При строительстве любых зданий, свайные работы являются одним из обязательных элементов строительства. Сваи служат для передачи нагрузки от зданий, сооружений на более прочные слои грунта, если они строятся на

зыбкой и неустойчивой почве. Классифицируются сваи по материалу, из которого они сделаны, по форме

их ствола, по поперечному сечению, по способу передачи нагрузок на грунт, по методам производства свайных работ. Выбор варианта свай и

метода свайных работ должен быть сделан с учётом всех внешних факторов, влияющих на качество строительства.

Свайные работы включают следующие технологические процессы: погружение свай и свай-оболочек, изготовление набивных свай, бурение скважин, срезку свай, пробную забивку ипроизводственные испытания свай, устройство ростверка. Шпунтовые ограждения устраивают ввиде сплошных рядов шпунта или труб различного диаметра.для защиты котлованов и траншейот грунтовых вод, организации противофильтрационных завес и перемычек в строительствегидротехнических и других сооружений. Основным работам по устройству свайных фундаментовпредшествуют подготовительные: завоз и складирование свай, свай-оболочек и шпунта;разбивка осей свайного поля и мест погружения свай; проверка состояния элементов и узловсборки составных свай.

В процессе подготовки производства должны быть определены нормокомплектымашин(установки для забивки свай), механизмов, технологической оснастки, типы копрового исваебойного оборудования, установлены технически и технологически целесообразныехарактеристики бурильных станков и бетонирующих агрегатов, сваепогружающих молотов ипогружателей.

Работы по устройству свайных фундаментов осуществляются в следующейпоследовательности: планировка площадки; разбивка осей здания и рядов свай, пробнаязабивка свай и испытание их динамической и статической нагрузкой; погружение свай; сдача иприемка погруженных свай; срубка голов свай и подготовка их под ростверк; устройстворостверка; сдача и приемка ростверка.

Свайные работы выполняют при устройстве свайных фундаментов зданий и сооруженийжилищного, промышленного, сельскохозяйственного и транспортного строительства, а также подпорныхстен, шпунтовых ограждений, противофильтрационных завес, опор мостов, подземных сооружений. Свайныеработы характеризуется высоким уровнем индустриальности и представляют собой совокупность комплексно-механизированных технологических процессов. Устройство свайных фундаментов позволяет значительно снизитьтрудоемкость работ нулевого цикла, сократить продолжительность строительства объектов, повысить качестворабот.

Так, например, в слабых грунтах при замене ленточных фундаментов свайными можно уменьшить объемземляных работ на 70 - 85 % или полностью исключить их, сократить расход бетона на 25 - 40 % повыситьнадежность эксплуатации сооружений за счет уменьшения осадок основания.В сложных грунтовых условиях (слабые водонасыщенные грунты, высокий уровень грунтовых вод, мерзлыепучинистые грунты, фундаменты глубокого заложения в стесненных условиях и др.) устройство свайныхфундаментов - часто единственное целесообразное решение выполнения работ нулевого цикла, на долю которогоприходится около 15 % трудовых затрат и до 40 % общей продолжительности строительства объектов.

В настоящее время в строительстве получили массовое применение забивные железобетонные сваи. Работыпо их устройству составляют 90 % всего объема свайных работ: на другие типы свай, в том числе набивныесваи, приходится всего 10 %, хотя в ряде случаев они эффективнее забивных. Известно, что применение забивныхжелезобетонных свай в плотных грунтах приводит к тому, что они не добиваются до проектных отметок илиразрушаются в процессе забивки. Это приводит к перерасходу материала, недоиспользованию несущейспособности и снижению эффективности применения свай.

При всем многообразии конструктивных решений свайных фундаментов важнейшее значение имеетправильный выбор типа свай с учетом инженерно-геологических и климатических условийстроительства, конструктивных особенностей сооружений, величины и направления действующих нагрузок идругих факторов, определяющих технологию свайных работ. Необходимо учитывать также всю суммувзаимосвязанных факторов строительного производства: изменяющиеся климатические и грунтовые условия;разнообразие видов свайных фундаментов и типов конструкций свай; широкую номенклатуру сваепогружающихмашин; оптимальную технологию и организацию выполнения работ.

