Metode utrjevanja tal pri gradnji cest. Utrjevanje tal s cementom - zanesljivost že leta

Razvoj metod za kemično fiksacijo tal se je začel leta 1931, ko je domači znanstvenik B.A. Rzhanitsyn je razvil edinstveno metodo z dvema raztopinama za silifikacijo z vodo nasičenih peskov. Silicizacija ugreznih lesnih tal je potekala po enaki shemi, pri kateri je imela tla sama vlogo drugega reagenta.

V začetni fazi so kemične metode fiksiranja temeljile na uporabi anorganskega polimera - natrijevega silikata. Na naslednji stopnji so znanstveniki začeli mešati natrijev silikat nizke gostote s strjevalnimi raztopinami kislin in soli. Nizka viskoznost raztopin (1,5--3,0 mPa.s) je omogočila fiksiranje peščenih tal s filtracijskim koeficientom od 0,2 do 2,0 m/dan.

Danes so zaradi pomembnega razvoja kemije organskih polimerov najbolj priljubljeni reagenti smole, ki jih proizvaja kemična industrija, in sicer sečninsko-formaldehidne (urea) smole. Kot trdilec se uporabljajo klorovodikova in oksalna kislina. Vendar pa določena toksičnost zaradi sproščanja prostega formaldehida v času razvoja fiksnega niza, to je pri vožnji predora ali odpiranju jame, omejuje uporabo te metode. Kot rezultat laboratorijskih študij je bilo mogoče znatno zmanjšati sproščanje prostega formaldehida. To je nekoliko zmanjšalo trdnost pritrditve, vendar je omogočilo uporabo smoljenja pri zabijanju podzemnih delov.

Doktorja tehničnih znanosti V. V. Askalonov in V. E. Sokolovich sta veliko prispevala k razvoju formulacij za kemične metode fiksiranja peska in lesa.

Kemična fiksacija tal v širok smisel je umetno namensko preoblikovanje gradbenih lastnosti naravnih tal z njihovo kemično obdelavo z različnimi reagenti, ki temelji na reakcijah medsebojnega delovanja reagentov ali s sodelovanjem kemično aktivnega dela tal. Takšna fiksacija tal zagotavlja nepovratnost in trajnost pridobljenih lastnosti.

Injekcijsko kemično pritrjevanje nepovratno poveča mehansko trdnost in stabilnost, zmanjša stisljivost in vodoprepustnost tal ter odpravi posedanje pri namakanju lesa in lesu podobnih tal, kar daje veliko možnosti za njegovo uporabo za reševanje številnih praktičnih problemov v gradbeništvu.

V industrijskih in nizke gradnje injekcijska kemična fiksacija tal se uporablja za:

krepitev in ureditev temeljev, temeljev novozgrajenih zgradb in objektov;

krepitev osnov in temeljev obstoječih zgradb in objektov;

postavitev zaščitnih zidov in drugih podzemnih konstrukcij iz trdnih tal kot ukrepov proti premikom tal med njihovim spodkopavanjem z rudarskimi deli;

postavitev podpornih sten in utrjevanje pobočij pri odpiranju gradbenih jam in drugih odprtih delih;

dvigniti nosilnost piloti in druge podpore;

kot začasni ukrep pri vožnji v mehkih tleh različnih podzemnih del.

S kemijskega vidika injekcijsko kemično pritrjevanje tal temelji na pojavu kondenzacije anorganskih in organskih polimerov (fikserjev) med njihovo interakcijo s koagulanti (trdilci) in je sestavljeno iz utrjevanja polimerov v porah in razpokah tal. , ki zagotavlja pozitivne spremembe fizikalnih in mehanskih lastnosti utrjenih zemljin.

Pritrjevanje tal na osnovi raztopin natrijevega silikata, ne glede na uporabljene trdilce, se imenuje silicifikacija, na osnovi karbamidnih smol - smoljenje, na osnovi cementnih malt - cementacija.

Kemične snovi v raztopinah ali plinih, ki sodelujejo pri utrjevanju prsti, imenujemo fiksirni reagenti.

Mešanica raztopin veziv in trdilcev delovnih koncentracij v primeru kemične fiksacije tal z eno raztopino se imenuje mešanica za tvorjenje gela.

S tehnološkega vidika je injekcijska kemična fiksacija sestavljena iz vbrizgavanja različnih kemičnih reagentov v obliki dveh ločeno vbrizganih raztopin (metoda dveh raztopin), ene raztopine pod pritiskom v pore tal v njihovem naravnem pojavu strjevanja in fiksiranja tal. (enoraztopinska enokomponentna metoda), ena raztopina in plin (dvokomponentne plinske metode), gelirne mešanice dveh komponent (enoraztopinske dvokomponentne metode).

Pri pritrjevanju tal pod obstoječimi zgradbami in objekti z dotrajanimi temelji je kot pomožni ukrep proti morebitnemu puščanju pritrdilnih reagentov skozi votline in razpoke v zidu med injiciranjem predvideno predhodno injektiranje temeljev na stiku podplata s podlago (pomožna fugiranje).

Za pritrjevanje tal v industrijski in civilni gradnji se uporabljajo posebej razvite in z izkušnjami preizkušene injekcijske kemične metode. Vsaka od metod ima svoj obseg, omejen z vrednostmi filtracijskega koeficienta - za peščena tla in vrednosti filtracijskega koeficienta, absorpcijske sposobnosti in stopnje vlažnosti - za ugreznjena lesna tla. Izbira metod pritrditve za določena tla se izvaja na podlagi navedene tabele, ob upoštevanju granulometrične sestave, nomenklature, filtracijskega koeficienta in drugih značilnosti naravnih tal ter projektnih zahtev glede trdnosti in deformacijskih lastnosti fiksnih tal. .

Da bi izboljšali učinkovitost (trdnost in polmer) pritrjevanja tal z metodami silicifikacije in smoljenja z eno raztopino, z izjemo silicifikacije ugreznih lesnih tal, je v mnogih primerih priporočljivo izvesti predhodno kemično obdelavo tal z utrjevalci. . Vprašanje predhodne kemične obdelave je rešeno kot rezultat posebnih laboratorijskih študij in eksperimentalnega dela v naravnih pogojih za kemično fiksacijo tal.

Odvisno od inženirsko geoloških pogojev, lokacije objekta, obsega del, dimenzij in specifikacije opreme se izvaja ena od tehnoloških shem za proizvodnjo dela:

utrjevanje tal z dnevne površine (odvisno od lokalnih razmer se maltna enota premika po objektu, ko napreduje fronta dela ali ostane v osrednjem delu, raztopina se dovaja po cevovodih, položenih na mesto vbrizgavanja);

utrjevanje tal iz podzemnega dela v eni stopnji ali v primeru razširjenega območja nestabilnih tal v stopnjah, z izmeničnimi fazami utrjevanja in pogrezanja (oprema za vrtanje in vbrizgavanje je nameščena v obrazu);

krepitev tal iz podzemnega dela pri nameščanju vrtalne opreme v obraz, oprema za vbrizgavanje (mešanje malte in črpanje) - na dnevni površini.

Lokacija injekcijskih vrtin mora zagotavljati potrebno konturo in kontinuiteto krepitve mase tal (razdalja med vrtinami in vrstami vrtin je odvisna od lastnosti tal, ki jih je treba okrepiti, in prodorne sposobnosti injekcijskih raztopin).

