ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2278210

СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ СЛАБОГО ГРУНТА

Имя изобретателя: Лубягин Александр Васильевич 
Имя патентообладателя: Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (RU); Лубягин Александр Васильевич
Адрес для переписки: 630008, г.Новосибирск, ул. Ленинградская, 113, НГАСУ(Сибстрин) отдел ПЛР
Дата начала действия патента: 2004.08.05 

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению слабого грунта. В способе укрепления слабого грунта, включающем погружение в грунт инъектора, подачу уплотняющего и проникающего раствора с наполнителем под давлением, обеспечивающим разрушение структуры грунта в зонах его ослабления с образованием зоны уплотнения, и последующие погружения инъектора для образования примыкающих зон уплотнения, при укреплении заболоченного грунта в качестве наполнителя используют наполнитель с плотностью, меньшей, чем у воды, а перед подачей указанного раствора вводят в грунт фильтр для оттока воды из зоны уплотнения. Технический результат - расширение области применения способа при повышении эксплуатационной надежности и эффективности.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к строительству, в частности к укреплению слабого грунта.

Наиболее близким к предлагаемому является способ уплотнения грунта, включающий погружение инъектора, подачу раствора под давлением, измерения и регистрацию давления раствора, образование зоны уплотненного грунта и последующее погружение инъектора с образованием примыкающих зон уплотненного грунта, причем уплотнение дисперсного грунта производят путем нагнетания уплотняющего и проникающего раствора, обеспечивающего разрушение структуры грунта в зонах его ослабления, с предварительным уплотнением грунта по контуру зоны уплотнения (патент РФ №2119009, приоритет 17.10.97, опубл. 20.09.98 - прототип).

Недостатком данного способа при использовании для укрепления слабого грунта является то, что уплотняющий и проникающий раствор при использовании для укрепления слабого грунта увеличивает его осадки за счет собственного веса.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в расширении области применения способа для укрепления грунта при повышении эксплуатационной надежности и эффективности.

Поставленная задача решается тем, что в способе укрепления слабого грунта, включающем погружение в грунт инъектора, подачу уплотняющего и проникающего раствора с наполнителем под давлением, обеспечивающим разрушение структуры грунта в зонах его ослабления с образованием зоны уплотнения, и последующие погружения инъектора для образования примыкающих зон уплотнения, при укреплении заболоченных грунтов в качестве наполнителя используют наполнитель с плотностью, меньшей, чем у воды, а перед подачей указанного раствора вводят в грунт фильтр для оттока воды из зоны уплотнения.

Повышение эксплуатационной надежности слабых оснований достигается тем, что проникающий и уплотняющий раствор содержит материал, обеспечивающий малый его вес, что необходимо для уменьшения и предотвращения незапланированной осадки грунта, в конечном счете приводящий к уплотнению оснований под фундаментами зданий и сооружений, повышению их несущей способности и снижению деформативности.

В качестве материала, обладающего малой плотностью, может быть использован керамзитовый щебень или песок, аглопорит, вермикулит, перлит и т.п., а и пенопласты, не подверженные разложению и значительному сжатию. Введение в уплотняющий раствор указанных материалов позволяет обеспечить малые осадки слабых грунтов. Сечение инъектора, обеспечивающее необходимые давление и скорость подачи раствора, подбирается в зависимости от величины фракций используемого материала.

Введение фильтра для оттока воды позволяет увеличить скорость подачи раствора, которая обычно ограничивается скоростью оттока воды из зоны уплотнения грунта, за счет увеличения скорости оттока воды под большим давлением в зоне уплотнения, что, в свою очередь, снижает энергозатраты. Расстояние от зоны уплотнения, на котором устанавливают фильтр, зависит от коэффициента фильтрации грунта и требуемой скорости уплотнения.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Инъектор погружают в грунт, вводят в грунт и фильтр для оттока воды и подают в зону ослабленного грунта раствор с наполнителем, плотность которого меньше плотности воды. Раствор подают под давлением, обеспечивающим разрушение структуры грунта в зонах его ослабления с образованием зоны уплотненного грунта по контуру зоны уплотнения. Для образования примыкающих зон уплотнения производят последующие погружения инъектора.

Пример реализации способа.

В основании фундаментов 2-этажного дома охотника в Колыванском районе под слоем намывных песков мелких залегал сапропель мощностью до 2,6 м.

В результате уплотнения сапропеля здание получило неравномерную осадку, что привело к образованию трещин в несущих стенах и к уменьшению опорной зоны плит перекрытия.

Поскольку уплотнить сапропель механическим способом в массиве практически невозможно, было принято решение о вытеснении его уплотняющим и проникающим цементным раствором с наполнителем из пенополистирола.

Перед подачей раствора в грунт вводили фильтр для оттока воды.

В качестве наполнителя использовалась пенополистирольная крошка крупностью 5-10 мм с плотностью пенополистирола 170 кг/м³. Уплотняющий и проникающий раствор имел плотность 320 кг/м³.

Раствор вводился под фундаменты в слой сапропеля через забивной инъектор с теряемым наконечником под давлением 0,35 МПа. На каждый м³ сапропеля было введено 0,7 м³уплотняющего и проникающего раствора.

Последующие погружения инъектора привели к образованию примыкающих зон уплотнения.

Таким образом, произошло значительное замещение сапропеля уплотняющим и проникающим раствором с незначительным его уплотнением.

На подошве песчаного слоя бытовое давление составило 0,24 МПа, а вертикальное давление с учетом давления фундамента - 0,38 МПа.

Уплотняющий и проникающий раствор создал давление выталкивания на подошву слоя песка, равное 0,02 МПа.

Если бы вместо этого раствора был введен обычный уплотняющий и проникающий раствор плотностью 1800 кг/м³, возникло бы дополнительное давление на сапропель и подстилающие слои величиной 0,05 МПа, что привело бы к дополнительным неравномерным осадкам. В нашем случае давление отвеса раствора было передано через грунтовую воду на залегающий значительно ниже водоупор и даже незначительно уменьшило давление фундамента на сильно сжимаемый слой сапропеля, уменьшив при этом на 70% его мощность в основании фундаментов. Выполненные работы привели к полной стабилизации осадки здания.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ укрепления слабого грунта, включающий погружение в грунт инъектора, подачу уплотняющего и проникающего раствора с наполнителем под давлением, обеспечивающим разрушение структуры грунта в зонах его ослабления с образованием зоны уплотнения, и последующие погружения инъектора для образования примыкающих зон уплотнения, отличающийся тем, что при укреплении заболоченного грунта в качестве наполнителя используют наполнитель с плотностью, меньшей, чем у воды, а перед подачей указанного раствора вводят в грунт фильтр для оттока воды из зоны уплотнения.

Версия для печати
Дата публикации 21.01.2007гг

---

---