Различают следующие типы свай по способу их устройства на мерзлых и вечномерзлых грунтах:буроопускные - погружаемые под действием собственной силы тяжести в предварительно пробуренные

скважины, диаметр которых больше поперечного сечения свай (эти сваи получили распространение вжилищном строительстве Норильска и Якутска при выполнении фундаментов в твердомерзлых грунтах);

бурозабивные - погружаемые забивкой или вибрацией в лидерную скважину, имеющую диаметрменьше, чем поперечный размер сваи (опыт их использования накоплен в Воркуте, Магадане, Норильскепри строительстве на пластично-мерзлых грунтах);

забивные - погружаемые с помощью молотов или вибрированием непосредственно в мерзлый грунт(такие сваи можно применять только в пластично-мерзлых грунтах без крупнообломочных включений припроизводстве работ в летнее и осеннее время, когда поверхностный слой грунта не в твердомерзломсостоянии, возможность их погружения выясняется на основании забивки пробных свай); забивные сваи втвердомерзлых грунтах практически не устраиваются из-за невозможности их погружения;

опускные - погружаемые под действием собственной массы в предварительно оттаянный грунт (сваиэтого типа применяются в твердомерзлых грунтах и особенно широко в Якутске);

бурообсадные - полые круглые сваи-оболочки с ножевым кольцом, погружаемые путем разбуриваниязабоя через полость свай и периодической забивкой (рекомендуются к применению при чередовании слоевталого и мерзлого грунта, а также при наличии грунтовых вод); полость сваи заполняется грунтом илибетоном;

буронабивные сваи - устраиваемые посредством укладки бетона в предварительно пробуреннуюскважину с установленным в ней арматурным каркасом (такие сваи применяются в Норильске пристроительстве по принципу I, когда верхний слой грунта - талый; применение таких свай в вечномерзлыхгрунтах опробовано в Норильске и Якутске).

Выбор того или иного способа погружения свай в вечномерзлые грунты диктуется технико-экономическими обоснованиями с учетом технологических достоинств и недостатков выполнения работ.

Контроль качества работ по устройству свайного фундамента ведется пооперационно с оформлением актовподготовки котлована, подъездных путей, геодезической разбивки, погружения свай, устройства ростверка.

Основным требованием к качеству погружения сваи является достижение ею заданной несущейспособности. Допустимая нагрузка на сваю зависит от глубины, точности и технологии ее погружения, а также отгрунтовых условий. Наиболее достоверное значение несущей способности свай дает(опытная забивкасвай, пробная забивка свай) их статическое испытание, однако оно трудоемко и длительно. Поэтому в процессепроизводства работ применяется менее точный, но простой и удобный в исполнении динамический методиспытания свай, сущность которого основана на корреляции зависимости сопротивления сваи и отказа.

Отказом сваи называется глубина погружения сваи в грунт от одного удара молота, определяемая каксреднее арифметическое значение величины глубины погружения сваи от определенного числа ударов (залога).Число ударов в залоге для молотов подвесных и одиночного действия принимают равным 10 (для молотовдвойного действия и вибропогружателей принимают число ударов или работу механизма в течение 2 мин). Этотфактический отказ сравнивается с расчетным (проектным), который устанавливают проектировщики исходя изинженерно-геологических условий, с целью контроля несущей способности сваи. Отказ замеряется в концепогружения сваи с точностью до 1 мм не менее чем от трех последовательных залогов. Свая, не давшаярасчетного (проектного) отказа, должна быть подвергнута контрольной добивке после отдыха и засасывания ее вгрунте в течение 6 суток - для глинистых и разнородных грунтов, 10 суток для водона - сыщенных мелких ипылеватых песков. 20 суток для мягко- и текучепластичных глинистых грунтов. Сваи, давшие ложный отказ, илисваи, не забитые на 10 - 15 % длины, следует подвергнуть обследованию с целью устраненияпричин, затрудняющих забивку. В случае; если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектнаяорганизация должна провести контрольные испытания свай статической нагрузкой и откорректировать проектсвайного фундамента или его часть.

Погружение свай может производиться как до проектного отказа, так и до проектной отметки(устанавливается проектом). Последнее возможно только в тех случаях, когда под острием сваи залегают слабыегрунты и несущая способность сваи не превышает 200 кН.