Dodatne vrtine je treba dodeliti v primeru, da se po injiciranju raztopine v vrtine najdejo območja z izgubo raztopine, ki presega 10-kratno povprečno izgubo za to vrsto vrtin, območja z nepopolnim injiciranjem ali območja vrtin ki jih glede na proizvodne okoliščine ni bilo mogoče izvrtati do projektirane globine.

Opremo za stabilizacijo tal je treba izbrati glede na način stabilizacije tal (injektiranje, jet grouting), obseg dela, vrsto injekcijske raztopine in tehnološko shemo za njeno pripravo in injiciranje.

Vrtalna oprema mora glede na namen zagotavljati udarno-rotacijske in rotacijske metode vrtanja vrtin, njihovo potrebno smer, globino vrtanja in premer vrtin.

Oprema za mešanje in vbrizgavanje, opremljena z nadzorno in merilno opremo, mora zagotavljati temeljito mešanje sestavin raztopine, zahtevan izpustni tlak, visoke stopnje dela z minimalno delovno silo in materialni stroški, najmanj nereda na gradbiščih, enostaven transport, montaža, demontaža in varno vzdrževanje.

Glede na hidrogeološke razmere na lokaciji in sprejeto tehnologijo vbrizgavanja je treba pri vbrizgavanju raztopine uporabiti vrtalne naprave ali pakerje. Pri obdelavi razpokanih tal se vbrizgavanje raztopine izvaja skozi vrtalno kolo ali kolono z ovratnikom, za obdelavo nekohezivnih tal pa preko gnanih injektorjev, tamponskih injektorjev ali stebrov z ovratnikom.

Prevodniki so namenjeni za pritrditev in tesnjenje glave vrtine, zagotavljanje določene smeri vrtine med vrtanjem, za namestitev injekcijske glave z zapornimi ventili in merilnimi instrumenti na vrtino.

Pakerji so zasnovani tako, da tesnijo vrtino (enojni paker) ali izolirajo del vrtine, ki je namenjen vbrizgavanju (dvojni paker). Paker je pritrjen v vrtini zaradi mehanskega stiskanja ali hidravličnega raztezanja gumijastih manšet, nameščenih na vbrizgalni niz.

Stebri z ovratniki, nameščeni v vrtinah, omogočajo obdelavo nekohezivnih tal v poljubnem zaporedju, na poljubnih območjih in večkratno vbrizgavanje različnih vrst raztopin v isto vrtino.

Oprema za vodnjake (prevodniki, pakerji, vložki, injektorji, preventivne naprave itd.) Izberemo glede na inženirsko-geološke in hidrogeološke razmere objekta ter način vbrizgavanja tal.

Metode utrjevanja zemljin glede na vrsto uporabljenih injekcijskih materialov delimo na cementiranje, silifikacijo in smoljenje; glede na način vnosa raztopine v tla - za konvencionalno injiciranje in jet grouting.

Cementacija tal kot metoda je zapolnitev praznin, razpok in velikih por v grobih klastičnih tleh z raztopino, ki na koncu tvori trden cement ali cementno-glinen kamen.

Za fugiranje se lahko uporabljajo cementne, cementno-peščene in cementno-glinene malte. V vsakem ločen primer potrebno je izbrati tako sestavo raztopine kot njeno vodno-cementno razmerje (W / C), ki se lahko spreminja od 1 do 0,4. Poleg tega morajo imeti raztopine za injiciranje naslednje značilnosti: mobilnost raztopine vzdolž stožca AzNII 10–14 cm, ločevanje vode v 2 urah 0–2%, tlačna trdnost po strjevanju 28 dni 1–2 MPa. Začetna gostota takšnih raztopin je praviloma 1,60–1,85 g/cm3. Vse te značilnosti so določene s projektom.

Uporaba cementnih malt, kot ugotavlja praksa, filtracije ne prekine popolnoma. To je posledica povečane finosti mletja cementa, ki ima trenutno velikost delcev okoli 50 mikronov, kar pomeni, da razpok velikosti 0,2 mm fizično ni mogoče cementirati.

V nasprotju s cementacijo lahko z glinenjem zapolnjujemo kraške praznine le v suhih kamninah, ki so po vbrizgavanju glinene raztopine sposobne iz sebe vsrkati vodo. V zvezi s tem mora biti glinena raztopina po polnjenju praznin nekaj dni pod hidravličnim pritiskom.

Pri glinenju se uporablja glinena raztopina z gostoto 1,2--1,3 g/cm3.

Zaradi povečanja tlaka (več kot 2 MPa) se iz glinene raztopine iztisne voda, dehidrirano glineno testo gosto zapolni praznine in kamnina postane neprepustna.

Glinenje, kot tudi injektiranje, se lahko uporablja le pri nizkih pretokih podzemne vode, da se prepreči prenos raztopine iz zamašenega območja, to je v prodnatih in razpokanih tleh, kjer je filtracijski koeficient v območju od 50 do 5000 m / dan.

injekcijska konstrukcija za injektiranje

Slika 1 Tehnološka shema postopka injektiranja talne podlage: 1 - posoda za mešanje raztopine; 2 - črpalka raztopine; 3 - tlačni cevovod; 4 - povratni cevovod; 5 - injektorji; 6 - ojačana tla

Leta 1931 je bila razvita metoda silicifikacije z dvema raztopinama, katere bistvo je bilo, da sta raztopino natrijevega silikata (natrijevega tekočega stekla) Na2OnSiO2 in raztopino kalcijevega klorida CaCl2 izmenično vbrizgali v peščena tla katere koli vlage skozi zamašeno kovino. perforirana cev (injektor). Kot rezultat kemijska reakcija med njimi se v porah prsti tvori hidrogel silicijeve kisline, ki se hitro in trdno utrdi.

Metoda z dvema maltama zagotavlja visoko trdnost tal in skoraj popolno vodotesnost. Slabosti te metode so visoki stroški in visoka zapletenost dela. Zato se uporablja predvsem za krepitev temeljev pod konstrukcijami. Pritrjena tla imajo kubično trdnost 1,5 ... 3,5 MPa.

Trdnost fiksne zemlje se ne zmanjša, ko je izpostavljena agresivnim vodam.

Za fiksiranje finih in muljastih peskov s koeficientom filtracije od 0,0006 do 0,006 cm / s se uporablja metoda ene rešitve. Raztopino tekočega stekla in fosforne kisline ali tekočega stekla, žveplove kisline in amonijevega sulfata vbrizgamo v zemljo. Prva formulacija zagotavlja hitrejše geliranje.

Trdnost fiksne zemlje je bistveno nižja kot pri dvomaltni metodi. Ta metoda se uporablja predvsem pri izdelavi neprepustnih zaves.

Metoda silicifikacije z eno raztopino se uporablja tudi za utrjevanje lesnih ugreznih tal s filtracijskim koeficientom od 0,0001 do 0,0023 cm/s.

Istočasno se v tla vbrizga raztopina enega tekočega stekla. Geliranje nastane zaradi reakcije raztopine tekočega stekla z vodotopnimi solmi zemlje in njenim izmenjevalnim kompleksom. Vlogo druge rešitve opravljajo tla sama.

Silicifikacija ni priporočljiva za utrjevanje tal, impregniranih z naftnimi derivati, smolami in olji, v prisotnosti podzemne vode s pH> 9 z metodo dveh raztopin in v primeru pH> 7,2 z metodo ene raztopine. siliciziranja finih in meljastih peskov.

Tla ni priporočljivo izpostavljati silifikaciji, če hitrost podzemne vode presega 0,006 cm/s.

