способ усиления грунтового основания

Формула изобретения

Способ усиления грунтового основания, включающий погружение в грунт инъекторов, подачу раствора и формирование вертикально направленного инъекционного тела, отличающийся тем, что подачу раствора производят одновременно не менее чем через три инъектора, установленных вдоль прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 5-10 диаметрам инъекторов, а вертикальное направленние инъекционного тела обеспечивают забивкой инъекторов до заданной отметки с последующим частичным их извлечением на высоту, равную 10-20 диаметрам инъекторов, и фиксацией на заданном уровне до начала процесса инъецирования.

Описание изобретения к патенту

Способ усиления грунтового основания относится к строительству, в частности к уплотнению оснований под фундаменты зданий и сооружений.

Известен способ усиления грунтового основания при подготовке оснований фундаментов зданий и сооружений, возводимых на просадочных и структурно-неустойчивых грунтах [Патент РФ №2122068, МКИ Е 02 D 3/12. Опубл. 20.11.98. Бюл. №32 - прототип], включающий погружение в грунт инъекторов, подачу раствора, формирование вертикально направленного инъекционного тела, причем замачивание, уплотнение и армирование грунта осуществляют твердеющим раствором через гидроразрыв. По технической сущности данный способ является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа. Недостатком способа является применение его только для просадочных и структурно-неустойчивых грунтов, а также возможность образования неконтролируемых утечек раствора при гидроразрыве, следствием чего является недостаточная надежность и прогнозируемость выполнения работ.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности усиления грунтового основания для любого вида грунта.

Техническая задача решается следующим образом. В способе усиления грунтового основания, включающем погружение в грунт инъекторов, подачу раствора и формирование вертикально направленного инъекционного тела, согласно изобретению подачу раствора производят одновременно не менее чем через три инъектора, установленных вдоль прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 5-10 диаметрам инъекторов, а вертикальное направление инъекционного тела обеспечивают забивкой инъекторов до заданной отметки с последующим частичным их извлечением на высоту, равную 10-20 диаметрам инъекторов, и фиксацией на заданном уровне до начала процесса инъецирования.

Подача раствора одновременно не менее чем через три инъектора, установленных вдоль прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 5-10 диаметрам инъекторов, формирование вертикально направленного инъекционного тела забивкой инъекторов до заданной отметки с последующим частичным их извлечением на высоту, равную 10-20 диаметрам инъекторов, и фиксацией на заданном уровне до начала процесса инъецирования позволяет повысить эффективность усиления грунтового основания при использовании способа для любого вида грунта за счет уплотнения грунта формированием вертикально направленного инъекционного тела заданной формы.

Не менее чем три инъектора погружают в грунт путем забивки или вдавливания до заданной отметки, определяемой из соображений получения необходимого усиления грунтового основания, затем частично извлекают инъекторы на высоту, равную 10-20 диаметрам инъектора, и фиксируют их на заданном уровне до начала процесса инъецирования для формирования вертикально направленного инъекционного тела, например диска, заданного размера, при этом инъекторы устанавливают вдоль прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 5-10 диаметрам инъекторов. Количество инъекторов, глубина их забивки, извлечение и фиксация на заданной высоте определяются необходимостью создания инъекционного тела определенного размера, зависящего от вида грунта и усиливаемого основания. Диаметр инъекторов зависит от вида грунта и состава нагнетаемого раствора, при этом расстояние между инъекторами рассчитывается по аналитической зависимости, оптимальным является расстояние, равное 5-10 диаметрам инъекторов. Затем одновременно во все инъекторы подают раствор под давлением, которое зависит от вида грунта и пластичности нагнетаемого раствора. Таким образом создают линейные области инъецирования и формируют вертикально направленное инъекционное тело заданной формы.

На фиг.1 показано расположение трех инъекторов в грунте в разрезе; на фиг.2 - линейное расположение инъекторов; на фиг.3 - фотография инъекционного тела, полученного при натурном эксперименте; на фиг.4 - то же, полученного при лабораторном эксперименте.

Инъекторы 1 погружают в грунт 2 путем забивки на заданную глубину L+t, где L - рабочая длина инъектора, t - заданная высота извлечения инъектора, располагая их вдоль прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга S, равном 5-10 диаметрам инъекторов d, затем извлекают и фиксируют их на заданной высоте t. К каждому инъектору присоединяют шланг для подачи раствора, другой конец которого подключают к отдельному насосу. Затем одновременно под одинаковым давлением осуществляют подачу раствора всеми насосами для формирования вертикально направленного инъекционного тела за счет созданной линейной области инъецирования. При осуществлении способа используют стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью.

Пример 1. Грунт на строительной площадке сложен маловлажными твердыми супесями. Три инъектора диаметром 60 мм каждый погружались на глубину 3.0 м, располагая на расстоянии 0,6 м, т.е. 10 диметров инъектора извлекались на высоту 1,0 м и фиксировались на этом уровне. Затем одновременно во все инъекторы подавался раствор, состоящий из цемента - 1 часть, бентонитового порошка - 1 часть, песка мелкого - 7 частей и воды - до необходимой пластичности раствора, под давлением до 0,8 МПа, при котором происходил разрыв грунта, а давление снижалось до рабочего значения 0,4-0,5 МПа. Инъецирование раствора прекращалось при достижении давления 0,65 МПа. В результате было сформировано вертикально направленное инъекционное тело - стена в грунте толщиной 50-250 мм и высотой до 1,8 м, проходящее вдоль прямой линии расположения инъекторов и распространяющееся дальше в этой же плоскости (см. фиг.3).

Пример 2. При лабораторных испытаниях грунт в лотке был сложен маловлажными твердыми супесями. Три инъектора диаметром 2 мм, установленные вдоль прямой линии, вдавливались в грунт на всю глубину, затем частично извлекались из грунта на высоту 15 диаметров инъектора и фиксировались на этой высоте. Одновременно через все три инъектора нагнетался раствор эпоксидной смолы, в результате чего было получено вертикально направленное инъекционное тело - плоскость толщиной от 1 до 4 мм (см. фиг.4).

Таким образом, предлагаемый способ усиления грунтового основания позволяет повысить эффективность усиления грунтового основания для любых видов грунтов за счет уплотнения грунта с формированием вертикально направленного инъекционного тела заданной формы, что особенно важно при усилении оснований в стесненных городских условиях с площадками, сложенными различными видами грунтов.