Выбор способа погружения свай зависит от грунтовых условий, конструкции, длины и массы сваи.Наиболее распространенным способом является ударное погружение свай с помощью падающихмеханических и дизель-молотов, реже паровоздушных молотов. Ударный способ рационален дляпогружения цельных и составных железобетонных свай сечением 0,2х0,2 - 0,4х0,4 м, длиной до 30 м в любыхгрунтах.

Вибропогружение эффективно при наличии рыхлых песчаных грунтов и супесчаных водонасыщенныхгрунтов; вибровдавливание рекомендуется при погружении в мягкопластичные, текучепластичные и текучиесуглинки и глины; применение вдавливания статической нагрузкой ограничивается глинистыми грунтамитекучей консистенции. В ряде случаев применяют свайные погружатели комбинированногодействия, например вибромолоты, в которых используется ударная сила молота и действиевибропогружателя, или установки статического вдавливания в сочетании с вибропогружателями.Широко распространенная ударно-вибрационная технология погружения имеет ряд недостатков:необходимость усиленного армирования свай; значительное влияние ударных и вибрационных нагрузок нарабочие органы машины, близкостоящие здания; нарушение структуры грунта и неравномерность осадокфундаментов; высокий уровень шума и вибраций при забивке свай.

Поэтому в настоящее время продолжается поиск новых, более прогрессивных и эффективныхтехнологий устройства свайных фундаментов и способов погружения свай с использованиемпредварительного бурения лидерных скважин, и методом вдавливания и завинчивания свай.Выбор молота для забивки свай и свай-оболочек производят исходя из предусмотренной проектом несущейспособности сваи (сваи-оболочки), ее массы и плотности грунта. Ориентировочно масса ударной частимолота должна быть при длине сваи более 12 м не меньше массы сваи, при длине до 12 м - не менее 1,5 и1,25 ее массы (если забивка ведется соответственно в плотных и связных грунтах).

Можно также пользоваться указаниями СНиПа, в которых соотношение массы молота и железобетоннойсваи к расчетной энергии удара рекомендуется принимать: не менее 3 - для подвесных молотов, не менее 5 -для штанговых дизель-молотов и не менее 6 - для трубчатых дизель - молотов и молотов двойного действия.Молоты двойного действия используют для забивки и извлечения легких трубчатых металлических свай истального шпунта.

Сваи забивают в строго определенной технологической последовательности. Последовательно-рядоваясхема забивки применяется в несвязных грунтах; в глинах и суглинках она приводит к неравномерным осадкамгрунта, отклонению свай от проектного положения. Концентрическая схема забивки от краев свайного поля кцентру характеризуется сильным уплотнением грунта в центральной зоне и выпиранием свай, поэтому ееследует применять в слабых, водонасыщенных грунтах. Концентрическая забивка от центра свайного поля ккраям рекомендуется в слабосжимаемых грунтах, при других схемах сваи в процессе забивки могутотклоняться из-за неравномерного уплотнения и обжатия грунта. При секционной схемезабивки, применяемой в связных грунтах, забивают сначала сваи в граничных рядах секций, а затем ведутпоследовательно-рядовую забивку в пределах секций. Такая схема забивки позволяет равномернораспределить нагрузку на грунт по всей площади свайного поля. Необходимой точности погружения свай вплане и по высоте можно добиться за счет такой организации работ и применения оптимальных проходоккопровых агрегатов, при которых отклонения свай будут минимальными. Так, например, повторная добивкасвай, использование секционной схемы забивки и применение наклонных свай позволяют устранитьвыпирание последних и отклонение их от проектного положения.

При устройстве свайных фундаментов в виде кустов свай или свайного поля в котловане вытянутой формышириной до 18 м целесообразно использовать мостовую копровую установку конструкции ЦНИИОМТП скоординатно-шаговым механизмом, имеющим программное управление.

Универсальные самоходные копры типа СП-69, смонтированные на платформе башенныхкранов, обеспечивают забивку железобетонных свай длиной до 25 м.

Установка на базе крана для работ нулевого цикла может быть применена не только для забивки свай, нои для монтажа сборных элементов ростверка.