Slika 2 Tehnološka shema procesa silicizacije talne podlage: 1 - črpalka za črpanje vode iz katode; 2 - naglavni trak; 3 - bradavica; 4- DC generator (za elektrosilikacijo); 5 - rezervoar z raztopino; 6 - valj s stisnjenim zrakom (kompresor); 7 - perforiran del injektorja; 8 - konica injektorja; 9 - dodatni injektor (za elektrosilikacijo)

V primeru silicifikacije pogreznih lesnih tal z vsebnostjo vlage 16–20 % se lahko vbrizgavanje silikatne raztopine z gostoto 1,13–1,20 g/cm3 izvede z vbrizgavanjem injektorjev ali skozi stene izvrtanih vrtin. V ta namen vrtalni stroj TsGB-50 prečka vodnjak z globino, ki je enaka dolžini prvega postanka. Dolžina vhoda v obstoječi ordinaciji je 2-3 m, nato pa se v zgornji coni vhoda namesti napihljiv tampon, skozi katerega se raztopina vbrizga v tla po cevi iz črpalke. Nato tampon odstranimo iz vrtine in ga izvrtamo do dolžine naslednjega postanka. To se ponovi za celotno globino pritrditve ugreznega lesa.

Pri kemični fiksaciji peščenih tal na globini 50--150 m se vbrizgavanje kemičnih raztopin izvede skozi injektorje z rokavi, spuščene v vrtino, izvrtano pod zaščito glinene raztopine s premerom 120--150 mm. Vrtina se izvrta do celotne globine fiksnega območja, nato pa se injektor z gumijastimi manšetami, ki pokrivajo njegove luknje, potopi v vdolbino, napolnjeno z glineno raztopino (zaradi česar njene stene ne zahtevajo pritrditve). Nato se skozi spodnjo manšeto s tamponom vbrizga cementno-glinena malta, ki zapolni režo med injektorjem in steno vrtine. Ta možnost vam omogoča nadaljnje vbrizgavanje fiksirne raztopine v poljubno območje injektorja. Z rokavnim injektorjem lahko utrjujemo zemljo pod obstoječimi objekti tako, da jo potisnemo iz posebej pripravljenega jarka.

Tako uporaba injektorjev različnih izvedb omogoča vbrizgavanje kemičnih raztopin na zahtevano globino.

Smole, ki jih lahko uporabimo za utrjevanje tal, morajo imeti nizko viskoznost in polimerizirati v porah tal pri temperaturi od 4 do 10 °C. Te smole vključujejo:

sečnina-formaldehid (karbamid), ki nastane pri polikondenzaciji sečnine in formaldehida;

fenolni, ki nastane zaradi polikondenzacije fenolov in aldehidov;

furan, ki nastane s kondenzacijo furfurala in furilnega alkohola; akril - derivati akrilne kisline;

epoksi, ki nastane pri kondenzaciji epiklorohidrina (ali diklorohidrina) s poliamini, fenoli, polialkoholi in drugimi spojinami.

Po vseh merilih je najbolj sprejemljiva za pritrjevanje tal sečninsko-formaldehidna (urea) smola z različnimi trdilci. Ta smola je zlahka topna v vodi, ima nizko viskoznost, strdi se pri nizki temperaturi in, kar je najpomembneje, proizvaja domača industrija v obliki lepil v velikem obsegu in je po svoji ceni zelo dostopna za široko razširjeno uporaba pri utrjevanju tal.

Bistvo metode je vbrizgavanje v zemljo raztopine za tvorjenje gela, sestavljene iz raztopine smole in trdilca v obliki klorovodikove ali oksalne kisline. Metoda zagotavlja močno fiksacijo, daje vodoodpornost tal. Poleg tega metoda omogoča fiksiranje karbonatnih tal. S povečano vsebnostjo karbonatov (do 3%) se tla predhodno obdelajo s kislinsko raztopino v volumnu, ki je enak volumnu raztopine za tvorjenje gela.

Slika 3 Tehnološka shema postopka smoljenja talne podlage: 1 - injektor; 2 - delovna cev; 3 - manometer; 4 - delovni rezervoar; 5 - cev iz plute; 6 - kompresor ali valj stisnjenega zraka

Cementiranje tal

Tehnologija cementne zemlje temelji na homogenem mešanju cementa in naravne zemlje pri določeni vsebnosti vode in zgoščenosti, da se armirani zemljini dodajo določene lastnosti: trdnost, stabilnost, odpornost proti zmrzovanju itd.

Prvič v Rusiji so za vrtne poti uporabili cement za utrjevanje tal. Po revoluciji so bili prvi poskusi utrjevanja tal s portlandskim cementom izvedeni leta 1927 na poskusnih poteh Leningradskega raziskovalnega biroja za ceste.

Laboratorijske raziskave utrjevanja zemljin s cementom sta opravila tudi CIAT in DorNII. Pozitivni rezultatiŠtudije so omogočile krepitev tal s cementom pod asfaltnimi betonskimi pločniki na dostopnih cestah do ozemlja Vsezvezne kmetijske razstave. V povojnem obdobju se začne razširjena uvedba cementnih tal v gradnjo cest in letališč. Na avtocestah Moskva-Harkov (1946-1949), Moskva-Leningrad (1949), Moskva-Rjazan (1950) in drugih so bili namesto prodnatih in peščenih slojev uporabljeni cementno-zemeljski temelji.Dela V. M. Bezruka, ki , kot rezultat dolgoletnega raziskovanja, razvili teoretične in praktičen nasvet utrjevanje tal s cementi. Kot ugotavlja Bezruk, ima ojačitev tal s cementom samo učinkovitost pomemben vpliv kemijska in mineraloška sestava cementov, geneza, sestava in lastnosti zemljin, zlasti njihova naseljenost in sestava izmenljivih kationov. Vnos nekaterih snovi v mešanice cementne zemlje (npr. milna nafta, saap stock itd.), ki s produkti hidrolize cementa tvorijo hidrofobne in druge snovi za polnjenje por, jim lahko v nekaterih primerih poveča vodoprepustnost. Od 80. let prejšnjega stoletja se uspešno izvajajo dela za krepitev tal s cementi z integrirano metodo, ki omogoča usmerjen vpliv na procese cementacije tal. A več o tem v nadaljevanju.

Tudi v tujini so se cementno-zemeljske tehnologije začele razvijati v prvi polovici 20. stoletja. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja so bile podeželske ceste v ZDA narejene iz cementne zemlje. Po drugi svetovni vojni se je ta metoda razširila v Angliji, Belgiji, na Nizozemskem in drugih. evropskih državah. Tako je bilo na Nizozemskem od leta 1956 utrjenih na desetine milijonov kvadratnih metrov zemlje. Skoraj povsod je bilo peščeno, zato so to tehnologijo poimenovali pesek-cement. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja so v Nemčiji letno porabili približno 1 milijon ton cementa za stabilizacijo peska na severu države (pristanišča v Hamburgu, skladišča) in pri gradnji podeželskih cest. V Franciji se ta tehnologija uporablja od leta 1972 zaradi dejavnosti cementnih podjetij.

V večini tujih publikacij je zapisano, da se utrjevanje zemljin s cementom ali mešanico cementa in apna za prekrivanje podeželskih cest, namesto z mehansko zbito nasipom, zdi zelo ekonomična rešitev. S cementnimi zemljinami se lahko poleg podeželskih cest izdelajo obloge za skladiščne prostore, parkirišča, korita železniških temeljev, kanalov, temeljev posameznih vrst objektov, pa tudi zemljine, namenjene za gradnjo velikih zemeljskih jezov. Očitno je cementno-zemeljska tehnologija za izdelavo del zelo zanimiva za cestna gradbena podjetja in bralce revije.

