Handbuch: Bodenbefestigung

Bauherren stehen oft vor der Notwendigkeit, Anlagen an Orten zu errichten, an denen Arbeiten nicht möglich sind, ohne den Boden in der Nähe von bestehenden Bauwerken zu befestigen oder, wenn nötig, auf porösen, lockeren und wenig tragfähigen Böden zu errichten.

Bei der Injektion von Reagenzien in den Boden und deren weiterer Aushärtung entstehen starke strukturelle Bindungen zwischen den Bodenpartikeln, was zu einer Abnahme der Durchlässigkeit und Kompressibilität sowie zu einer Erhöhung der Festigkeit des Bodens führt.

Die Konsolidierung von Böden steht in direktem Zusammenhang mit der Umwandlung der Eigenschaften natürlich vorkommender Böden durch physikalisch-chemische Methoden. Nach der Methode der Konsolidierung ist es üblich, mehrere Methoden auszuwählen, die sich radikal voneinander unterscheiden.

Bodenverpressung

Diese Methode wird zum Aushärten von groben Böden, Sand und Kieselsteinen mit einem Filtrationskoeffizienten von mehr als 80 m / Tag verwendet, auch zum Füllen von Karsthöhlen und zum Fixieren von zerklüfteten felsigen Böden. Die Injektoren werden in die Bohrlöcher abgesenkt, das sind unten perforierte Rohre mit Durchmessern von 25 bis 100 mm. Diese Methode erlaubt auch den Einsatz von angetriebenen Injektoren. Nachdem der Injektor in einen Brunnen oder Boden eingetaucht ist, wird Wasser unter Druck in ihn hineingepumpt, wodurch der Injektor und der Schacht gespült werden können. Dann wird das Wasser durch Zementmörtel ersetzt, der in den Boden eindringt und ihn zementiert. Zementmörtel besteht aus Zement und Wasser in einem Wasser-Zement-Verhältnis von 0,4 bis 1,0.

Bei der Verfugung von Hohlräumen und der Befestigung von gebrochenem Gestein wird eine Lösung mit Sand und einem kleinen Wasser-Zement-Verhältnis verwendet. Im Verlauf der experimentellen Arbeiten werden alle Indikatoren festgelegt: der Radius der Bodenverfestigung, der Abflussdruck und der Verbrauch des Zementmörtels, die Stärke des zementierten Bodens.

Silizierung von Böden

Betrachten Sie die Zwei-Lösung-Silikatisierungsmethode. Diese Methode wird zum chemischen Fixieren von Sand mit einem Filtrationskoeffizienten von 1 bis 80 m / Tag, makroporösen sinkenden Böden und einigen Arten von Schüttungen verwendet.

Das Wesen der Methode ist wie folgt. Injektoren werden in den Boden eingetaucht, das sind unten perforierte Rohre mit einem Durchmesser von 38 mm. Die Injektoren sind paarweise in einem Abstand von 25 cm voneinander eingetaucht. Natriumsilicatlösung wird durch Injektoren unter Druck bis 1,5 MPa in den Boden gepumpt. Calciumchloridlösung wird durch das benachbarte Rohr gepumpt. Die Injektion von Lösungen ist abwechselnd mit der Einführung und Extraktion von Injektoren erlaubt. Der Bodenbefestigungsradius beträgt bis zu 1 Meter. Es dauert 28 Tage, bis die Reagenzien vollständig ausgehärtet sind. Danach erhält der feste Boden eine Druckfestigkeit von bis zu 5 MPa (uniaxial). Bei der Fixierung von Feinsanden und Treibsand wird eine Gelierlösung, bestehend aus einer Mischung aus Bindemittellösung und einem Härter, in den Boden injiziert. Durch Ändern der Zusammensetzung des Härters können Sie die Gelierzeit einstellen und Werte von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden erreichen. In Böden mit geringer Durchlässigkeit wird eine Lösung mit einer langen Gelierzeit verwendet, um den erforderlichen Fixierradius bereitzustellen. Die Verkieselung ist auch wirksam zur Fixierung von makroporösen Lößböden. Ein interessantes Merkmal der Lößkieselung ist das Vorhandensein von Salzen in diesen Böden, die als Härter der Natriumsilikatlösung wirken. Damit kann der Boden nach der klassischen Ein-Lösungs-Methode fixiert werden. Die Stärke der Befestigung des Arrays kann 2 MPa erreichen, während es wasserdicht ist und keine nachlassenden Eigenschaften aufweist.

Auch verwendete Kieselsilizierung von sandigen und makroporösen Lössböden, in denen Kohlendioxid (Kohlendioxid) als Härter verwendet wird. Das Wesen der Methode ist wie folgt. Kohlendioxid wird in den Boden injiziert, um es zu aktivieren, dann eine Lösung aus Natriumsilikat und ein zweites Mal Kohlendioxid. Die Stärke der Befestigung auf diese Weise beträgt bis zu 1,5 MPa. Bei fester Bodenbefestigung werden die Injektoren in ein Schachbrettmuster gelegt. Der Abstand zwischen den Reihen wird durch die Formel a = 1,5r bestimmt, und der Abstand zwischen den Injektoren in der Reihe ist a = 1,73r, wobei r der Fixierradius ist.

Boden Smolisierung

Diese Methode wird verwendet, um wassergesättigten und trockenen Sand mit einem Filtrationskoeffizienten von bis zu 25 m / Tag zu fixieren. Das Verfahren besteht darin, organische Verbindungen wie Carbamid, Phenol-Formaldehyd und andere synthetische Harze im Gemisch mit Härtern - sauren Salzen und Säuren - in den Boden einzuführen. Nach Reaktion mit Härtern polymerisiert das Harz. Die Gelierzeit beträgt 1,5 bis 2,5 Stunden mit einer Aushärtungszeit von bis zu 2 Tagen. Die Stärke der Sandfixierung mit Carbamidharz liegt bei 1 bis 5 MPa für die einachsige Kompression. Die technologische Fixierung von Böden mit Harzen ähnelt der Technologie der Silikatisierung von Böden. Der Radius der festen Fläche beträgt 0,3 bis 1 Meter.

