Способ подготовки основания сооружения на водонасыщенных плывунных грунтах Советский патент 1988 года по МПК E02D3/12 

t138

Изобретение относится к технологии повышения несущей способности во- донасьпденных плывунных грунтов, сложенных тонкозернистыми пылеватыми песками и супесями, в частности к подготовке на них основания сооружения.

Цель изобретения - повьппение устойчивости основания за счет создания переходного с прилегающим массивом грунта слоя и экономия цемента.

На фиг.1 изображен процесс уплотнения искусственного основания; на фиг,2 - установка инъекционных труб для цементирования основания; на фиг.З - возведение фундаментной плиты сооружения и цементация основания на фиг.4 - инъекционная труба; на фиг.З - промывочная трубка.

Оборудование для реализации предлагаемого способа включает напорный секционньй трубопровод 1, бетоносмеситель с насосом 2 высокого давления цементовоз 3, смесительный бак 4, вспомогательньй насос для воды (не показан) и инъекционную трубу 5, ко торая выполнена из буровой трубы 6, имеет на нижнем конце конус 7 и размещенные на его конической поверхности выпускные отверстия 8, а на верхнем конце - резьбу 9 для присоединения к напорному трубопроводу 1. Для очистки трубы 5 от попадающего в нее грунта предусматривается ее промывка под давлением 0,1-0,3 МПА с помощью трубы 10 меньшего диаметра, имеющей на конце косой срез 11, а на верхнем конце - переходник 12 с резьбой для присоединения к напорному трубопроводу 1.

Способ- подготовки основания сооружения на водонасыщенных плывунных грунтах осуществляется в следующей последовательности.

На участке работ с помощью землеройных средств механизации отрывается котлован 13 с последующей заменой плывунного грунта на дренирующий инертиБЙ материал, например щебень 14 который уплотняют механизмами 15, например, копрами или вибрированием. Объем щебня 14 берут с таким расчетом, чтобы после уплотнения его верх находился на уровне подошвы фундамента возводимого сооружения.

После этого в щебень 14 внедряют трубы 5, отверстия 8 которых размещают ниже дна котлована 13 на глу

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

бину, равную 0,3-0,5 его толщины слоя щебня 14. Трубы 15 располагают по площади основания с шагом, равным радиусу действия раствора. На подготовленном основании из щебня 14 возводится фундаментная плита 16 сооружения, например доковой коробки, основания дюкера и т.п.

После набора прочности плиты 16 через трубы.5, пропущенные через фундаментную плиту 16 и слой щебня 14, осуществляют введение цементного раствора. Перед этим в трубы 5 вставляют промывочную трубу 10 меньшего диаметра с косым срезом 11 на конце и подключают ее к напорному трубопроводу 1 с давлением 0,1-0,3 МПА для удаления грунта, попавшего в трубы 5 при их внедрении. Под действием струи воды частицы -грунта отбрасываются наружу через кольцевой зазор между трубами 5 и 10. Промьшочная трубка, достигнув конуса 7, очищает и выходные отверстия 8.

Промывочную трубу 10 отсоединяют. Подключают к инъекционной трубе 5 напорньй трубопровод 1 и осуществляют закачку чистой воды в зону конуса 7, вокруг которого образуется полость с малым сопротивлением для цементного раствора. После этого осуществляется инъектирование цементного раствора с образованием цементно- песчаной смеси в зоне конуса 7.

Поскольку плывунные грунты имеют низкий коэффициент фильтра ции (К 1 м/с), то они являются малопроницаемыми для цементного раствора. Поэтому цементньй раствор поднимается и заполняет пустоты в слое щебня 14 или другого материала, образуя сплошной массив 17, органически свя- занньй с нижележащим грунтом посредством переходного слоя 18.

Давление нагнетания составляет 0,2-0,6 МПА в зависимости от пористости инертного материала и объема закачки. После выхода раствора наружу давление снижается до 0,2-0,3 МПА. Появление цементного раствора по периметру котлована 13 ив смежных инъекциЬнных трубах 5 свидетельствует о необходимости переключения нагнетающего устройства на работу в следующей трубе 5. Далее процесс повторяется до Ъмоноличивания всего слоя щебня 14. Контроль физико-механических свойств искусственного основания

31384660

геофизическими методами через

хо ме то с

возведения днищевой плиты. После набора прочности слоя щебня 14 возводится остальная часть сооружения.