Poskusimo na kratko obravnavati to vprašanje.

Pred začetkom dela na utrjevanju tal je potrebno opraviti predhodno analizo v laboratoriju, nato pa med delom izvajati stalni nadzor. Tla se razlikujejo predvsem po naravi, granulometriji in vsebnosti vode.

Tla so lahko bolj ali manj kohezivna, vsebujejo ilovico in glino v različnih razmerjih.

Z visoko vsebnostjo gline se uporablja tako imenovana mešana krepitev, pri kateri se v tla predhodno doda apno (2-5%), da se izboljša flokulacija in na koncu razlitje tal med prehodom avtomobilov. Tla, ki vsebujejo sulfate (več kot 1 %), so lahko nevarna, ker sulfat reagira s cementom. V tem primeru je treba uporabiti bodisi cement z nizko vsebnostjo trikalcijevega aluminata (cement za pomorske operacije) bodisi cement z visoko vsebnostjo mineralnih dodatkov (leteči pepel, plavžna žlindra, pucolani). Še posebej pazljivi morate biti pri delno odcednih mokrih ali z vodo nasičenih tleh po deževju. To naredimo z živim apnom ali s prezračevanjem tal z "riperjem".

tla, ki vsebujejo sulfate (več kot 1 %), so lahko nevarna, saj sulfat reagira s cementom

Običajno se izvajajo preskusi tal, da se določijo glavne značilnosti tal: meja tečenja, meja plastičnosti, granulometrična krivulja itd.; nastavite optimalni pretok vode in cementa. Poraba cementa se lahko razlikuje med 4-12%, odvisno od tal. Najpogosteje je 6-20%. Na primer, v tabeli. 2 prikazuje podatke iz normativni dokumenti Nemčija.

Tabela 2. Poraba cementa glede na naravo tal

Narava tal	Poraba cementa
Narava tal	% suhe zemlje	kg/m 3 zbito podlago
gramoz in pesek	4-7	80-120
ilovnati pesek	6-10	120-160
Pesek z eno vrsto delcev	8-12	150-200
Ilovica	7-12	120-200
Glina	10-16	180-240

Pri krepitvi plastične ilovice se uporablja mešanica apna (2-3%) in cementa. Poleg tega se za plastično zemljo izvajajo preskusi zmrzovanja. Pri pokrivanju podeželskih del s cementno zemljo se delo izvaja v več fazah.

1. stopnja Izravnavanje in čiščenje tal z namenom odstranitve organskih snovi (travna ruša, trava, korenine itd.) in naknadno načrtovanje. Če so tla presuha, jih navlažimo, da izenačimo vsebnost in dosežemo enotno sestavo. Porazdelitev cementa in apna po površini se izvede z majhnimi količinami ročnega dela ali s pomočjo zgibnega mehanizma - "razdelilnika" veziva.

2. stopnja. Mešanje. Zemljo premešamo z vezivom v več zaporednih prehodih stroja (4-6 krat, dokler ne dobimo homogene zmesi) (slika 1). Takšen stroj je opremljen z vodoravnimi diski ali vodoravnimi ali navpičnimi rezili. Običajno je debelina sloja cementne zemlje 15-35 cm.

3. stopnja. Profiliranje in stiskanje. Profiliranje tkanine izdelujejo motorni grederji. Nato se tla stisnejo z več prehodi pnevmatskega ali vibracijskega valja. Stopnja zbitosti mora dosegati najmanj 90 % tiste, ki jo dobimo na vzorcu v laboratoriju. Po zbijanju cementne zemlje z valjarjem se prične končna ureditev cestišča.

4. stopnja. Končna faza je zaščita cestišča s plastično folijo ali drugim pokrivnim materialom, čemur sledi prekrivanje s plastjo peska. Takšna zaščita je potrebna, da preprečimo izhlapevanje vode iz obdelane zemlje, poleg tega pa zaščitimo cestišče pred dežjem. Približno enaka tehnologija se uporablja za krepitev temeljev nekaterih vrst avtocest. Samo v tem primeru izravnano in načrtovano zemljo pomešamo s peskom.

Med rekonstrukcijo objektov in gradnjo novih objektov se pogosto pojavi problem šibke zemlje. Takšen temelj morda ne bo vzdržal obremenitev konstrukcije. Ta članek se bo osredotočil na različne metode njegove krepitve.

Tla so plast, ki prevzame vsoto vseh obremenitev konstrukcije. Običajno lahko vsa tla razdelimo na stabilna in nestabilna. Stabilen - dovolj gost in suh, da prenese obremenitve temeljev ali ceste brez posebne priprave. Nestabilen zahteva predhodno drenažo in zbijanje.

mehanska metoda

Pomeni vnos posameznih izdelkov visoke trdnosti (piloti) ali materialov (zemlja, drobljen kamen), pa tudi zbijanje brez spreminjanja strukture (nabijanje / vibracije).

Okrepitev z armiranobetonskimi piloti

Bistvo je, da dolg kup prečka plast šibke zemlje in se naslanja na gostejšo. Obremenitev se prenaša vzdolž kupa navpično. Drži se tudi zaradi trenja zemlje na površini kupa. Glede na način potopitve so piloti zabiti (zabiti v tla s predhodnim vrtanjem ali brez njega), izvrtani (tekoči beton se vlije v ohišje cevi, potopljeno v tla) in piloti za vdolbine (potopljeni s posebnim strojem). Metoda zahteva uporabo obsežne in drage opreme ter veliko gradbišče.

piloti zemlje

Pripravljeno mešanico zrnatega agregata različnih frakcij vlijemo v predhodno izvrtano luknjo. Nabija se v plasteh. Učinek je primerljiv z armiranobetonskimi piloti, vendar veliko cenejši in okolju prijaznejši.

Podloge za tla, nabijanje/vibriranje, zamenjava zemlje

Uporabite z relativno majhno zahtevano debelino sloja navedenih lastnosti. Nabijanje se izvaja z valji (odmičnimi in gladkimi), vibrirajočimi ploščami in drugo opremo z ali brez vibracij. Prašni pesek je nabit z vodo. Metoda je optimalna za gradnjo letališč, cest in drugih velikih objektov. Če metode ni mogoče uporabiti, se plast šibke zemlje odstrani in nadomesti z močnejšo.

cementiranje in injekcije

Bistvo je dati zemlji želene lastnosti z dodajanjem cementa v njeno sestavo.

Mehansko mešanje zemlje z cementno-peščena malta(cementacija)

Uporablja se poseben polžni sveder z votlo palico z luknjami po dolžini. Skozi njih se sočasno z delovanjem polža dovaja cementna malta in se meša z zemljo. Metoda je relativno poceni in preizkušena. Uporablja se predvsem v mokrih tleh.

Jet fugiranje

Ločeno je treba omeniti sodoben pristop k klasiki: jet fugiranje. Cementno brozgo dovajamo po cevi pod zelo visokim pritiskom, medtem ko prebijamo mesto vbrizgavanja in mešamo z zemljo. Zahteva uporabo posebne opreme.

Mehansko in jet grouting sta zelo uporabna za utrjevanje tal, na katerih že stojijo zgradbe, tudi v utesnjenih razmerah. Za to se uporabljajo kompaktne injekcijske enote (tako imenovani "jet piloti"). Vstavimo jih lahko tako navpično kot pod kotom. Delo poteka hitro, razmeroma tiho in primerno za mestne ulice.

