СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
METHOD OF STRENGTHENING OF SATURATED CLAYEY SOILS

Изобретение относится к строительству, а именно к способам искусственного улучшения грунтового массива в основании, и может быть использовано при производстве работ для усиления переувлажненных глинистых грунтов при реконструкции и строительстве зданий и сооружений, а также для повышения устойчивости естественных оползневых склонов, искусственных откосов дамб и котлованов.
Известен способ закрепления лессовых просадочных грунтов, включающий образование скважины, выполнение в ее стенке продольного концентратора напряжений, запирание верхней части скважины с отсечением зоны нагнетания, введение под давлением в грунт крепителя с образованием в грунте плоскости разрыва посредствам инъектора, который имеет трубу, наконечник и резец треугольной в сечении формы высотой 0,33 диаметра наконечника (авт. свид. 1444473 «Способ закрепления лессовых просадочных грунтов и инъектор для закрепления лессовых просадочных грунтов», 1988).
Недостатком известного решения является создание концентратора напряжений треугольной формы по всей длине скважины, оплывание его в пластичных и водонасыщенных грунтах, возможность «задиров» при попадании включений, некачественное запирание зоны инъектирования за счет вибрации при погружении запорной части, а также образование одной вертикальной трещины небольшой ширины (1-3 мм) за один заход.
Известен способ усиления водонасыщенных грунтов путем выполнения продольного концентратора напряжений в пределах зоны нагнетания, который производят под давлением крепящего раствора с плотностью, исключающей оплывание стенки скважины и обеспечивающей устойчивость и форму концентратора напряжения, причем в качестве крепящего раствора используют вспененный цементо-грунтовый раствор, а нарезку концентратора осуществляют в скважине, заполненной вышеуказанным раствором (см. патент на изобретение №2392382).
Недостатком известного способа является сложная конструкция устройства для образования в грунте плоскости разрыва, необходимость изготовления большого количества металлических элементов, сложная технология выполнения работ, что приводит к их удорожанию, а также образованию одной вертикальной трещины небольшой ширины (1-3 мм) за один заход.
Задачей изобретения является направленное образование стабильных и устойчивых трещин в заданных направлениях, увеличение размеров трещин в глинистых водонасыщенных грунтах в радиальном направлении от углов квадрата скважины квадратного сечения.
Технический результат - повышение несущей способности глинистых водонасыщенных грунтов за счет увеличения объема армирования.
Результат достигается тем, что в способе повышения несущей способности водонасыщенных глинистых грунтов, включающем бурение скважин, образование трещин введением в скважину трещинообразующего материала, тампонирование устья скважины, согласно изобретению сечение скважины преобразуют из цилиндрического в квадратное, затем послойно заполняют скважину негашеной известью с трамбованием и уплотнением каждого слоя, в образованные в радиальном направлении от углов скважины квадратного сечения трещины посредством инъектора нагнетают закрепляющий раствор.
Способ осуществляется следующим способом: сначала бурят скважину с выемкой грунта, затем преобразуют сечение скважины из цилиндрического в квадратное, после этого производят послойное заполнение скважины негашеной известью 1-го или 2-го сорта с последующим трамбованием и уплотнением каждого слоя, и в завершение выполняют тампонирование устья скважины грунтом. В результате гашения извести в радиальном направлении от углов квадратной скважины образуются трещины, в которые посредством инъектора нагнетают закрепляющий раствор.
В ходе проведенных лабораторных исследований было установлено, что наибольшую длину трещин можно получить, используя угол поперечного сечения скважины в 90 град. Это достигается путем преобразования сечения скважины из цилиндрического в квадратное. При большем значении угла количество трещин увеличивается, а длина их сокращается, а при малом значении происходит оплывание стенок скважины.
Данный способ позволяет получить стабильные трещины в радиальном направлении от углов квадрата скважины, что приводит к увеличению объема армирования. За счет расклинивающего действия при гашении извести и концентрации напряжений образуются трещины отрыва, длина которых составляет 2-3 длины стороны квадратной скважины, а ширина 5-15 мм. За счет увеличения параметров трещин в радиальном направлении от углов скважины квадратного сечения, с последующим нагнетанием закрепляющего раствора, повышаются физико-механические свойства грунта, так как при заполнении всех образующихся трещин происходит армирование грунта, что повышает несущую способность глинистых водонасыщенных грунтов. Кроме того, данный способ позволяет работать с малогабаритным и минимальным количеством оборудования в любых условиях строительства.