Elektrochemische Fixierung von Böden

Diese Methode wird verwendet, um wassergesättigte schluffige Lehmböden zu fixieren. Das Wesen der Methode ist wie folgt. Lösungen von Salzen mehrwertiger Metalle auf Wasserbasis, die mit Ton reagieren, koagulieren durch die Anoden Tonpartikel in den Boden. Es entstehen Tonaggregate, die mit Aluminium- und Eisensalzen verklebt werden. Diese Methode kann die Festigkeit von Böden deutlich verbessern und die Quellfähigkeit des Bodens verringern. Bei der elektrochemischen Fixierung von Böden beträgt die Spannung bis zu 100 V und die Leistungsaufnahme beträgt 60 bis 100 kW / h pro Kubikmeter Erdreich.

Ton und Bituminierung

Diese Methode wird verwendet, um die Durchlässigkeit von Sand zu reduzieren. Das Wesen der Methode ist wie folgt. Durch Injektoren injiziert untergetauchter Boden eine wässrige Suspension von Bentonitton mit einem Gehalt an Montmorillonit von mindestens 60-70%. Die Durchlässigkeit des Bodens wird aufgrund der Ablagerung von Tonpartikeln, die die Poren des Sandes füllen, stark reduziert. Die Bituminierungsmethode wird verwendet, um die Durchlässigkeit von gebrochenem Gestein zu reduzieren. Die Essenz der Methode besteht darin, Bitumenemulsionen oder geschmolzenes Bitumen durch einen Brunnen in ein felsiges Massiv zu injizieren. Wenn dies geschieht, ist der Hohlraum des Arrays gefüllt, was es fast wasserdicht macht.

Bodenhärtung

Diese Methode wird am häufigsten verwendet, um die Subsidenzeigenschaften von Löss makroporösen Böden zu beseitigen, während die Tiefe der festen Dicke 20 Meter erreicht. Brunnen, die mit einem Durchmesser von 100 bis 200 mm gebohrt werden, sind mit speziellen Keramikventilen bedeckt, die mit Brennkammern ausgestattet sind. Die Kammer wird unter Druck mit Brennstoff und Luft versorgt. Die Temperatur der Gase darf nicht unter 300 ° C liegen, da sonst die Bodensenkung nicht beseitigt wird.

Außerdem sollte die Temperatur 850 ° C nicht übersteigen, wenn die Temperatur höher ist, schmelzen die Wände des Brunnens und werden gasdicht. Um die Verbrennungstemperatur bei 750... 850 ° C zu halten, beträgt der Luftverbrauch pro Kilogramm Brennstoff 30 bis 40 Kubikmeter. Bei der angegebenen Luftmenge sollte die Menge an brennbarem Kraftstoff pro 1 Meter Länge 0,85 kg / h nicht überschreiten. Die Wärmebehandlung wird kontinuierlich für mehrere Tage durchgeführt.

Das Ergebnis ist eine verstärkte kegelförmige Anordnung von Erde mit einem Durchmesser von 1,5 bis 2,5 m an der Oberseite, und in einer Tiefe von 8 bis 10 m, der Durchmesser von 0,3 bis 1 m, wird ein konischer Haufen mit einer Festigkeit von bis zu 10 MPa gebildet. Es wird auch eine Technologie angewendet, die es ermöglicht, in jeder Tiefe des Bohrlochs Brennstoff zu verbrennen. Dadurch können Sie Thermoways mit konstantem Querschnitt mit einer Verbreiterung oben oder unten erstellen. Bei der Befestigung des Bodens mit Schutzrohren wird empfohlen, Prüfungen mit statischer Belastung durchzuführen.

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Bodenhärtung

Von hellrot bis hellgelb

Bei Brunnen, die mit Thermoelementen ausgestattet sind, sollte ein akustischer oder visueller Alarm ausgelöst werden, der die Grenzwerte der Temperaturen meldet.

Die Kontrolle des Temperaturfelds um die Bohrlöcher sollte durch ein System von Thermoelementen (Multi-Spin oder Single-Pass-Mobile) in Löchern in der gesamten Tiefe der brennenden Bodenmasse in 1-2 m, aber mindestens eine Schweißnaht pro heterogenen Horizont an der berechneten Grenze von jedem Array zur Verfügung gestellt werden.

Für eine effektive Betriebskontrolle sollte die Anzahl der Betreiber für zwei bis drei Personen gleichzeitig für 15 bis 30 abgefeuert werden.

Die Ausführungsdokumentation in der Zusammensetzung der Arbeitsausführung protokolliert und wirkt auf die versteckten Arbeiten der thermischen Fixierung von Böden ist die Grundlage für die Erfassung und Abschrift von Brennstoff- und Energieressourcen für die Ausführung von Arbeiten.

Die Abnahme der durchgeführten Arbeiten erfolgt durch Überprüfung der Übereinstimmung der Konturen des abgebrannten Bodens, seiner Festigkeit und seiner Verformungseigenschaften mit dem Entwurf. Die Brennarbeiten müssen dem Vertreter der technischen Aufsicht vor dem Verfüllen des Bohrlochs an den Haken mit der Registrierung von versteckten Arbeiten und dann in der gesamten Einrichtung als Ganzes vorgelegt werden.