Utrjevanje tal vzdolž ravnine (gradnja cest)

Pri gradnji neprekinjenih premazov se uporabljajo kombinirane metode utrjevanja tal. Zaradi svoje dolžine po terenu lahko takšni objekti pokrivajo velike površine in s tem drugačno sestavo baze. Naslednje metode se vedno uporabljajo v kombinaciji z mehansko ojačitvijo.

Mešanje z naravnimi granulami

Spreminjanje lastnosti z dodajanjem granulometričnih ali drugih agregatov. Glede na stanje tal se za stabilizacijo uporabljajo različni naravni materiali: drobljen kamen, gramoz, pesek, glina, ilovica. Metoda je razmeroma poceni in okolju prijazna, ne zahteva kemičnih sestavin. Mešanje poteka v posebnem polžnem lijaku.

Mešanje z mineralnimi vezivi

Apnenje je metoda, poznana že od antičnih časov. Zmanjša plastičnost in lepljivost glinastih tal, zaradi česar so bolj odporna proti namakanju. Med pomanjkljivostmi - nizka odpornost proti zmrzali. Uporablja se pri pripravi glavnih (spodnjih) slojev cest.

Mešanje zemlje z organskimi vezivi

Načelo se ne razlikuje od zgoraj opisanih. Kot dodatki se uporabljajo različne smole, bitumen, trdne in tekoče emulzije. Tudi učinek in obseg sta približno enaka. Od značilnosti je treba omeniti visoke stroške organskega materiala (ali njegovega sintetičnega nadomestka) in agresivnost teh komponent glede na naravno okolje. Zato se ta metoda danes praktično ne uporablja.

Od treh tehnologij, opisanih v praksi, lahko samostojno uporabite prvi dve. Zaradi lahko dostopnih in razmeroma poceni komponent ter osnovne tehnologije mešanja so danes povpraševani. Z običajnim kultivatorjem je povsem mogoče okrepiti del makadamske ceste ali dvorišča.

Drenaža tal

Eden od glavnih dejavnikov šibkosti tal je prisotnost vode v njihovi sestavi. Odstranjevanje vlage iz njih povzroči znatno zbijanje in odpravo fluidnosti.

Toplotno pritrjevanje ali žganje

Učinkovito za glinena tla. Perforirana cev iz toplotno odpornega jekla je potopljena v izvrtano vrtino. Nato se skoznjo dovajajo segreti plini (vroč zrak). Odvečna vlaga izhlapi, v glini pa se pojavi učinek pečenja. Posebnost te metode: za ogrevanje plinov lahko uporabite lokalno gorivo: premog, drva.

Kemična metoda - mešanje zemlje s kemičnimi raztopinami

Najpogostejši med njimi je silicifikacija (silicifikacija). Zelo "široka" metoda je dodajanje tekočega stekla in njegovih raztopin v sestavo tal. Črpa se skozi vnaprej položene cevi, ki se nato odstranijo. Zaradi takšne priprave se zemlja okameni. Slabosti - enaka nizka odpornost proti zmrzali, hitro utrjevanje materiala, omejen obseg. Glede na sestavo same zemlje se izberejo tudi kemikalije raztopine za delo.

električna metoda

V tem primeru se uporablja pojav elektroosmoze. Obstaja gibanje vode od "plus" do "minus". Učinkovito pri dehidraciji tal.

Elektrokemijska metoda

Uporaba elektroosmoze z dodatkom kemičnih raztopin v vnaprej izračunanih območjih polja. To se naredi, da se olajša prehod vode skozi plasti in da gibanje želene smeri. Energetsko intenziven proces, ki zahteva znatno količino električne energije.

Z zadostno stopnjo znanja in razpoložljivosti potrebne elemente, elektroosmozo lahko sestavite doma. Podrobna navodila za montažo glejte tehnične priročnike. Elektroosmoza se uporablja tudi kot trajni drenažni sistem za temelje.

Okrepitev

Pri urejanju pobočij, oblikovanju brežin in ustvarjanju krajine se pogosto uporablja sodobna metoda: ojačitev s polimernimi strukturnimi elementi. Učinkovit je tako na ravnih vodoravnih površinah (ceste, pešpoti) kot tudi na naklonu.

Geomreža

Praviloma je to tridimenzionalna konstrukcija, sestavljena iz perforiranih polimernih trakov. Zelo močna satjasta konstrukcija omogoča ohranjanje gibanja v vseh ravninah. Morebitni drobni agregat ali lokalno zemljo preprosto nasujemo v satje. Ne zahteva nabijanja, tesnjenje se izvede z vlivanjem vode. Debelina sloja 10–25 cm.

Goetextile

Uporablja se za večplastne pripravke. Ta večslojna polimerna mreža je v resnici filter visoke trdnosti. Prepušča vodo, vendar ne dopušča mešanja plasti. Hkrati ima precejšnjo moč porazdeli obremenitev med plastmi. Področje uporabe: gradnja cest, kmetijstvo in urbano gospodarstvo.

Geomreža

Prevzame natezne obremenitve. Redko se uporablja v tleh, uporablja pa se kot tankoslojna armatura in v kombinaciji z drugimi polimernimi materiali.

setev trave

Dekorativni način za krepitev pobočij pred prelivanjem (strmina ne večja od 1: 1,5). Travo sejemo na strojno zbitih nenaplavljenih brežinah. Preprečuje izpiranje in erozijo.

Za ojačitvene elemente na osebni parceli ni cene. Z njihovo pomočjo je mogoče ustvariti najbolj fantastične krajinske strukture. Omogočajo tudi ustvarjanje (uvoženih) rodovitnih plasti za rastline.

Vitalij Dolbinov, rmnt.ru

http://www. rmnt . ru/ - spletno mesto RMNT. en

Ojačitev tal razumemo kot sklop ukrepov za izboljšanje njihove mehanske trdnosti in vodoodpornosti. Kemično utrjevanje tal je umetno preoblikovanje tal s kemično obdelavo z različnimi reagenti. Hkrati potekajo interakcijske reakcije reagentov med seboj in s sestavinami tal, kar zagotavlja trajnost pridobljenih gradbenih lastnosti (trdnost, vodoodpornost itd.).

Postopek utrjevanja tal vključuje številne tehnološke operacije (drobljenje, mešanje, doziranje veziv, vlaženje, priprava raztopin, injiciranje, zbijanje), ki zaradi aktivnega vpliva veziv in drugih snovi na tla zagotavljajo visoka gostota, trdnost in dolgotrajna stabilnost armirane zemlje tako v suhih in suhih razmerah kot v vodonasičenem stanju.

Pri razvoju metod utrjevanja zemljin je glavna naloga pridobitev novega gradbenega materiala z želenimi strukturnimi in mehanskimi lastnostmi.

Izbira metode stabilizacije tal je odvisna od gradbenih ali inženirskih nalog, ki določajo ustrezno področje uporabe armiranih tal: gradnja cest in letališč; inženiring temeljev; rudarski inženiring; hidrotehnika; varnost okolju.

Pri gradnji cest se veziva uporabljajo za utrjevanje tal pri temeljenju cest in za utrjevanje robov cest.

Značilnost avtocest in letališč je njihova velika odvisnost od podnebnih, talnih in hidrogeoloških razmer območja. Posebnost gradnje je uporaba ogromne količine različnih kamnitih materialov - pesek, drobljen kamen itd. Da bi zmanjšali stroške cestnih in letaliških pločnikov, se na mnogih območjih namesto tega uporabljajo lokalna tla, odpadki ali stranski proizvodi industrijskih podjetij. kamnitih materialov. Praviloma uporaba takih materialov zahteva njihovo ojačitev z vezivi, kot so portlandski cement, portlandski žlindrni cement, apno, tekoče steklo, bitumen. Kot komponente vozišča se uporabljajo industrijski odpadki, kot so kurilni pepel in žlindra, plavžna in metalurška žlindra, mulj iz proizvodnje aluminijevega oksida itd.