В ППР свайных работ включаются технологические карты, исполнительныесхемы, графики, технологические схемы погружения свай, излагается технология погружениясвай и устройства ростверков.

Забивку свай выполняют в соответствии с исполнительной схемой свайного поля порабочим чертежам проекта, содержащим данные о длине свай, их сечении, глубинепогружения, величине отказа, направлениях перемещения копра, с соблюдением технологиизабивки свай.

Данные о погружении свай необходимо записывать в «Журнал забивки свай»).

В состав основных работ входят:перемещение копра или копровойустановки к месту погружения сваи;строповка и подтягивание сваи к копру;установка сваи на точку погружения ивыверка правильности ее положения;закрепление на свае наголовника;установка погружателя и расстроповкасваи; погружение сваи с выверкой ееположения; снятие погружателя инаголовника; срубка недопогруженнойчасти сваи или забивка дублирующейсваи.

Различают сваи забивные, или заводского изготовления, и набивные, которые устраиваютнепосредственно на строительной площадке в полостях пробуренных скважин заданногодиаметра. Сваи-стойки, прорезая слои слабых грунтов, передают нагрузку своим острием наглубоко расположенный прочный грунт, а висячие сваи воспринимают ее преимущественнобоковой поверхностью за счет сил трения по всей высоте сваи. Практически чаще всего имеетместо сочетание этих двух состояний работы сваи. В соответствии с направлением погруженияконструкций в грунт различают сваи вертикальные и наклонные. Анкерные и корневидные сваиприменяют в тех случаях, когда фундамент предназначается для восприятия значительныхгоризонтальных и выдергивающих усилий.

Расположение свай в плане может быть: одиночным - под отдельно стоящие опоры;ленточным в несколько рядов - под стены зданий; кустовым - под тяжелые колонны и опоры; ввиде сплошного свайного поля - под специальные высотные сооружения (дымовыетрубы, доменные печи и т. п.).

Из забивных свай наиболее ударостойкими являются железобетонные предварительнонапряженные сваи, верхняя часть которых дополнительно армируется или усиливаетсяударопрочным фибробетонным оголовком. Известно, что в процессе забивки свай в нихвозникают не только сжимающие, но и значительные растягивающие усилия, которыевоспринимает стержневая, проволочная или прядевая арматура. Для изготовления свайиспользуют бетон не ниже М200, для предварительно напряженных - бетон М300, М400.При возведении фундаментов в слабых, неустойчивых, водонасыщенных грунтах находятприменение следующие виды железобетонных свай: с уширениями по стволу; полые круглогосечения; призматические и пирамидальные.

Последние, благодаря развитым наклонным поверхностям могут восприниматьбольшие, нагрузки по сравнению с призматическими при меньшем расходе материала.Ромбовидные сваи сплошного сечения рекомендуются на пучинистых грунтах.

Представляют интерес также сваи с инвентарной многократно используемой арматурой исоставные многосекционные, которые стыкуются между собой сваркой закладныхдеталей, болтовым соединением металлических фланцев или замковыми устройствамиспециальной конструкции. В качестве анкерных инвентарных устройств широкораспространены винтовые сваи металлические или комбинированные с использованиемжелезобетона и пластмассы. Винтовой наконечник имеет диаметр лопасти, превышающийдиаметр сваи, благодаря чему такие сваи хорошо воспринимают как вдавливающие, так ивыдергивающие нагрузки.Массовому внедрению забивных свай способствовало быстрое освоение серийногопроизводства высокопроизводительного копрового и сваебойного оборудования (для короткихсвай длиной до 8 м, длинных 16 - 20 м и составных), которое позволило прорезать толщуслабых грунтов и опирать сваи на прочные коренные породы.

Опыт применения свайных фундаментов показал, что весьма эффективной являетсяконструкция свая-колонна, позволяющая полностью исключить работы по устройствуростверков, а также связанные с этим земляные работы. Использование свай-колонн пристроительстве сельскохозяйственных объектов позволяет уменьшить стоимость работ нулевогоцикла и сократить продолжительность строительства.

