Опубликовано: 31 Август 2017 06:34:20

Замораживание, силикатирование, цементация и битумизация грунтов

Борьба с водой возможна также при помощи устройства ограждающих котлован перемычек методами замораживания, силикатирования и битумизации грунтов.

Замораживание применяется естественное и искусственное. При естественном замораживании грунт под действием мороза промерзает на определенную глубину. Этот промерзший пласт разрабатывают, оставляя корку 20—30 см, препятствующую прониканию воды в котлован. Затем выжидают промерзания следующего слоя грунта, после чего производится дальнейшая разработка мерзлоты, опять с оставлением необходимой корки. При помощи такого постепенного промораживания грунта возможно выбрать выемку на полную глубину.

Рис. 226. Схема искусственного замораживания грунта.

Основными недостатками этого способа являются медленный темп работ — промерзание каждого последующего пласта отнимает несколько рабочих дней, а также необходимость вести всю разработку в условиях мерзлоты. Применение его возможно лишь при наличии устойчивых и достаточно сильных морозов.
Искусственное замораживание грунта осуществляется следующим образом.

По контуру сооружения в грунт вводятся трубы диаметром 100—150 мм, по которым циркулирует охлаждающая смесь (обычно раствор хлористого кальция или магния) вызывающая замерзание грунта вокруг трубы. Намерзшие вокруг труб столбики грунта постепенно увеличиваются в диаметре и сливаются друг с другом (рис.226).
Замораживающая труба состоит из внешней (охлаждающей) трубы а и вставленной в нее внутренней трубы б диаметром 25—37 мм, по которой подводится охлаждающая смесь из холодильника А. Отработанная, согревшаяся смесь при помощи насоса снова перекачивается к холодильнику. В СССР искусственное замораживание применялось, например, при разработке плывунов на строительстве московского метрополитена.

Сущность силикатирования заключается в введении путем нагнетания насосом в грунт химических растворов (сначала—раствора кремне - кислого натра, а затем — раствора хлористого кальция), под действием которых грунт затвердевает и становится водонепроницаемым. Силикатирование применяется при разработке плывунов, а также в гидротехническом строительстве. На рис. 227 показана схема установки для силикатирования грунта.

Рис. 227. Схема установки для силикатирования грунта.

Точно таким же образом осуществляется и цементация грунта с той разницей, что вместо химических растворов в скважину нагнетается цементное молоко.

При битумизации грунтов вместо химических растворов в грунт по трубам нагнетается битум. При обычной температуре битум представляет собой малоподвижную густую и вязкую массу. Перед нагнетанием его подогревают примерно до +800 градусов. Для того чтобы он сохранил эту температуру при прохождении по трубам, последние перед пусканием их в грунт обматываются никелиновой проволокой, по которой пропускается электрический ток. Этот ток нагревает трубы, а через них битум, который при этом не густеет и сравнительно легко проникает в грунт.

При прекращении нагревания битум быстро густеет и вызывает отвердение битумизированного грунта. Грунт этот приобретает большую прочность (до 40 кг/см2) и становится водонепроницаемым.