Die Annahme von Arbeiten zur Tiefenverbrennung von Böden im gesamten Objekt sollte auf folgender Grundlage erfolgen:

- Projektarbeit;

- handelt für verborgene Arbeiten, die für jedes Bohrloch erstellt werden und die tatsächliche Größe und Form von Thermo-Boden-Formationen und Daten über die zum Füllen der Schächte verwendeten Materialien widerspiegeln;

- Handlungen des geodätischen Zusammenbruchs der Achsen der Fundamente, Stützmauern aus gebranntem Boden;

- Exekutivschaltungen der Vorrichtung von thermo-geerdeten Anordnungen;

- Bodenfeuer Protokolle. Besondere Aufmerksamkeit wird Indikatoren wie Temperatur, Druck in Bohrlöchern, Kraftstoff- und Druckluftverbrauch, die Dauer jeder Bohrlochbehandlung gewidmet; außerdem wird die Aufzeichnung des Aufblitzens der inneren Oberflächen der Vertiefungen und der ergriffenen Maßnahmen gesteuert;

- Labortests von Proben verbrannten Bodens in Reihen (sofern im Projekt vorgesehen);

- Erprobung von thermo-ground-arrays und Formationen von Versuchslasten (falls vom Projekt vorgesehen).

Arbeiten an der Installation von Überbauten und anderen Strukturen von Gebäuden und Bauwerken, die auf gebrannten Böden ohne vorherige Lieferung von Arbeiten an den Vertreter der technischen Aufsicht des Kunden errichtet wurden, sind verboten.

Die Tiefbodenbefeuerung erfolgt bei hohen Temperaturen und Drücken, die eine erhöhte Gefahr darstellen und die strikte Einhaltung von Sicherheitstechnik und Brandbekämpfungseinrichtungen erfordern. Die Hauptziele der Einhaltung der Sicherheitsvorschriften sind:

- Gewährleistung sicherer Arbeitsbedingungen;

- Schaffung des Brandschutzes des Arbeitsbereichs;

- Ausschluss des Zugangs zum Arbeitsplatz von Außenstehenden.

Personen mit einer ärztlichen Untersuchung, die mindestens 18 Jahre alt sind, eine besondere Ausbildung genossen haben und eine Bescheinigung über das Recht auf Arbeit, allgemeine Unterrichtung und einleitende oder wiederholte Unterrichtung am Arbeitsplatz erhalten haben, dürfen Arbeiten zur Tiefenverbrennung von Böden durchführen.

Die Bescheinigung über das Recht auf Tiefenröstung von Böden gilt für ein Jahr, danach muss sie erneuert oder durch eine entsprechende Überprüfung der Sicherheitsvorschriften ersetzt werden.

Die Baustelle muss eingezäunt und beleuchtet werden. Die Platzierung von Energiequellen von Tanks mit flüssigem Brennstoff, Kompressoreinheiten, Gasleitungen, Transformatoren sowie Verteilungsrohren und -schläuchen sollte die Möglichkeit von Explosion und Entzündung ausschließen. Diese Maßnahmen sollten in der Arbeitsgestaltung vorgesehen werden.

Vor Beginn der Arbeiten sollten die Funktionsfähigkeit der Mechanismen, Geräte, Druck- und Temperaturregeleinrichtungen, die Dichtigkeit aller Anschlüsse, Absperrventile und Heizbohrungen überprüft werden.

Zünddüsen zu Beginn der Arbeit und während der Wiederzündung ist die verantwortungsvollste Operation. Es sollte nur in persönlicher Schutzausrüstung gemacht werden: Planenanzüge, elektrische Schweißermasken mit hitzebeständigen Gläsern, Gummihandschuhe und Stiefel mit Gummimatten - mit elektrischen Sicherungen.

In der kalten Jahreszeit sollten Betreiber mit warmer Kleidung und Schuhen versorgt werden.

Während des Betriebs dürfen die Betreiber den Bohrlöchern bei Drücken, die über den Nennwerten liegen, keinen Brennstoff und keine Druckluft zuführen. Schauen Sie in das Kontrollauge ohne Schutzbrille. Ihre Hauptaufgabe ist es, den stabilen Betrieb von Elektroheizungen, Injektoren, die Position des Brenners, Druck- und Temperaturwerte im Lauf von Heizbrunnen, Brennstoff- und Luftverbrauch, Dichtheit der Brunnen und des gesamten Systems kontinuierlich zu überwachen. Im Falle einer Fehlfunktion muss der Bediener sofort die Brennstoffzufuhr von der Düse und dann die Luft trennen. Betreibern ist es strikt untersagt, gleichzeitig zu gehen und die Installation unbeaufsichtigt zu lassen. Die Wartung von Anlagen für die Tiefenröstung von Böden sollte im Umfang von mindestens zwei Personen durchgeführt werden, von denen eine Person als Senior eingestuft wird.

Die Fortsetzung der Arbeiten nach Beseitigung von Störungen ist nur vom leitenden Betreiber erlaubt. Der Senior Operator erfasst im Arbeitsprotokoll alle Fehler, deren Ursachen und Abhilfemaßnahmen, die Ergebnisse der Kontrollprüfung.

Bei Arbeiten in geschlossenen Räumen, in engen und tiefen Nebenarbeiten und Gruben muss eine zuverlässige Belüftung gewährleistet sein. Nach der Zwangsabschaltung der Injektoren, vor dem späteren Einschalten, muss auch der Heizschacht belüftet werden.

Bei der Festsetzung der Gründungsgründe in den Betriebsbetrieben ohne Unterbrechung der Produktion ist neben der sorgfältigen Belüftung der Räume auch die Überwachung der Luftumgebung auf den CO-Gasgehalt, bei der Verwendung von Erdgas und in der CH besonders in den Keller- und Kellerräumen erforderlich 25 m von der Brennzone entfernt. Im Falle des Nachweises von Kohlenmonoxid in den Räumlichkeiten in Dosen, die die zulässigen Normen überschreiten, müssen dringend Maßnahmen ergriffen werden, um Personen zu evakuieren und eine gründlichere Belüftung der Räumlichkeiten durchzuführen.