V temeljenju rešuje kemično utrjevanje zemljin s pomočjo veziv naslednje probleme:
gradnja industrijskih in civilnih objektov na pogreznih in nabrekajočih se tleh, ki so razširjeni na ozemlju Ruske federacije;
krepitev temeljev pod obstoječimi konstrukcijami (ta operacija se izvaja brez prekinitve delovanja same konstrukcije);
povečanje nosilnosti pilotov in nosilcev velikega premera, ki mu sledi pritrditev tal pod njihovim dnom.

V rudarstvu se stabilizacija tal uporablja pri zabijanju rudnikov v težkih rudarskih in geoloških razmerah namesto dragega pritrjevanja z gradbenimi konstrukcijami, pa tudi pri odpiranju jam v z vodo nasičenih tleh.

Pri hidrotehnični gradnji se z utrjevanjem tal v naplavnih zemljinah ustvarijo neprepustne zavese za gradnjo visokih zemeljskih in skalnatih jezov na njih (npr. na dnu naplavin je nastal neprepustni zaslon 2 mio m3 zemljine). Asuanski jez).

Metode kemičnega utrjevanja tal ščitijo betonske temelje pred škodljivimi vplivi agresivne podtalnice in industrijskih odpadnih voda nanje. Da bi to naredili, se ustvarijo protifiltracijski zasloni z vbrizgavanjem trdilnih kemičnih reagentov v tla, pa tudi z vnosom posebnih protikorozijskih dodatkov v tla med polnjenjem.

Utrjevanje tal pri reševanju problemov varstva okolja je postalo velikega gospodarskega pomena, zlasti pri gradnji in obratovanju različnih objektov za skladiščenje naravi in človeku nevarnih industrijskih odpadkov in polizdelkov. Takšni odpadki in produkti so lahko fino razpršeni in suhi, pri čemer je ena od inženirskih nalog preprečiti njihovo širjenje po prostoru zaradi prašenja. Če je odpadek mokra suspenzija (še posebej, če vsebuje vodotopne spojine), potem lahko z utrjevanjem zemlje ustvarimo neprepusten zaslon, ki je ovira za širjenje škodljivih snovi, ko se filtrirajo skozi zemljo.

Tla, ki jih je mogoče utrjevati, delimo glede na granulometrično sestavo v dve skupini:
1. Groboklastična in finoklastična rahla tla (kamnine) z vključitvijo znatne količine zrnatih frakcij, ki tvorijo in zadržujejo ločeno nosilni zrnati okvir pri največji zgoščenosti. Ta okvir ima zadostno stabilnost zaradi visokega notranjega trenja in dobrega oprijema med delci. Takšne okvirne mešanice so lahko učinkovito monolitne z visoko trdnostjo, strižno odpornostjo in vodoodpornostjo z dodajanjem veziv (portlandskega cementa, bitumna, apna ali kombinacije drugih snovi) in drobnih frakcij, ki zapolnjujejo praznine med velikimi in močnimi delci (običajno poljski zrna).spar in kremen ali drobci kamnin).
2. Ilovice in gline, tj. vezane prsti, ki nimajo zrnatega nosilnega ogrodja; vmesni položaj zavzemajo peščena ilovnata tla. Za to skupino tal je značilna prisotnost povezljivosti, nima ogrodja močnih in velikih delcev, vendar kaže visoko fizikalno, kemično in kemično aktivnost.

Vsaka od teh skupin se lahko zelo razlikuje po petrografski, mineraloški, kemični sestavi in drugih lastnostih.

V tehnologiji kemične fiksacije tal obstajata dve glavni smeri:
injekcijsko utrjevanje, ki se izvaja z vbrizgavanjem v tla s pomočjo injektorjev ali v vrtine kemičnih in cementirnih raztopin (smoljenje, silicifikacija, cementacija). V tem primeru se reagenti v obliki raztopin ali plinov vnesejo v tla v pogojih njenega naravnega pojavljanja (brez motenj | strukture tal) z vbrizgavanjem pod pritiskom;
krepitev vrtanja in mešanja, vključno z razvojem in mešanjem tal s cementom ali cementom, pa tudi cementno-peščenimi, cementno-glinenimi maltami v vrtinah. S to metodo pritrditve je naravna struktura tal kršena zaradi njegovega mehanskega mešanja s cementom ali drugimi vezivi z dodatki. Zemljo s posebnimi mehanizmi mešamo z vezivom.

Injekcijsko utrjevanje se uporablja za tla, za katere je značilna določena vodoprepustnost (peščena, groba, razdrobljena kamnina itd.). Kemično utrjevanje tal z vbrizgavanjem z visoko vsebnostjo naftnih derivatov v tleh, visoko slanostjo in tudi pri stopnjah filtracije podzemne vode nad 5 m / dan je nemogoče.

Utrjevanje z mešanjem bora je uporabno za vse nekamnite. prsti, vključno z glino, ne glede na njihovo vodoprepustnost.

Včasih se razlikuje tudi:
površinsko utrjevanje - vnos anorganskih (cement, apno itd.) in organskih (bitumen, katran) veziv, sintetičnih visokomolekularnih smol, kompleksno utrjevanje z vezivi in drugimi reagenti;
globoko utrjevanje - vnos anorganskih veziv ali raztopin, sintetičnih visokomolekularnih smol, vbrizgavanje glinenih in cementnih suspenzij, kemičnih raztopin ali solov z nizko viskoznostjo, zamrzovanje, termično utrjevanje;
zagotavljanje vodoodpornosti in neprepustnosti za pline - vnos anorganskih ali organskih snovi in raztopin, kompleksne metode.

Obstoječe metode utrjevanja tal z uporabo različnih veziv lahko razdelimo v več razredov:
1. Krepitev tal s portlandskim cementom ali njegovimi analogi (belit, sintranje blata itd.).
2. Utrjevanje tal z apnom.
3. Krepitev tal z alkalno-silikatnimi raztopinami različnih sestav.
4. Krepitev tal s kislinami in solmi različnih sestav.
5. Krepitev tal z odpadki petrokemične proizvodnje (bitumen, bitumenske emulzije).
6. Krepitev tal s sintetičnimi visokomolekularnimi spojinami (furfuralne in karbamidne smole, resorcinol-formaldehidne in kalcij-akrilatne smole, polivinil alkohol itd.).
7. Mešane metode - krepitev tal, na primer z raztopinami natrijevega silikata in žveplove kisline, silikatno-organskimi raztopinami itd.

Krepitev tal, kadar se kot vezivni sestavki uporabljajo na osnovi raztopin natrijevega silikata, se imenuje silicifikacija tal, pri uporabi karbamidnih smol kot veziva - smoljenje in cementne malte - cementiranje tal.

Pri utrjevanju tal z različnimi vezivi potekajo kemijski procesi, med drugim: hidratacija cementnih zrn, utrjevanje hidratacijskih produktov in njihovih novotvorb, ki nastanejo pri kemijski interakciji veziv s fino razpršenim delom tal; polimerizacija in polikondenzacija nizkomolekularnih spojin; kemična interakcija z aktivnimi reagenti, ki so del utrjevalne sestave.