В особых условиях строительства, при возведении фундаментов глубокогозаложения, применяют стальные сваи, которые изготовляют из прокатных профилей или трубдлиной 20 - 30 м, а также трубобетонные стальные полые трубы, заполненные бетоном.Шпунтовые сваи (деревянные, стальные и железобетонные) используют при устройствесплошного ограждения, подпорных стен, временного ограждения котлованов и траншей.Металлический шпунт промышленного сортамента изготовляется различного профиля и можетбыть применен многократно.

Ростверк - конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачинагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные высокие и низкие ростверки. При безростверковых свайныхфундаментах для крупнопанельных зданий до двенадцати этажей вместо ростверковприменяют сборные железобетонные оголовки, которые насаживают на головы свай изамоноличивают бетоном М200. Устройство монолитных ростверков связано с выполнениемтрудоемких опалубочных, арматурных и бетонных работ, которые отсутствуют при сборномварианте. Наиболее экономичны предварительно напряженные железобетонные ростверки.

Ростверки являются ответственнойчастью фундамента. Поэтому нужнаспециальная технология их устройства.Ростверок нужен в тех случаях, когдапередаётся нагрузка от всей наземнойчасти дома на грунт. Передачапроисходит благодаря имеющимсясваям. Различают какжелезобетонные, так и стальныеростверки.

Ростверки выбирают согласнотипам свай. Выбранные типы свайимеют значение для выборатехнологии. Если сваи бетонные илижелезобетонные, то выполнениеростверков производится, используясборный и монолитный железобетон.

Перед тем как устроить ростверок, когда присутствуют забивные сваи, где головы располагаются по разнымотметкам, нужно выполнить ряд трудоёмких операций, чтобы произошло их выравнивание. Проводятся работыпо срезанию бетона, резку арматуры и пр. Если производится срезание бетона, то используют пневматическиеотбойные молотки. Конечно, эффективней для таких операций применение специального устройства. Оноимеет замкнутую станину, подвижную раму, съёмные зубья и гидродомкрат с поршнем.

Когда сваи погружаются, у нихможет быть отклонение на 50 мм.Если сваи расположенымногорядным или кустовымметодом, то это не будет вызыватьникаких осложнений, когда будутпроизводить устройстворостверков. При выходе частисечения свай и при однорядном ихрасположении, необходимоустройство специального выступа.Такой вариант приемлем, еслиростверок выполнен измонолитного железобетона.

Необходима проверка верхних поверхностей при помощи нивелира и если нужно, выравнивание опорных поверхностей свай, используя бетонную смесь или цементный раствор. Такая проверка нужна, когда подготавливают головы набивных свай к устройству ростверков.

Для установления балок железобетонного ростверка нужна выравнивающая подсушка. Состав её – это песок. Выравнивающая подсушка имеет площадь от угла здания по захваткам.

В грунте проходят скважинус использованием установкиударного или вращательного способовбурения. Грунт в забое скважиныпри ударном способе буренияразрушается ударамидолота, присоединенного к бурильнымтрубам и канатам. Буровые работывращательным способом выполняетсяспециальной насадкойсо сплошным или кольцевым забоем(вращение бурового снарядаинициирует весьма малые величиныускорений, передающихся массивугрунта и расположенным рядомзданиям, поэтому здания не получаюткаких-либо дополнительныхосадок, сохранность их обеспечена).

В процессе буровых работ применяется глинистый раствор, который оказывает гидростатическоедавление на стенки скважины, предохраняя их тем самым от обвала. Кроме того, восходящим потокомглинистого раствора частицы разбуренного грунта выносятся на его поверхность.

После изготовления скважины в нее опускается арматурный каркас, который в зависимости от видавнешней нагрузки может устанавливаться по всей длине сваи, на части ее длины или только у верхадля связи с ростверком.

Затем скважина бетонируется методом вертикально перемещающейся трубы. При подъемебетонолитной трубы в процессе бетонирования нижний конец ее должен быть всегда заглублен в бетоннуюсмесь не менее чем на 1 м. Поданная бетонная смесь уплотняется с помощью вибратора, закрепленногона бетонолитной трубе.