Der Standort der Arbeiten an der Tiefenverbrennung von Böden sollte mit Feuerlöschgeräten, erster medizinischer Versorgung, Telefon ausgestattet werden. In der Nacht sollte die gesamte Fläche des Arbeitsbereichs gut beleuchtet sein.

Das Stromversorgungsnetz muss so verlegt werden, dass es nicht versehentlich von Personen und Maschinen abgeschnitten wird. Die Verbindungsstellen der elektrischen Kabel und Leitungen müssen mit Gummischläuchen und Isolierband isoliert werden. Messerschalter an Verteilerschränken müssen in Gehäusen untergebracht werden, und die Möglichkeit der Einbeziehung von Personen, die hierfür nicht verantwortlich sind, sollte vollständig ausgeschlossen werden. Die gesamte elektrische Ausrüstung und Schalttafel sollte sich in einem geschlossenen Bereich in der Nähe der Baustelle befinden.

Die Produktionssicherheitsanweisungen für die Tiefenbodenbefeuerung werden von der Konstruktionsorganisation entwickelt, die von ihrem Chefingenieur genehmigt wurde und sich direkt auf der Baustelle befinden muss.

Die Anweisung sollte Dokumente enthalten, die die Verwendung der verabschiedeten Ausrüstung und Technologie bei den Bezirksaufsichtsbehörden der Staatlichen Pathologischen Inspektion und der Staatlichen Chemikalienschutzbehörde bestätigen.

Bodenbefestigungsverfahren

Die Bodenverfestigung ist eine Maßnahme, bei der eine Abnahme der Kompressibilität und eine Zunahme der Festigkeit aufgrund einer Zunahme der Adhäsion zwischen den Partikeln und nicht aufgrund der Zerstörung der Bodenstruktur mit einer anschließenden Zunahme ihrer Dichte auftritt. Zu den beliebtesten Methoden der Bodenverdichtung gehören:

  • thermische Befestigungsmethode;
  • elektrochemische Fixiermethode;
  • Lehmboden;
  • Bodenverpressung;
  • Verkieselung von Böden.

Für jeden Einzelfall wird die Methode unter Berücksichtigung der Bodenart individuell ausgewählt. Betrachten Sie die 4 Grundprinzipien der Konsolidierung.

1. Thermische Befestigungsmethode

Dieses Verfahren wird hauptsächlich auf Lehmböden mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt angewendet, die einen hohen Durchlässigkeitsgrad aufweisen. Es ist bequem, sie zu verwenden, wenn die erwartete Senkung in ihren Werten den zulässigen Betrag des Luftzuges der Struktur überschreitet.

Bei der Wärmebehandlung nimmt die Stärke der Bindungen zwischen den Partikeln des makroporösen Bodens zu, wodurch der Boden nicht träge wird.

Die empfohlene Verarbeitungstemperatur von makroporösem Tonboden beträgt 300-400 ° C. Unter diesen Bedingungen ändert sich die Zusammensetzung des Bodenskeletts schnell: Es gibt eine signifikante Verringerung von Ton und lispelnden Partikeln. Es gibt ein sehr echtes Sintern von Bodenpartikeln untereinander, aufgrund dessen es seine Tragfähigkeit erhöht.

Wärmebehandlung kann die Festigkeit des Bodens durch uniaxiale Kompression auf 100 kg / cm² erhöhen. Auf dem Feld wird diese Methode mit Vertiefungen mit einem Durchmesser von 120-200 mm durchgeführt. Je größer der Durchmesser ist, desto besser ist das Eindringen der Verbrennungsprodukte in die zu fixierende Masse. Die maximale Tiefe, auf die der Boden auf diese Weise befestigt werden kann, beträgt 20 m.

Um die Möglichkeit zu gewährleisten, Luft in die Bohrlöcher zu drücken, sind diese durch Ventile abgedichtet. Somit wird eine Brennkammer innerhalb des Bodens gebildet.

2. Zementierung von Böden

Mit dieser Methode werden die detritischen Gesteinsablagerungen von grob- und mittelkörnigen Sanden, Kiesel- sedimenten sowie Karsthöhlen in Böden konsolidiert.

Der Boden wird wie folgt zementiert: Zementmörtel wird durch perforierte Rohre (Injektoren) gespritzt. Dieses Verfahren wird nur durchgeführt, wenn der Filtrationskoeffizient an der Basis des Bodens 80 m / Tag überschreitet. Dieser Indikator wird den Geräten zur Bodenmessung helfen.

Aus dem Rohrinjektor kommend, härtet die Lösung schnell aus und zementiert den Boden. Für die beste Verbindung von Bodenteilchen mit einer Lösung wird unmittelbar vor Beginn der Zementierung der Brunnen gewaschen und pumpt sauberes Wasser hinein.

Was den Zementmörtel anbelangt, wird er im Wasser-Zement-Verhältnis von 0,5 bis 10 gebildet. In einigen Fällen wird Sand hinzugefügt.

Die Zementierung von Böden in großer Tiefe erfolgt durch einen Brunnen mit einem Durchmesser von 65 mm. Die Dauerhaftigkeit der Zementierung hängt direkt von der Verfügbarkeit des Grundwassers und der Strömungsgeschwindigkeit ab.

Die Zementierung von Böden ist weit verbreitet, um unterirdische Arbeiten und Karsthöhlen zu füllen. In einigen Fällen wird auf die Organisation von separaten Fundamenten aus zerklüftetem Fels oder Sand zurückgegriffen.

3. Silizierung von Böden

Diese Methode wird verwendet, um sowohl wassergesättigten als auch trockenen Sand, mikroporöse Ablagerungen sowie einige Arten von Schüttböden zu verfestigen. Das Wesen der Methode ist ziemlich einfach: flüssiges Glas (Natriumsilikat) wird in Löß und Sand injiziert, der die Poren des Bodens zementiert und dadurch die Stärke der Bindungen zwischen den Teilchen erhöht.

