Временное крепление стенок выемок. Искусственное закрепление грунтов.

Временное крепление стенок выемок.При разработке выемок в водонасыщенных фунтах или в стесненных условиях, когда при этом невозможно обеспечить требуемое заложение откосов, вертикальные стенки закрепляютспециальными временными креплениями. Временная крепь может быть выполнена в виде деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов с опорными стойками, щитов с распорными рамками и других конструкций.

Шпунтовое ограждение - применяют при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемок, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.

Крепление консольного типа состоит из стоек-свай, защемленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев). Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м.

Крепление распорного (горизонтально-рамного) типа - наиболее простое в исполнении, его применяют при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или маловлажных фунтах. Крепление состоит из стоек, горизонтальных досок или дощатых (сплошных и несплошных) щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи.

При отрывке широких котлованов может применяться подкосное крепление вертикальных стенок. Оно состоит из щитов или досок, прижатых к фунту стойками, раскрепленными подкосами и упорами.

Искусственное закрепление грунтов представляет собой совокупность воздействий, в результате которых повышается прочность грунта, он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым.

Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес или повышения несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-мехахических свойств фунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления применяют замораживание, цементацию, битумизацию, химический, термический, электрический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунтов.

1. Замораживание грунтов применяют в сильно водонасышенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных между собой трубопроводом, по которому нагнетают специальную жидкость - рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до -20... -25°С.

2.Цементация и битумизация заключаются в инъецирований соответственно цементного раствора или разогретых битумов. Их применяют для пористых фунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватых скальных пород.

3.Химическим способом закрепляют песчаные и лёссовые грунты посредством нагнетания в них через инъекторы химических растворов. Химический способ может быть двух- и однорастворный.

Двухрастворное закрепление -нагнетание в грунт сначала водного раствора силиката натрия Na2SiO3, а затем хлористого кальция СаСl2. Растворы вступают в реакцию и образуют гель кремниевой кислоты nSiO2 x mH2O, который обволакивает зерна грунта и, твердея, связывает их в монолит.

Однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отвердителя) применяют для слабодренирующих фунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут.

4.Термическое закрепление применяют для лёссовых грунтов. Оно реализуется в результате обжига раскаленными газами, нагнетаемыми через скважину в поры фунта. Газы образуются при сжигании жидкого или газообразного топлива, подаваемого в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в заранее пробуренную скважину.

5.Электрическим способом закрепляют влажные глинистые фунты. Заключается он в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5...1 В/см и плотностью 1...5 А/м2. При этом глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

6.Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом и служащую инъектором, растворы химических добавок, увеличивающие проводимость тока (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.).

Способы разработки грунтов: механический, взрывной, гидро-механический, комбинированный.