Другой метод бетонирования использует миксер с бетононасосом: бетонирование осуществляетсяс помощью бетононасоса — на забой скважины опускается бетоновод. Бетононасос под давлениемзакачивает бетон в скважину, бетоновод все время остается в первоначальном положении и извлекаетсятолько после окончания бетонирования, что определяется полным вытеснением глинистого раствораиз скважины и появлением чистого бетона на поверхности. Такая технология бетонирования решает сразудве проблемы: полностью исключается возможность «пережима» сваи грунтом и обеспечивается высокоекачество бетона в свае (бетонная смесь укладывается при постоянном давлении).

Устройство буронабивных сваи с применением обсадных труб.После буровых работ в скважину помещается свайный каркас в виде трубы. Обсадная труба позволяет:

перекрывать горизонты плывунных грунтов; обеспечивает безопасность ведения свайных работ; позволяетконтролировать параметры буровой скважины; обеспечивает высокое качество заполнения скважиныбетоном.

Данная технология позволяет изготавливать сваи с уширением до 1200 мм, что дает возможностьиспользовать несущую способность опорной толщи грунтов основания и увеличивает эффективностьприменения свай.

Сущность способа „стена в грунте“ заключается в образовании под защитой глинистого раствора траншеи(выработки) с вертикальными стенками и последующим заполнением траншеи материалами иликонструкциями. При заполнении выработки бетоном, железобетоном и сборными конструкциями стенав грунте выполняет роль ограждающей или несущей конструкции. При заполнении траншеипротивофильтрационными материалами они выполняют роль противофильтрационных устройств (завес).Способ „стена в грунте“ используют при возведении подземных частей промышленных, энергетическихи гражданских зданий, гидротехнических, транспортных и коммунальных инженерных сооружений. Такойспособ дает возможность устраивать фундаменты и подземные сооружения практически любой глубины (4—50 м и более). Обычно глубина конструкций ограничивается возможностями применяемой землеройноймашины. Ширина траншеи может быть 0,2—1,2 м, что также ограничивается имеющимися в строительствемеханизмами.

Конфигурация в плане возводимыхстен в грунте может быть различнойв зависимости от конструкциисооружения и его назначения—прямолинейной, криволинейнойи ломаного очертания.

Применение способа „стенав грунте“ может быть ограничено:наличием грунтов с кавернамии пустотами, илов и рыхлых насыпныхгрунтов, включением обломковстроительных конструкций и материалови других препятствий.

Закрепление грунтов искусственное преобразование (физико-химическими методами) свойствГрунтов для целей строительства в условиях их естественного залегания. В результате закрепления грунтовувеличивается несущая способность основания сооружения, повышается егопрочность, водонепроницаемость, сопротивление размыву и др. Закрепление грунтов широко применяетсяпри строительстве промышленных и гражданских зданий на просадочных грунтах, для укрепления откосоввыемок дорог и стенок котлованов в водонасыщенных грунтах, в качестве противооползневыхмероприятий, при проходке горных выработок, создании противофильтрационных завес в основаниигидротехнических сооружений, для защиты бетонных сооружений (фундаментов) от воздействияагрессивных промышленных вод, для увеличения несущей способности свай и опор большого диаметра ит.д. Закрепление грунтов достигается нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, атакже воздействием на грунт электрическим током, нагреванием и охлаждением.

Основные способы закрепления грунтов:цементация, глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация, методы электрохимического илитермического воздействия, искусственное замораживание.

Цементация заключается в нагнетании в закрепляемый грунт (трещиноватый скальный или песчано-гравелистый) через систему пробуренных в нём скважин цементной суспензии (соотношение массы цементаи воды в растворе в пределах от 0,1 до 2). Для повышения подвижности густых цементных и цементно-песчаных растворов применяют добавки сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,01—0,25% поотношению к цементу. Ускорение схватывания растворов и увеличение первоначальной прочностицементного камня регулируется добавками хлористого кальция в количестве 1—5% по отношению к цементу.Прочность и водонепроницаемость грунта после цементации значительно увеличиваются.

В кавернозных скальных породах при большой скорости грунтового потока наряду с цементациейприменяется горячая битумизация. Её назначение — заделка наиболее крупных каверн, не поддающихсяцементации из-за большой скорости грунтового потока. Нагнетание горячего битума в полости и трещиныкавернозных пород производится через пробуренные скважины, оборудованные инъекторами. Прихолодной битумизации в грунт нагнетают тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ применяется дляочень тонких трещин в скальных грунтах и закрепления песчаных грунтов.

Глинизация служит для уменьшения фильтрационной способности трещиноватыхскальных, кавернозных пород и гравелистых грунтов. При этом способе в трещины породы нагнетается подбольшим давлением глинистая суспензия с добавкой небольшой дозы коагулянта.

Способ силикатизации основан на использовании силикатных растворов. Для закреплениясреднезернистых песков применяется т. н. двухрастворный способ, состоящий в последовательномнагнетании в грунт растворов силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакциигель кремниевой кислоты придаёт грунту значительную прочность и водонепроницаемость. Мелкие пескизакрепляются способом однорастворной силикатизации, т. с. раствором силиката натрия с добавкойфосфорной кислоты. В лёссовых грунтах нагнетается лишь раствор силиката натрия; роль второго растворавыполняют соли самого грунта.

Схема установки для силикатизации грунтов:

1 — цистерна с крепителем; 2 — цистерна с кислотой; 3 — насос «НД»; 4 — смеситель; 5 — пульт управления с регистрирующей аппаратурой; 6 — инъектор; 7 — отбойный молоток для погружения инъектора в грунт; 8 — контур закрепления.

Смолизация — нагнетание водного раствора карбамидной смолы с добавкой солянойкислоты, щавелевой кислоты или хлористого аммония. Применяется для закрепления, повышения прочностии водонепроницаемости мелкозернистых песчаных грунтов.

Для глинистых грунтов, где нагнетание растворов невозможно, используется электрохимический способзакрепления, основанный на пропускании постоянного электрического тока через грунт, в который вводитсяраствор хлористого кальция, в результате чего грунт обезвоживается и уплотняется. Реакцииобмена, происходящие при этом в приэлектродной зоне, также способствуют уплотнению и закреплениюгрунта. Электрохимическое закрепление подразделяется на электроосушение, электроуплотнение иэлектрозакрепление.

Схема установки для смолизации грунтов:

1 — инъектор; 2-рабочий шланг; 3-манометр; 4-рабочий бачок; 5 - пробковый кран; 6 - компрессор или баллон со сжатым воздухом

Песчаная подушка, как правило, должна полностью прорезать слой слабых грунтов, в противном случаеее высоту определяют, исходя из того, чтобы давление, передающееся на слабые подстилающие грунты, непревосходило их несущую способность. Укрепление просадочных лессовых грунтов обжигом.

За последние годы разработан новый термический способ укрепления лессовых грунтов, позволяющийликвидировать их просадочные свойства и повысить несущую способность.

В процессе обжига в грунте происходят необратимые изменения вследствие распада карбонатов иобразования новых цементирующих грунт связей. При этом грунт получает прочность на сжатие до 10-12кг/см2, утрачивает способность к набуханию, становится водостойким и морозоустойчивым.

Термическое укрепление грунтов производится двумя способами. Первый способ заключается внагнетании в грунт через жароупорные трубопроводы воздуха, нагретого до температуры 600-800°. Болееэффективен второй способ, который заключается в сжигании различного вида топлива в устье самойскважины, герметически закрытой сверху.

Прогрев укрепляемой толщи грунта до температуры, вызывающей необходимые изменения егосвойств, происходит в результате циркуляции нагретого воздуха или раскаленных продуктов сгорания. Вовремя обжига в скважины нагнетается сжатый воздух для поддержания избыточного давления, чтоусиливает циркуляцию раскаленного воздуха в грунте и обеспечивает равно мерность обжига по глубинескважины.

Несложное оборудование позволяет регулировать в скважине постоянную температуру в нужныхпределах (300-1000°, в зависимости от вида грунта). Нагрев грунта не должен превышать температуру егоплавления (1100-1400°), в противном случае происходит оплавление стенок скважины, что сопровождаетсярезким уменьшением зоны обжига.

Схема установки для термического укрепления грунтов с нагнетанием в них

горячего воздуха:1 — агрегат для нагрева воздуха; 2 — компрессор; 3 — трубопровод холодного воздуха; 4 — теплоизолированный трубопровод

горячего воздуха; 5 — затвор скважины; 6 — скважина; 7 — зона термического укрепления

грунта