Fizikalni in kemični procesi med stabilizacijo tal vključujejo izmenjavo absorpcije produktov hidrolize in hidratacije cementnih mineralov (na primer Ca (OH) 2) s fino razpršenim delom tal ali drugimi kationskimi ali anionskimi snovmi. V tem primeru lahko pride tudi do molekularne adsorpcije snovi iz raztopin na fazni meji, koagulacije glinenih in koloidnih snovi, njihove mikroagregacije in cementacije.

Med utrjevanjem tal se delci tal in agregati zdrobijo, homogenizirajo s cementom, bitumnom, apnom ali drugimi vezivi in reagenti, navlažijo in zbijejo končano mešanico tal, čemur sledi dolgotrajno mokro ali drugo strjevanje. Ti raznoliki kompleksni procesi so med seboj tesno povezani in se v času prekrivajo. Tako pri utrjevanju fino dispergiranih zemljin prihaja do fizikalnih in kemijskih interakcij, ki vodijo do nastanka novotvorb tako zaradi interakcije veziva s komponentami zemljine kot tudi zaradi lastnega strjevanja veziva (tvorba cementnega lepila).

Na izbiro metode utrjevanja zemljine vplivajo vrsta inženirske naloge, mineraloška, granulometrična, kemična sestava zemljine, vremenske in geološke razmere ter ekonomska učinkovitost posamezne metode.

Najpogostejša metoda utrjevanja tal je uporaba portlandskega cementa in portlandskega žlindrnega cementa z dodatki, ki uravnavajo proces strjevanja cementnih tal (kalcijev klorid, apno, soli alkalijskih kovin, površinsko aktivne snovi). Glavni procesi, ki se pojavljajo med nastajanjem cementne zemlje, so odvisni od interakcije cementa z delci glinene zemlje. Ta interakcija je posledica raztapljanja silicijevega dioksida in aluminijevega oksida iz delcev gline in amorfne komponente v mediju z visokim pH, ki nastane kot posledica sproščanja visoko reaktivnega Ca (OH) 2 s hidratiziranim cementom. Raztopljene komponente lahko tvorijo dodatno cementno vezje. material s kalcijevimi ioni, ki drži glinene delce skupaj. Za cementiranje tal se uporabljajo cementne, cementno-peščene, cementno-glineno-peščene in cementno-glinene malte. V nekaterih primerih je potrebno povečati prepustnost cementnih delcev v zemljo, za to se cement ponovno mletje (mokro ali suho) ali zračna separacija velikih delcev.

Disperzni cementi omogočajo pripravo injekcijskih malt z boljšo prepustnostjo v razdrobljene kamnine. Za pospešitev povečanja trdnosti suspenzije je dodan CaCl2 (0,5-3,0%), za povečanje stabilnosti pa bentonit (1-5%). Za kisla tla je priporočljivo vnesti majhne (0,6-3,2%) dodatke Ca (OH) 2, kar pomaga povečati trdnost ojačane zemlje.

Humusne humusne snovi, ki jih vsebujejo tla, negativno vplivajo na njeno utrjevanje, njihov učinek se poveča s povečanjem kislosti, kar je povezano s spremembo količinskega razmerja in kvalitativne sestave organskih kislin in soli, vključenih v huminske snovi. Vpliv humusnih snovi na procese strukturiranja v cementni zemlji lahko oslabimo z majhnimi dodatki apna samega ali apna v kombinaciji s kalcijevim kloridom. Ko je mešanica navlažena, apno vstopi v ionsko izmenjevalno interakcijo s fino razpršenim delom zemlje in humusnimi snovmi, ki jih nasiči s kalcijevimi ioni. To ustvari alkalno okolje, ugodno za strjevanje hidratiziranih cementnih zrn, prisotnost kalcijevih kationov v raztopini pa povzroči nastanek v vodi netopnih kalcijevih humatov. Kot sestavina cementne zemlje, skupaj s portlandskim cementom, se v nekaterih primerih uporabljajo odpadki in stranski proizvodi lokalne kemične in metalurške industrije ter industrije goriva - žlindre goriva in leteči pepel, žlindre iz plavžev, odpadki iz proizvodnje aluminijevega oksida. (nefelinsko blato in boksitno blato).

Za krepitev tal z visoko vsebnostjo humusa, pa tudi slanih tal se najpogosteje uporabljajo sestavki na osnovi portlandskega cementa z dodatki apna, sode, tekočega stekla, pepelike, smetane anorganskih spojin in polimerov.

Razkrite so možnosti uporabe sintetičnih polimernih spojin kot neodvisnih aktivnih reagentov, ki zagotavljajo ustvarjanje močne in hidrofobne strukture armiranih tal različnih sestav in genez.

večina pomembne lastnosti polimerov, kar kaže na njihovo primernost za utrjevanje tal, je treba upoštevati naslednje:
nizka viskoznost, topnost ali emulgiranje v vodi (v monomerni ali polimerni obliki) v fazi vnosa polimera v tla, mešanje, vlaženje in stiskanje mešanice;
netopnost v vodi in nemočenje (hidrofobnost) po končani fazi utrjevanja armirane zemlje, medtem ko mora utrjevanje smole potekati v zračnem ali vodnem okolju v temperaturnem območju od 0 do 35 ° C;
sposobnost selektivne adsorpcije glede na hidrofilne minerale gline;
sposobnost odpornosti na fizikalne in kemične vplive ter biološko razgradnjo;
možnost izvajanja del na obdelavi tal pri visoki vlažnosti v temperaturnem območju od 0 do 35 ° C.

Glavna kemijska procesa, ki potekata med tvorbo makromolekularnih spojin, sta polimerizacija in polikondenzacija. Kot sintetične visokomolekularne spojine se uporabljajo furfuralne smole, karbamidne smole itd.

Pri kemičnem utrjevanju zemljin tvorijo tako anorganski kot organski polimeri v utrjenih zemljinah cementne tvorbe v obliki gelov, različno namočenih, ki v naravne razmere se lahko sreča ali ne. Kemično utrjevanje zemljin se v nasprotju z njihovo naravno cementacijo izvede skoraj v trenutku (v geološkem smislu) z doseganjem enoosne tlačne trdnosti v najboljšem primeru največ 5 MPa, medtem ko naravna cementacija traja izjemno dolgo z nastanek sedimentnih kamnin večje trdnosti.

Nastala spojina spremenljive sestave je cementna neoplazma v obliki tankih filmov v obstenski plasti kapilare.

Metoda silikifikacije tal z dvema raztopinama se uporablja za utrjevanje peskov z nizko vsebnostjo vlage in vodo nasičenih peskov, trdnost utrjevanja peska za enoosno stiskanje doseže 2-4 MPa. Utrjen pesek pridobi popolno vodoneprepustnost, visoko odpornost proti zmrzovanju, odpornost na kisline in raztopine nevtralnih in kislih soli, vendar ni zelo stabilen v alkalnih okoljih zaradi raztapljanja cementnega gela alkalne silicijeve kisline. Ta metoda je ena najcenejših, nestrupenih, zahteva preprosto opremo, vendar je nesprejemljiva za krepitev tal z nizko prepustnostjo zaradi visoke viskoznosti raztopine natrijevega silikata.

Bistvo metode silikacije tal z eno raztopino je vbrizgavanje v trdno zemljo raztopine natrijevega silikata, predhodno pomešane s kemičnimi dodatki, ki v točno določenem času vodijo do tvorbe gela silicijeve kisline, ki cementira tla.