Пример. Опытное опробовани предлагаемой технологии подготовки основания сооружения на тонкозернистых пьтеватых обводненных песках и супесях проводится при строительстве перехода канала через сбросной коллектор. Условия работ следующие. Выемка котлована осуществляется на глубину 2 м с размещением в нем щебня, который уплотняется с помощью копра.

Инъекционные трубы размещаются равномерно по площади слоя из щебня и погружаются на глубину 0,6 и 1,0 м ниже дна котлована.

На поверхности слоя щебня раскладывается арматура и осуществляется бетонирование днища дюкера (фундаментной плиты). В одну из инъекционных труб устанавливается промывочная трубка, подключенная к напорной магистрали, соединенной с растворомещалкой и насосом высокого давления, и она промывается водой при давлении 0,2 МПА. При зтом частицы грунта выбрасываются вместе с водой наружу и трубка, опускаясь до упора в конус инъекционной трубы, очищает ее выходные отверстия. Затем в слой щебня закачивается вода в объеме 1/15 и 1/20 от объема щебня. После этого производится нагнетание цементного раствора под давлением 0,4 МПА до выхода его за пределами днища дюкера и через контрольные скважины. При зтом нагнетание раствора ведется в одну трубу и непрерывно, что исключает образование избы- точного давления, поднимающего днища дюкера.

В такой же последовательности производится нагнетание цементного раствора и через остальные трубы до омо- ноличивания слоя щебня. Процесс наг- нетания цементного.раствора в одной точке продолжается 5-15 мин с рас

0

5

0

5

0

5

0

ходом раствора от 5 до 15 . Применяется цементный раствор из сульфа- тостойкого портландцемента марки 400 с удельным весом 6,7 т/м .

Предлагаемьй способ укрепления искусственного основания обеспечивает повышенную устойчивость сооружения в работе за счет постепенного перехода от более прочного основания к менее прочному прилегающему массиву грунта. При зтом исключается необходимость в устройстве ограждения котлована и снижается расход цемента за счет использования песчаной части грунта в смеси с цементным раствором.

Формула изобретения

1.Способ подготовки основания сооружения на водонасыщенных пльшунных грунтах,включакмций отрывку котлована, заполнение его сыпучим инертным матери - алом с уплотнением, введение в инертный материал на расчетном расстоянии цементного раствора посредством инъекционных труб, отличающий- с я тем, что, с целью повьщтения устойчивости основания за счет создания переходного с прилегагацим массивом грунта слоя и экономии цемента, переД введением цементного раствора производят создание фундаментной плиты сооружения, после чего ведут нагнетание в инертный материал воды в количестве 1/15-1/20 от объема материала, а введение цементного раствора осуществляют через слой нижележащего под материалом грунта, причем

во время введения цементного раствора производят определение степени насьпцения им инертного материала,

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что толщину нижележащего слоя грунта принимают равной 0,3-0,5 высоты слоя инертного материала .

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что определение степени насыщения инертного материала цементным раствором ведут по равномерности его выхода на поверхность по периметру котлована.

/// 19

и

/

/4

/3

Изобретение относится к технологии повышения несущей способности во- донасьпценных плывунных грунтов, сложенных тонкозернистыми пьтеватыми песками и супесями, в частности к подготовке на них основания сооружения. Изобретение направлено на повышение устойчивости основания за счет создания переходного с прилегающим массивом грунта слоя и экономии цемента. Это достигается тем, что перед введением в грунт цементного раствора осуществляется создание фундаментной плиты сооружения. После этого в инертный материал нагнетается вода в количестве 1/15-1/20 от объема материала. Цементный раствор вводится в инертный материал (щебень) через слой нижележащего под материалом грунта. Во время введения цементного раствора производят определение степени насьщения им инертного материала. Толщину нижележащего слоя грунта принимают равной 0,3-0,5 высоты слоя инертного материала. Определение степени насыщения инертного материала ведут по равномерности его выхода на поверхность по периметру котлована. Исключается необходимость укрепления стенок котлована, снижается расход цемента за счет использования песчаной части грунта в смеси с раствором. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л со 00 4ib О5 О

Фм.1

Фиг. 2

16

Фи9,

е

Фи.и

.f2

iO

ff Фиг 5