Способ уплотнения просадочных грунтов Советский патент 1984 года по МПК E02D3/10 

1С

сд

со

00

Изобретение, относится к строительству оснований и фундаментов на просадочных лессовых грунтах путем их уплотнения энергией взрыва.

Известен снособ уплотнения грунтов, включающий бурение скважин, размещение в FiHx зарядов взрывчатого вещества, замачивание грунта до оптимальной влажности и |гфывание за)я.,)н взрывчатого вещества 1.

Наиболее б.и, к изобретению являотся способ yii. Ч) иеппя просадомных лессовых |-pyirroB, им. юна К) щи и бурение: скважин, размещение в iuix ()яд()в взрывчагого вещества, заполнение скважин дренируюнг.им материа:и)м, за.мачивапие грунта до состояния текучей коигистенцни и взрывание заря;;,ов взрывчатсно вещества 12.

Недостатком указанных способов является значительный разброс степени плотности но глубине уплотняемого слоя грунта (Я 1,7 -1,8 в нижних слоях и до 1,3- 1,5 г/см в верхних, при этом верхний слой на глубину 3--4 остается в разрыхленном состоянии, что происходит из-за неполной реализации энергии ударной волны нри взрыве зарядов взрывчатого вещества (ВВ).

Цель изобретения -- обеспечение равномерной прочности грунта по глубине уплотняемого слоя путем повышения степени реализации энергии ударной волны.

Поставленная цель достигается тем, что cornacfj(j способу уи.лотиения просадочных IpyiiTOH, включающему бурение скважин, pa3.vieiueiiHe в них зарядов взрывчатого неHiecTBa, заполнение скважин дрепнруюн1им материалом, замачивание гр) до состояния текучей коьгсистенцни и взрыва.чие зарядов взрывчатого веигсчтва, перед замачиванием грунта и после него нагнетают в грунт сжатый воздух, размеи1ают заряды в пределах 0,3- -1,0 высогы уплотняемого слоя, а их взрьшание производят периодически с интерва.лом 0,0112 с.

При этом во время замачивания грунта в поеледний нагнетают сжатый воздух.

Сущность способа заключается в накапливании в уплотняемом слое грунта потенциальной энергии путем нагнетания в норовое пространство грунта расчетного количества воды и воздуха и реализации энергии в процессе периодически повторяющихся подземных взрывов. От периодически повторяющихся подземных взрывных волн с интервалом 0,01 -12 с потенциальная энергия воды и сжатого воздуха начинает вибрировать с последующим виброразжижением и виброкипением уплотняемого массива грунта. При этом может нагнетаться до замачивания грунта или до и в период замачивания, а также после замачивания перед взрывами зарядов с одинаковым конечным эффектом уплотнения. Вместе; сжатого воздуха может нагнетаться

смесь газов, например СОг, О. и N, и другие подобные смосп ирп избыточном давлении 0,1--18 кгс/см. Количество воздуха нагнетается из расчета заполнения 10- 70% пор уплотпяемого слоя, а при замачивании заполняется 30-90% пор.

Поверхность грунта после завершения взрывов освобождается от воды и уплотняется обычными средствами уплотнения или уплотняется путем взрывания подводных зарядов ВВ, для чего над поверхностью грунта создается слой воды. Осуществляется также одновременное нагнетание в грунт воды и воздуха, для чего предварительно готовят водовоздущную смесь с ко5 личеством в ней воздуха 40%, которой загюлияют 60% пор уплотняемого слоя грунта .

В результате реализации потенциальной энергии нагнетаемого воздуха и воды при осуществлении периодических взрывов зарядов взрывчатого вещества поверхность грунта оседает на глубину до 20% от толщины уплотняемого слоя просадочных грунтов, обеспечивая высокую степень уплотнения, равномерную по всей глубине

5 слоя.

Пример. В уплотняемом массиве грунта пробурены поглощающие и взрывные скважины, которые заполняются дренирующи.м материало.м (щлак, песок, щебень и т. п.) Глубина скважин и расстояние между ними назначается исходя из известного расчета в зависи.мости от предварител1 но определенных коэффициентов фильтрацииуплотняемого грунта в вертикальном и горизонтальном направлениях. При этом время, необходимое для замачивания просадочной толщи грунта, равно времени увлажнения промежутков грунта между скважинами.

В устье пробуренных скважин устанавливают трубы для подачи воды, воздуха и для опускания на необходимую глубину зарядов взрывчатого вещества. Для наблюдения за осадкой грунта установлены поверхностные и глубинные марки, по которым производят нивелирную съемку.

5 В скважины устанавливают водостойкие заряды ВВ весом 20 кг в двух по вертикали местах общей высотой, равной 0,3, 0,6 и 1,0 высоты уплотняемого слоя. В грунт через скважины нагнетают сжатый воздух под избыточным давление.м 18 кгс./см, при

этом обеспечена герметичность устья скважины, а также предусматривается иск 1ючение фильтрации воздуха на поверхность уплотняемого участка грунта. Затем в скважины по разводящему инвентарному трубо5 проводу подают, под избыточным давлением воду и замачивают грунт до состояния текучей консистенции. Количество воды, необходимое для замачивания, рассчитывается с учетом фактического показателя пористости и естественной влажности уплотняемого грунта. Водой заполнено пор уплотняемой толщи просадочного грунта.

После замачивания грунта в скважины вновь нагнетают сжатый воздух и осуш,ествляют направленные периодически повторяющиеся подземные взрывы. Интервал времени между взрывами равен 0,01, 1 и 12 с, который определен на основании опытных данных в зависимости от накопленной потенциальной энергии воды, воздуха и качества ВВ.

В результате взрывов происходит равномерное оседание поверхности грунта на 15% от высоты уплотняемого слоя. Через ,20 дн. происходит полная стабилизация осадки грунта, которая составляет 20% от толщи уплотняемого массива. После завершения взрывных работ с поверхности удаляется

вода и сразу же производится уплотнение верхнего рыхлого слоя грунта путем интенсивной укатки.

Применение предлагаемого способа обеспечит осадку уплотняемого лессового грунта до 80% и более, что создает равнопрочный массив по всей глубине. Нагнетание сжатого воздуха также способствует на 10- 30% сокращению расхода взрывчатого вещества, общая стоимость работ сокращается на 7-12%.

Предлагаемый способ может быть применен для доуплотнения ранее замоченных грунтов, ускорения процесса осадки фундаментов зданий и сооружений, возводимых на предварительно замоченных грунтах а также для выравнивания неравномерных осадок фунадментов зданий и сооружений.

1 СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ, включающий бурение скважин, размещение в них зарядов взрывчатого вещества, заполнение скважин дренирующим материалом, замачивание грунта до состояния текучей консистенции и взрывание зарядов взрывчатого вещества, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерной прочности грунта по глубине уплотняемого слоя путем повыщения степени реализации энергии ударной волны, перед замачиванием грунта, и после него нагнетают в грунт сжатый воздух, размещают заряды в пределах 0,3-1,0 высоты уплотняемого слоя, а их взрывание производят периодически с интервалом 0,01-12 с 2. Способ по п. I, отличающийся тем, что во время замачивания грунта в последний нагнетают сжатый воздух.