация, аммонизация, смолизация, битумизация, защелачиванием), солонцевания, известкования и другими способами, а также дисперсные грунты, закрепленные электролитически. Эффект упрочнения и изменение водопроницаемости достигается за счет образования дополнительных структурных связей между вяжущим веществом и частицами грунта, а также в результате механического заполнения пор вяжущим веществом, в результате изменения микроагрегатного состава грунта, в результате формирования новых кристаллизационных и конденсационных структурных связей. По своим прочностным и деформационным характеристикам некоторые улучшенные дисперсные грунты могут соответствовать полускальным породам;

3) Армированные грунты. При армировании в условиях естественного залегания свойства дисперсных грунтов практически не изменяются, но возникает массив техногенных грунтов с улучшенными свойствами за счет арматур. Если рассматривать с позиции общей классификации искусственные грунты в классе дисперсных грунтов выделяется 2 группы: несвязные дисперсные грунты (пески), связные дисперсные грунты.

Группа несвязные дисперсные грунты

Среди методов улучшения свойств несвязных дисперсных грунтов широкое распространение получило уплотнение грунтов трамбованием вибрационными механизмами, а также глубинным виброуплотнением, уплотнение подводными взрывами, а также уплотнение водопонижением. В общих случаях уплотнение грунтов и снижение их водопроницаемости достигается за счет снижения их пористости и увеличения суммарной площади контактов между частицами грунта в единице объема. В качестве примера рассмотрим результаты уплотнения грунта в результате вибрации.

Пример 2. Из физико-химических способов закрепления песков часто применяется метод силикатизации. Прочность на одноосное сжатие песков после их силикатизации может достигать 2 - 4МПа.

Группа связных дисперсных грунтов

Улучшение свойств дисперсных связных грунтов достигается различными способами. Так, с помощью физических воздействий происходит уплотнение трамбованием, подводными взрывами, вытрамбовыванием котлованов. Для ликвидации просадочности лессовых грунтов применяют замачивание и гидровиброуплотнение. Например, поверхностное трабование лессов приводит к созданию слабопроницаемого слоя мощностью от 2 до 2.5м с плотностью не менее 1.55г\см³. Но поверхностное трамбование не устраняет просадочные свойства лессов во всей толще.

Физико-химические методы, применяемые для улучшения свойств связных грунтов, очень разнообразны. Это и силикатизация и электросиликатизаця, аммониация, закисление, электролитическая обработка, защелачивание.

Рассмотрим в качестве примера эффективность защелачивания. Защелачивание применяется для инъекционного закрепления пылевато-глинистых грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 0.005м\сутки. Используется для этого раствор гидроксида натрия NaOH высокой концентрации. В результате щелочного гидролиза, прежде всего глинистой составляющей грунта, через 7-8 дней в поровом пространстве наблюдается осаждение аморфного алюмосиликатного геля цеолитного состава, который в дальнейшем способен перекристаллизовываться с образованием низкокремнистых цеолитов. В результате такого преобразования твердых компонентов прочность на одноосное сжатие повышается до 8МПа. Сцепление повышается в 1.5-2 раза, пористость снижается в среднем на 10-15%. Коэффициент сжимаемости снижается в 2-4 раза, ликвидируется просадочность лессов, изменяются все физико-химические свойства грунта. Так, верхний предел пластичности возрастает на 30-40%, число пластично снижается примерно в 2 раза, в результате чего грунт сохраняет твердую консистенцию в широком диапазоне влажности.

5.1.3 Улучшенные криогенные грунты