Tako se v zemljo vbrizga mešanica raztopine natrijevega silikata in dodatkov utrjevalca. Kisline in raztopine kislih soli ter organski trdilci se uporabljajo kot koagulacijski (utrjevalni) kemični reagenti, ki se uporabljajo za strjevanje raztopine natrijevega silikata. V tem primeru je možna tvorba dveh cementnih gelov silicijeve kisline: alkalnega in kislega.

Na hitrost tvorbe gela vpliva sestava kisline ali kislinske soli, stopnja nevtralizacije gela, temperatura tvorbe gela ter tvorba in struktura filma hidratirane silicijeve kisline na površini delcev.

Razvita veliko število sestavki alkalnih in kislih raztopin za tvorjenje gela, v katerih se kot trdilec uporabljajo šibke kisline in raztopine kislih soli z veliko pufrsko kapaciteto - NaH2P04, NaHCC> 3, NaHS04, (NH4) HC03, A12 3, (NH4) 2S04 .

V gradbeništvu se najpogosteje uporabljajo aluminosilikatne in fluorosilikonsko-silikatne formulacije.

Nedavno so bili razviti postopki z uporabo organskih trdilcev, zlasti estrov, kot trdilcev za veziva iz tekočega stekla. Od estrov za utrjevanje silikatnih raztopin se najpogosteje uporablja najbolj dostopen in najcenejši etil ester ocetne kisline CH3COOC2H5 (etil acetat).

V močno alkalnem okolju silikatne raztopine pride do reakcije umiljenja etil acetata s tvorbo natrijevega acetata in etilnega alkohola:

CH3COOC2H5 + NaOH – CH3COONa + C2H5OH.

Zaradi nevtralizacije alkalij v raztopini silikata se silikatni modul poveča, kar vodi do geliranja (Si02 gel). Količina dodatka etil acetata je približno 6%.

Tehnologija utrjevanja tal z injiciranjem je sestavljena iz vbrizgavanja pod pritiskom v pore in praznine tal (v njihovem naravnem pojavu) kemičnih reagentov za utrjevanje in fiksiranje v obliki dveh ločeno vbrizganih raztopin (metoda z dvema raztopinama), ene raztopine (enotna raztopina). raztopinska enokomponentna metoda), ena raztopina in plin (dvokomponentne plinske metode), mešanice dveh komponent za tvorjenje gela (enoraztopinske dvokomponentne metode).

Vbrizgavanje fiksirnih reagentov v tla se izvaja s črpalkami pod pritiskom stisnjenega zraka, predvsem po tehnologiji z navpičnim in nagnjenim prodorom injektorjev od zgoraj navzdol. Injektorji so posebne naprave, ki se na tak ali drugačen način vnesejo v tla, s pomočjo katerih se pritrdilni elementi pod pritiskom vbrizgajo v tla.

Gradnja novih objektov ali rekonstrukcija starih zahteva trdne temelje, da trdno držijo in so varni, vendar zemlja ne more vedno zagotoviti takšnih pogojev, ker je lahko šibka. V tem primeru ga je treba okrepiti in to je mogoče storiti na več načinov, odvisno od značilnosti ozemlja objektov, ki se gradijo.

Če je zemlja suha in gosta, se lahko gradbene konstrukcije izvedejo brez dodatne priprave - to je stabilna tla. Šibka ali nestabilna tla lahko zahtevajo drenažo ali zbijanje. Zbijanje tal se pogosto izvaja z alternativnimi materiali, kot so cestne plošče, ki jih je mogoče kupiti tako za zasebni sektor kot za industrijske objekte.

mehanska metoda

V tem primeru se tla okrepijo z vnosom dodatnih elementov ali materialov: piloti, drobljen kamen, zemlja itd. In da bi nekoliko stisnili strukturo, lahko uporabijo nabijanje in podobne operacije. Upoštevajte njihove lastnosti.

Krepitev z armiranobetonski piloti. Bistvo te metode je, da kup prehaja skozi plast šibke zemlje in doseže bolj gosto plast, se tam pritrdi in s tem utrdi zemljo. Za ureditev takšne ojačitve se uporablja več metod: na primer, kup lahko vtisnete s posebnim strojem, jih lahko zabijete v tla, vrtate luknjo za to ali brez nje. Obstaja tudi možnost, ko je cev potopljena v tla, nato pa se vanjo vlije beton. V vsakem primeru ta metoda zahteva velike napore in precejšnje gradbišče, uporablja se predvsem pri gradnji velikih objektov.
piloti zemlje. Načelo in učinek je primerljiv s prejšnjo različico, le da je veliko cenejša in okolju prijaznejša. IN na splošno, načelo njihovega ustvarjanja izgleda takole: izvrta se luknja, v katero se nato postopoma vlije polnilo iz različnih frakcij, občasno se vse to nabija. Kot rezultat dobimo zanesljivo utrjeno zemljo.
Če je plast zemlje, ki bo potrebna, majhna, lahko uporabite sredstvo nabijači z valji, vibracijske plošče in nekatere druge naprave. Če je osnova muljasti pesek, se nabijanje izvede skupaj z vodo. Ta metoda se uporablja za objekte, kot so ceste, letališča itd. Če je zemlja tako šibka, da ta metoda ne pomaga, jo je smiselno odstraniti in zamenjati z drugo.

Cementiranje

Metoda, ki si zasluži pozornost. Tu se ji doda cementna raztopina, da bi bila tla močnejša, vendar se lahko tehnologije razlikujejo:

enostavno fugiranje ko zemljo enostavno zmešamo s cementno malto: slednjo dovajamo s pomočjo posebnega mehanizma, ki istočasno takoj zmeša zemljo z malto. Metoda je zelo poceni, pogosto se uporablja na območjih, kjer so tla prepojena z vodo;
jet grouting- nekoliko izboljšana metoda. Tu se cementna malta dovaja pod velikim pritiskom poseben mehanizem naravnost v zemljo. Pod pritiskom se oblikuje luknja in takoj pomeša s cementom.

Obe metodi odlično delujeta. tudi če če je objekt že zgrajen in tla je treba utrditi. Hkrati se delo izvaja skoraj tiho, cement za mešanje pa se lahko dovaja tako pravokotno na površino kot pod kotom.

Okrepitev

Armiranje je že sodobnejši način, kjer se armiranje izvaja s polimernimi konstrukcijskimi elementi. Metoda je primerna ne le za ravna območja, ampak tudi za nagnjena, za krepitev pobočij, brežin, pri ustvarjanju krajine drugačen tip. Med najpogostejšimi modeli, ki se uporabljajo, je treba omeniti:

Krepitev vzdolž ravnine

Ko morate zgraditi objekt, ki se močno razteza v dolžino, se uporablja celotna kombinacija metod, saj se lahko na različnih točkah sestava in lastnosti tal zelo razlikujejo. Torej, skupaj z mehanskimi metodami, je uporaba takih metod pogosta: dodajanje različnih naravni materiali: drobljen kamen, zemlja, glina, pesek, ilovica itd. - odvisno od značilnosti podlage. Mešanje poteka v posebni napravi, posledično pa dobimo dokaj okolju prijazen način stabilizacije velikih površin;

Drenaža tal

Pogosto, da bi bila zemlja veliko gostejša in bolj zanesljiva, je dovolj, da iz nje odstranimo odvečno vodo, kar se naredi z uporabo določenih kemikalij ali postopkov:

Tako se glede na to, kateri objekt bo nameščen na mestu s šibko zemljo, izbere najbolj optimalen način za njegovo stabilizacijo.

Morda bi bilo koristno prebrati: