способ создания противофильтрационного экрана

Формула изобретения

Способ создания противофильтрационного экрана, включающий поэтапное нагнетание закупоривающей смеси, отличающийся тем, что предварительно по периметру сооружаемой противофильтрационной завесы роют траншею, после чего осуществляют нагнетание закупоривающей смеси, например, цементного раствора, с помощью высоконапорного инъектирования на проектную глубину по внутреннему периметру траншеи, затем - по внешнему периметру траншеи, а после отвердевания закупоривающей смеси осуществляют высоконапорное инъектирование в средней части траншеи по всей длине и укладывают в траншею дренажные трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты оснований бетонных сооружений (фундаментов) от воздействия грунтовых и промышленных вод с целью увеличения их несущей способности и т.д.

Известен способ укрепления водонасыщенных грунтов в основаниях зданий и сооружений по патенту РФ № 2204650 (МПК E02D 3/12, опубл. 20.05.2003), включающий формирование законтурного ряда упрочняющих грунт элементов по периметру укрепляемого массива, создание каркасно-ячеистой структуры из упрочняющих грунт элементов в зоне укрепляемого массива и образование на его поверхности распределительного несущего элемента. При этом формирование упрочняющих грунт элементов выполняют путем нагнетания в образуемые в грунте скважины твердеющего материала под давлением с одновременным направленным естественным и/или принудительным отводом воды, а в зоне укрепляемого массива заполнение скважин твердеющим материалом ведут по участкам, в пределах которых образуют ряды скважин с расположением рядов параллельно разомкнутому участку контура экрана и перпендикулярно ему, начиная с ряда, наиболее удаленного от разомкнутого участка контура экрана, также с одновременным направленным естественным и/или принудительным отводом воды.

Данный способ позволяет повысить несущую способность водонасыщенных грунтов в основаниях промышленных сооружений путем придания каркасно-ячеистой структуре из упрочненных элементов в улучшаемом массиве грунта формы завершенной структурной сетки. При этом водонасыщенные грунты укрепляют, но не создают завесу от поступления грунтовых вод.

Наиболее близким к предлагаемому является способ формирования противофильтрационного экрана по заявке № 93010613 (МПК E02B 3/16, опубл 19.06.1995), включающий бурение скважин на некотором удалении от места захоронения вредных веществ, закачивание закупоривающей смеси, содержащую цемент, сапропель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 0,01-4; сапропель 2-6; вода - остальное. Для повышения надежности формируемого экрана закачку закупоривающего материала проводят поэтапно, изменяя определенным образом соотношение компонентов в смеси. Кроме того, скважины для закачки закупоривающей смеси располагают в шахматном порядке по меньшей мере в два ряда.

Недостатком известного способа является то, что закачку закупоривающей смеси производят без давления. При этом не происходит уплотнение грунта, вследствие чего таким экраном вязкие реагенты удерживаются, а более текучие среды такие, как грунтовые воды, пройдут сквозь экран.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в увеличении эффективности производства работ при расширении области применения создаваемого противофильтрационного экрана.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу предварительно по периметру сооружаемого противофильтрационного экрана роют траншею, после чего осуществляют нагнетание закупоривающей смеси, например, цементного раствора, с помощью высоконапорного инъектирования на проектную глубину по внутреннему периметру траншеи, затем - по внешнему периметру траншеи, а после отвердевания закупоривающей смеси осуществляют высоконапорное инъектирование в средней части траншеи по всей длине и укладывают в траншею дренажные трубы.

Было установлено, что при работе с низким давлением, например 0,2 мПа, грунт не подвергается разрушению (гидроразрывам). Однако главным недостатком является низкая скорость уплотнения и проникноверния раствора в грунт. Уплотнение грунта на расстоянии 50 см потребует затрат времени от 2 до 4 часов.

Если же инъектирование осуществляют с высоким давлением, обеспечивающим уплотнение грунта на те же 50 см за 10-15 минут, то неизбежно произойдет гидроразрыв грунта. То есть образуется канал в грунте, по которому может проходить вода, размывая грунт и увеличивая тем самым его русло.

Предлагаемая последовательность операций позволит увеличить эффективность проведения работ по созданию противофильтрационного экрана за счет использования высоконапорного инъектирования, не ограниченного величиной давления, которое неизбежно приводит к образованию гидроразрыва. Для устранения этого недостатка после отвердевания раствора первых двух рядов скважин осуществляют инъектирование при том же повышенном давлении в средней части траншеи, что обеспечит эффективное заполнение ранее возникших технологических трещин гидроразрыва.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически представлен противофильтрационный экран по периметру здания, а на фиг.2 - тот же экран в сечении по А-А.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

По периметру сооружаемой противофильтрационной завесы роют траншею 1, после чего осуществляют нагнетание закупоривающей смеси, например, цементного раствора, с помощью высоконапорного инъектирования на проектную глубину по внутреннему периметру 2 траншеи 1, затем - по внешнему периметру 3 траншеи 1, а после отвердевания закупоривающей смеси осуществляют высоконапорное инъектирование в средней части 4 траншеи 1 по всей длине и укладывают в траншею дренажные трубы 5.

При этом инъекция в средней части 4 после инъекции и затвердевания раствора по внешнему 3 и внутреннему 2 периметрам траншеи 1 будет осуществляться в сильно уплотненный грунт, поэтому расход твердеющего материала на этой стадии значительно уменьшается. Экспериментально установлено, что «залечивание» дефектов гидроразрыва, возникших в процессе инъектирования по первым двум контурам, более эффективно осуществляется в уплотненном грунте