Класс скальных и полускальных искусственных грунтов. Цементация скальных трещиноватых грунтов, страница 5

Подгруппа антропогенных грунтов в стандартах Беларуси и России в классе скальных горных пород не выделяется, тем не менее, такие грунты наблюдаются в природных условиях, например в отвалах калийных месторождений. С течением времени в грунтах отвалов, за счет выпадения в осадок солей при их дегидратации под действием уплотняющего давления, формируются кристаллизационные связи, превращающие их в полускальные техногенные грунты.

Пример 1. По данным Головина величина сцепления таких грунтов в старых солеотвалах может достигать 1МПа.

Пример 2. Формирование антропогенных образований с жесткими структурными связями получается из отходов топливной промышленности (золы) и отходов металлургии (шлаков) с помощью цемента или извести.

3 Класс дисперсных искусственных грунт

3.1 Несвязные искусственные грунты

3.1.1 Техногенно измененные несвязные грунты

Эти грунты, полученные с природных несвязных грунтов, можно получать различными методами:

1. Гидро-виброуплотнение. Песчаная порода под действием вибрации переходит в жидкообразное состояние, одновременно в результате вибрации происходит уплотнение песка. Виброуплотнение водонасыщенных песков осуществляется без дополнительных мероприятий, а виброуплотнение песков в зоне аэрации более существенно.

(р4)

Виброуплотнение может быть с поверхности или глубинное, когда используется глубинный вибратор цилиндрической формы диаметром 10см и длиной 3м. Способ глубинного виброуплотнения разработан в 1939г. Вибратор опускают в песчаный массив на заданную глубину, и во время опускания через нижнее сопло поступает вода, которая способствует разрыхлению породы и насыщению водой. После виброуплотнения вибратор постепенно извлекают. Одновременно через скважину сверху ведут подсыпку песка, поскольку происходит его уплотнение. В результате таких операций вокруг скважины образуется зона в виде уплотненного песка или сваи.

2. Более эффективной является импульсная вибрация, сущность которой заключается в том, что вместо равномерных гармонических колебаний, получаемых механическим вибратором, породе задаются импульсы, например за счет разрядов электрического тока. Давление при прохождении фронта волны в зонах, близких к разряду, достигает нескольких тысяч атмосфер, а на расстоянии двух метров от зоны разряда – 10-15атм.

Уплотнение импульсным методом производится также в водонасыщенном грунте.

3. Уплотнение связных пород взрывами впервые осуществлено Масловым в 1936г. на строительстве Верхнесвирской гидростанции.

Методика уплотнения грунтов с помощью энергии взрыва состоит в следующем:

В заранее рассчитанных и вынесенных на местность точек бурят скважину, в которую опускают цепочку патронов взрывчатого вещества. После взрыва скважина расширяется за счет уплотнения грунта. Затем скважину заполняют другим грунтом и тщательно трамбуют при оптимальной влажности грунта. Расстояние между скважинами, в которых производят взрыва должно быть равно двум радиусам эффективного действия взрыва.

(ф8)

В целом воздействие воды на горные породы может уменьшать их прочность, приводить к недопустимым деформациям в сооружении, способствовать оползневым явлениям, вызывать процессы размыва и суффозии, а также вызывать заболачивание территории.

Основными методами осушения горных пород являются:

1. Осушение скальных и рыхлых пород с помощью гравитационного дренажа.

2. Осушение глинистых пород с помощью электроосмоса.

3. Гравитационный дренаж может быть самотечным и гидродинамическим, с помощью откачек и вакуумирования.

Самотечный горизонтальный дренаж, открытый и закрытый.

(р5)

Изредка бывает самотечный вертикальный дренаж.

(р6)

Гидродинамический дренаж

(р7)

Для глубинного водоотлива строятся гидрогеологические скважины, которые оснащаются погрузными насосами.

(р8)

Кольматация песчаных грунтов

Существенное уменьшение пористости и водопроницаемости несвязных грунтов достигается также при кольматации, в основе которой лежит механическое и физическое поглощение тонкодисперсных частиц из фильтрующейся через грунт суспензии.