Unabhängig vom Grad der Wassersättigung werden sandige Böden durch eine Zwei-Lösung-Methode verstärkt. Zuerst wird Natriumsilicat verwendet, gefolgt von Calciumchlorid, das die Bildung von Helium von Kieselsäure in Wasser signifikant beschleunigt.

Die Fixierung von Böden durch Verkieselung kann angewendet werden, wenn der Filtrationskoeffizient der Basis im Bereich von 3 bis 80 m / Tag liegt. Mit Harzen oder Erdölprodukten imprägnierte Böden können nicht verkieselt werden.

4. Ton und Bituminierung

Diese Methoden können die Wasserresistenz felsig gebrochener Gesteine ​​erheblich reduzieren. Die Mischung wird durch einen Rohrinjektor mit einem Durchmesser von 20-35 mm geführt. Wie bei der Silikatisierung wird eine wässrige Suspension injiziert, wobei der Gehalt an Montmorillonit bei etwa 60% liegt. Zur besseren Füllung der Bodenporen mit der Lösung werden unmittelbar vor Beginn des Clayings etwa 20 dm 3 Wasser unter einem Druck von mehreren Atmosphären in den Injektor injiziert.

Bituminierung ist in Fällen sinnvoll, in denen eine Zementierung aufgrund der hohen Flussrate des Grundwassers (90 m / Tag oder mehr) nicht möglich ist.

Wie Sie sehen können, ermöglichen moderne technische Möglichkeiten die Konsolidierung von Böden auf vielfältige Weise. Durch die Auswahl der richtigen Technologie und die strikte Einhaltung der Regeln für die Umsetzung ist es möglich, jede Art von Bodenfundament zu reparieren.

Bodenverdichtung durch Wärmebehandlung

Diese Methode der Verfestigung wird häufig zum Aushärten von Tonarten mit geringer Feuchtigkeit und hoher Permeabilität (mit kf > i · 10 -5), und werden hauptsächlich zur Befestigung von nachlassenden Böden verwendet Mangushev, R.A. [4]).

Zunächst wurde die thermische Methode zur Verstärkung der Fundamente von verformten Gebäuden und Bauwerken aus Lösssubstratböden eingesetzt. In den letzten Jahrzehnten wurde diese Methode jedoch zur Vorbereitung von Gründen verwendet
(Litvinov, I.I. [14]; Mangushev, R. A. [17]). Das Wesen der Wärmebehandlungsmethode besteht darin, die Festigkeit der strukturellen Bindungen im Boden unter dem Einfluss hoher Temperatur zu erhöhen (die Temperatur der Verbrennungsprodukte während der Bodenbefeuerung sollte zwischen t = 800-900 ° C liegen, da bei t> 900 ° der Boden schmilzt und die Möglichkeit des Eindringens ausgeschlossen ist Luft zur Bodenmasse). Gleichzeitig wird eine Wärmebehandlung des Bodens durch im Boden gebohrte Bohrlöcher mit einem Durchmesser von 0,1-0,2 m (je größer der Durchmesser des Bohrlochs, desto größer die Oberfläche des kontaktierenden Bodens und desto besser dringen die Verbrennungsprodukte in das feste Feld) bis zu einer Tiefe von 20 m durchgeführt (Fig. 5.1 ).

Eine Wärmebehandlung wird auf die darunter liegende Schicht von nicht unter der Oberfläche befindlichem Boden durchgeführt, d. H. Innerhalb der gesamten Senkung ist die Konstruktion von thermisch behandelten Böden in Form von Hängepfeilern unpraktisch, da ein Fundament nachgeben kann, wenn der Boden versehentlich durchnäßt wird. Während der Wärmebehandlung des Bodens unterhalb der festen Anordnung ergeben sich günstige Bedingungen für die Wasserinfiltration aufgrund einer Erhöhung der Porosität des verbrannten Bodens und seiner Filtrationskapazität. In Fällen, in denen die Dicke der Schicht des abfließenden Schmutzes grßer als die mögliche Tiefe der Wärmebehandlung ist, wird dieses Befestigungsverfahren unakzeptabel.

Abb. 5.1. Installationsschema für das Verschmelzen von Böden:

1 - Kompressor; 2 - Düse; 3 - Kraftstoffpumpe;

4 - Rohrleitung; 5 - Kraftstofftank; 6 - fester Boden;

7 - Lösssenkungserde; 8 - nicht sinkender Boden

Bei der Verbrennung von Brennstoff im oberen Teil des Brunnens hat die verbrannte Bodensäule die Form eines Kegelstumpfes (Abb. 5.1) mit einem Durchmesser von 1,5-3,0 m oben und 0,2-0,4 m vom Boden, um den Querschnitt des unteren Teils der verbrannten Bodensäule zu vergrößern es ist notwendig, den Prozess der Filtration der Verbrennungsprodukte des Brunnens zu regulieren. Zu diesem Zweck wird ein Rohr in das Bohrloch abgesenkt und der Ring mit einem Cutter verstopft.

Die Vorteile der thermischen Härtung von Böden sind der geringe Materialverbrauch und die relative Härtungsgeschwindigkeit. Zu den Nachteilen dieses Verfahrens gehört die Variation der Form der festen Felder in Abhängigkeit von der ungleichen Gasdurchlässigkeit von Böden in der Tiefe.

Hinzugefügt am: 2015-10-09; Aufrufe: 576; Auftragsarbeit schreiben

Elektrochemische und thermische Fixierung von Böden. von 248 bis 252

Anwendung von Verkieselung von Böden. von 244

Verwendet für die chemische Fixierung von Sand mit einem Filtrationskoeffizienten von 0,5 bis 80 m / Tag., Makroporöse sinkende Böden mit einem Filtrationskoeffizienten von 0,2 bis 2 m / Tag. und bestimmte Arten von Schüttgut. Das Wesen der Methode besteht darin, dass Natriumsilikat in Form einer Lösung (flüssiges Glas) in den Boden injiziert wird, die den Porenraum ausfüllt, und in Gegenwart eines Härters härtet ein Gel im Laufe der Zeit aus.

Elektrochemische Fixierung von Böden

Die Methode dient zur Sicherung von wassergesättigten schluffigen Lehmböden in Kombination mit der Elektropower-Methode. Bei diesem Verfahren werden wßrige Lösungen mehrwertiger Metallsalze durch die Anoden in den Boden eingeführt, die in Kombination mit dem Tonboden die Tonteilchen koagulieren. Es entstehen Tonaggregate, die durch Gele aus Eisen- und Aluminiumsalzen zementiert werden. Gleichzeitig nimmt die Festigkeit der Böden deutlich zu, ihre Quellfähigkeit wird stark reduziert.

Der Strom mit elektrochemischer Fixierung beträgt 80-100 V, Stromdichte 5-7 A / m2, Stromverbrauch 60-100 kWh pro 1 m3 festem Boden.

Bodenhärtung

Wird zur Aushärtung von smooth Böden mit geringer Feuchtigkeit und Gasdurchlässigkeit verwendet. Meistens wird diese Methode verwendet, um die Senkungseigenschaften von makroporösen Lössböden zu eliminieren. Die Tiefe der festen Dicke erreicht 20 m.

Das Wesen der Wärmebehandlungsmethode liegt darin, dass heiße Luft oder glühende Gase mehrere Tage durch den Boden geleitet werden. Unter Einwirkung von hohen Temperaturen werden einzelne Mineralien, aus denen das Skelett besteht, geschmolzen. Infolgedessen werden starke wasserdichte strukturelle Bindungen zwischen Partikeln und Bodenaggregaten gebildet. Während des Brennens verlieren Böden außerdem einen wesentlichen Teil des chemisch gebundenen Wassers, was die Eigenschaften der Böden verändert und das Absenken, Erweichen und die Fähigkeit zum Quellen verringert oder vollständig eliminiert.

Die Temperatur der Gase, die für die Bodenbehandlung verwendet werden, sollte 750-850 ° C nicht überschreiten. Wenn die Temperatur des Gases höher ist, werden die Wände der Vertiefungen schmelzen und gasdicht werden. Bei Temperaturen unter 300 ° C tritt keine Ablösung von Löss auf.

Es gibt verschiedene Methoden, Ausrüstungen und technologische Schemata der Fusion.

Eine der Technologien ist wie folgt. Bohren Sie Löcher mit einem Durchmesser von 100. 200 mm, die mit speziellen Keramikventilen abgedeckt sind. Im Tor ist eine Brennkammer installiert, der Brennstoff (brennbare Gase, Dieselöl, Öl usw.) und Druckluft zugeführt werden. Um eine gegebene Brenntemperatur sicherzustellen, ist es notwendig, dass die Menge der in das Bohrloch eingespritzten Luft nicht unter dem eingestellten Wert liegt.

Um eine Temperatur von 750-850 ° C beizubehalten, beträgt der Luftverbrauch pro 1 kg Brennstoff 34-39 Kubikmeter Bei einer spezifizierten Luftmenge und einer durchschnittlichen Gasdurchlässigkeit des Bodens von ca. 25 m3 / h sollte die brennbare Brennstoffmenge pro 1 m Länge des Brunnens 0,85 kg nicht überschreiten. h) Die Wärmebehandlung wird kontinuierlich für 5-12 Tage durchgeführt.Nach der Behandlung des Bohrlochs wird die Gatterausrüstung entfernt und in die Bohrlöcher des nächsten Abschnitts umgeordnet.

Als Ergebnis der Wärmebehandlung wird eine gehärtete kegelförmige Anordnung von Erde mit einem Durchmesser von 1,5 bis 2,5 m erhalten und etwa 0,2 bis 0,4 bis zu einer Tiefe in einer Tiefe von 8 bis 10 m (86, a). Es bildet sich ein konischer Haufen aus gebranntem, nicht sinkendem Boden mit einer Festigkeit von bis zu 10 MPa. Jeder derartige Stapel wird aufgrund einer Temperaturabnahme, wenn er sich von dem Bohrloch wegbewegt, von einer Hülle aus Pro-Boden in einem Temperaturbereich unterhalb von 300 ° C umgeben.

Eine andere Technologie wird ebenfalls verwendet, die es ermöglicht, dass Kraftstoff in jeder Tiefe des Bohrlochs, auch an der Unterseite, verbrannt wird. Dadurch ist es möglich, gebackene Bodenmassen (Thermoways) mit konstantem Querschnitt mit einer Erweiterung unten oder oben zu erzeugen. Die Brennzeit ist in diesem Fall etwas reduziert, die Arbeitstechnik ist vereinfacht.

Das Verfahren besteht darin, dass sich die Brennkammer entlang des Bohrlochs bewegt, so dass sie den Boden in jedem Teil des Bohrlochs verbrennen kann. Der Brennraum ist durch feuerfeste Membranschneider vom Rest des Brunnens getrennt. Bei der Verwendung von flüssigem oder gasförmigem Brennstoff wird also im oberen Teil der mobilen Brennkammer unmittelbar unterhalb der verstellbaren Absenkmembran eine Düse zu deren Verbrennung eingebaut.

Böden werden in Form einzelner Bodensäulen unter den Fundamenten von Säulen von Industriewerkstätten oder zivilen Gebäuden abgefeuert, und in einigen Fällen verbrennen sie die Bodenmasse an der Basis des gesamten Gebäudes. In diesem Fall sind die Bodensäulen so angeordnet, dass die verbrannten gehärteten Bereiche miteinander in Kontakt stehen.

Die Überwachung des Schmelzprozesses wird auf die Bestimmung der Wärmemenge reduziert, die durch das Bohrloch in den umgebenden Boden gelangt ist. Nach Abschluss der Arbeiten werden Proben des festen Bodens in unterschiedlichen Abständen vom Brunnen entnommen und unter Laborbedingungen getestet. Bei der thermischen Fixierung des Arrays in Form von separaten Thermoways wird empfohlen, eine experimentelle Fixierung mit der Prüfung des Schutzrohrs mit einer statischen Last durchzuführen. Beim kontinuierlichen Brennen von Böden an der Basis, wenn die Erdsäulen in Kontakt miteinander stehen, erfahren sie eine verbrannte Anordnung mit Düsen mit einer Fläche von mindestens 10.000 cm².

Zementierung wird häufig verwendet, um Hohlräume in Karstgrundlagen zu füllen. Es gibt einen bekannten Fall der Fixierung von Karstlöss auf der Basis eines der Kernkraftwerke, der dazu beigetragen hat, die Filtrationsheterogenität zu beseitigen, die Wasserdurchlässigkeit zu reduzieren und die Entwicklung von Suffusionsprozessen an der Basis zu verhindern. Dadurch konnten gefährliche Deformationen der Struktur vermieden werden.

In groben und sandigen Böden wird Zementierung häufiger verwendet, um wasserdichte Vorhänge zu erzeugen, als um die Tragfähigkeit des Fundaments zu erhöhen. Es gab Fälle der Verstärkungszementierung solcher Böden, als unter dem Einfluss der Langzeitfiltration kleine Partikel unter den Fundamenten heraustraten, wodurch ein dekomprimiertes Fundament entstand.

Die Silicierung wird normalerweise für lokale Bodenverstärkung unter getrennten Trägern verwendet. Manchmal, mit einem hohen Wert der Struktur, verwenden sie die kontinuierliche Silikatisierung von schwachen Böden oder übertragen die Last von den Fundamenten auf eine Art von durch Verkieselung fixiertem Boden. Eine ähnliche Lösung wurde beispielsweise bei der Rekonstruktion des Opern- und Balletttheaters in Odessa verwendet. Es ist anzumerken, dass die Kosten für die Arbeit zur Bodenverfestigung durch Verkieselung bisher noch recht hoch sind.

Die Smolisierung hat noch keine weitverbreitete Verwendung gefunden und wird üblicherweise für besonders wichtige Gebäude und Strukturen verwendet. So wurde die Verstärkung der Sandbasen mit Carbamidharzen beim Wiederaufbau des Opern- und Balletttheaters in St. Petersburg, des Novolipetsker Hüttenkombinats, verwendet, wo diese Methode bis zu 15.000 Kubikmeter Boden fixierte.

Ein starker Anstieg des Umfangs des Wiederaufbaus von Gebäuden und Bauwerken in den kommenden Jahren wird dazu beitragen, dass neue und deutlich günstigere Preise für bestehende Methoden zur Sicherung des Geländes entstehen. Eine dieser Methoden ist die Jet-Technologie zur Fixierung der Basen und zur Schaffung von Stützstrukturen im Boden, wie sie in P. A. Konovalov (1988) beschrieben sind.

Bodenbefestigungsverfahren

Bodenfixierung ist eine künstliche Veränderung der Baueigenschaften von Böden durch verschiedene physikalisch-chemische Methoden. Eine solche Umwandlung führt zu einer Erhöhung ihrer Festigkeit, Stabilität, Verringerung der Kompressibilität und Wasserbeständigkeit. Es gibt zwei Hauptmethoden der Bodenverdichtung: Oberfläche und Tiefe.

Die Oberflächenfixierung wird bis zu einer Tiefe von 1 m durchgeführt, bei dieser Methode wird der Boden vorläufig gelockert, mit Befestigungsmaterialien (Bindemittel, Zement, Kalk usw.) vermischt und dann verdichtet. Die Tiefenfixierung beinhaltet die Behandlung von Böden, ohne deren natürliche Zusammensetzung zu stören, indem Befestigungsmaterial injiziert, wärmebehandelt und eingefroren wird, wobei vorgebohrte Bohrlöcher, Bohrlöcher oder angetriebene Injektoren verwendet werden. Die Injektion erfolgt mit Bindemitteln, Silikatmaterialien und Harzen.

Methoden der Tiefenbodenverstärkung

Zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Bodenfundamenten werden folgende Methoden der künstlichen Bodenbefestigung angewendet:

• Chemisch (Zementation, Bituminisierung und Smolisierung)
• Thermisch
• Künstliches Einfrieren
• Elektrisch
• Elektrochemisch
• Mechanisch

Chemische Fixierung des Bodens

Die chemische Konsolidierung von Böden durch Injektion im Bauwesen wird derzeit durch Verfahren der Silikatisierung, Smolisierung und Zementation durchgeführt. Die gebräuchlichste und populärste Bodenstabilisierungstechnologie ist die Zementation. Bei der Zementierung wird flüssiger Zementmörtel oder Zementmilch über zuvor ausgehöhlte Pfähle in den Boden injiziert. Die Zementierung wird verwendet, um grob- und mittelkörnige Sande und gebrochene Gesteine ​​zu verfestigen, indem Zementmörtel durch Injektoren in den Boden injiziert wird. Abhängig von der Größe des Risses und der Porosität des Sandes wird eine Suspension mit dem Verhältnis von Zement zu Wasser von 1: 1 bis 1:10 verwendet, sowie Zementmörtel unter Zugabe von Ton, Sand und anderen inerten Materialien.

Der Bodenbefestigungsradius beträgt 1,2-1,5 m in felsigem Boden, 0,5-0,75 m in grobem Sand und 0,3-0,5 m in mittelgroßem Sand. Die Zementierung erfolgt durch absteigende Zonen; die Injektion wird gestoppt, wenn eine bestimmte Absorption erreicht ist oder wenn die Verringerung des Lösungsverbrauchs 20 min bei einem gegebenen Druck 0,5 l / min erreicht.

Bei der Heißbituminierung wird heißes Bitumen durch die Brunnen in Gesteinsrisse oder kieskiesige Böden gepumpt, die beim Einfrieren den Böden Wasserfestigkeit verleihen. Bei der Kaltbituminierung wird im Gegensatz zu heiß eine 35-45% ige Bitumenemulsion injiziert. Die Methode wird für sehr feine Risse in steinigen Böden sowie für die Verdichtung von sandigen Böden verwendet.

Smolisierung wird verwendet, um feinen Sand zu fixieren, und wird durchgeführt, indem eine Mischung aus Harnstoffharz und Salzsäurelösungen durch Injektoren in den Boden gedrückt wird.

Kieselsäure verfestigt Sand- und Lößböden, pumpt chemische Lösungen in sie. Durch ein System von Lochröhren-Injektoren werden nacheinander Lösungen von Natriumsilikat und Kalziumchlorid in den Boden injiziert. Das resultierende Gel aus Kieselsäure verleiht dem Boden eine beträchtliche Festigkeit und Wasserbeständigkeit.

Bodenhärtung

Thermische Fixierung ist das Ergebnis der Verbrennung von Brennstoff (gasförmige, flüssige, verflüssigte Gase) direkt in Brunnen, die bis zur vollen Tiefe des zu befestigenden Bodens gebohrt werden. Die Bodenbefestigung im Bohrloch erfolgt unter der Wirkung der Flamme und im Körper des Massivs aus den erhitzten Gasen, die in die Poren des Bodens eindringen. Als Folge davon bildet sich um den Brunnen herum eine Säule aus gebranntem Boden, deren Durchmesser von der Dauer des Abbrennens und der Brennstoffmenge abhängt. Auf diese Weise können Sie den Boden fixieren und seine Absenkung bis zu einer Tiefe von 15 m eliminieren, wodurch sich die Festigkeit auf durchschnittlich 1 MPa erhöht.

Das künstliche Einfrieren von Böden ist eine universelle und zuverlässige Methode zur temporären Fixierung von schwach wassergesättigten Böden. Das Wesen dieser Methode liegt in der Tatsache, dass durch ein System von Tiefkühlbrunnen, die um den Umfang und im Körper der zukünftigen Entwicklung angeordnet sind, ein Kühlmittel mit einer niedrigen Temperatur durchgeleitet wird, welches, Wärme vom umgebenden Boden wegnehmend, es in ein Eisbodenmassiv mit vollständiger Wasserdichtigkeit und hoher Festigkeit verwandelt.

Je nach Kühlmitteltyp gibt es zwei Arten zu gefrieren: Sole und verflüssigtes Gas. Im ersten Fall ist das Solekühlmittel eine hochkonzentrierte Lösung von Calciumchlorid oder Natrium, die zuvor im Verdampfer der Kältemaschine auf eine Temperatur von minus 25 ° C abgekühlt wurde. Ammoniak, Freon oder flüssiger Stickstoff werden als Kühlmittel in Kältemaschinen verwendet. Im zweiten Fall wird hauptsächlich flüssiger Stickstoff als Kühlmittel für verflüssigte Gase mit einer Verdampfungstemperatur von minus 196 ° C verwendet.

Elektrische Methode zur Bodenbefestigung

Nasse Lehmböden sind elektrisch fixiert. Das Verfahren besteht darin, den Effekt der Elektroosmose zu nutzen, bei dem ein konstanter elektrischer Strom mit einer Feldstärke von 0,5-1 V / cm und einer Dichte von 1-5 A / m² durch den Boden geleitet wird. In diesem Fall wird der Ton getrocknet, verdichtet und verliert seine Fähigkeit zu heben.

Die elektrochemische Methode unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, dass gleichzeitig mit dem elektrischen Strom durch das Rohr, welches die Kathode ist, Lösungen von chemischen Zusätzen (Calciumchlorid usw.) in den Boden eingeführt werden. Aus diesem Grund erhöht sich die Intensität des Prozesses der Befestigung des Bodens.

Mechanische Methode zur Stärkung der Böden

Die mechanische Methode, den Boden zu verstärken, hat die folgenden Varianten: die Einrichtung von Bodenkissen und Erdhaufen, das Rammen von Gruben usw.

Die Vorrichtung der Bodenkissen besteht darin, den schwachen Boden der Basis durch einen anderen, haltbareren zu ersetzen, für den der schwache Boden entfernt wird, und an seiner Stelle wird fester Boden gegossen und in Schichten gestampft. Bei der Anordnung der Bodenpfähle wird der Vorfachstapel in schwachen Boden getrieben. Nach der Entnahme dieses Pfahls wird der Brunnen mit Erde gefüllt und in Schichten verdichtet. Die Grübchenbildung in den Gruben erfolgt mit Hilfe schwerer Stampfer, die am Ausleger eines Turmdrehkrans hängen. Diese Methode ist weniger kompliziert als die Methode der geschliffenen Pads, da sie keinen Ersatz des Grundbodens erfordert. Außerdem können Kompaktierungsgruben beträchtlicher Größe durch glatte oder Nockenwalzen, Stopfmaschinen, Vibrationswalzen und Plattenverdichter ausgeführt werden.

Kapitel 1. GERÄTEBASIS

§ 3. Bodenbefestigung

Die Tragfähigkeit von schwachen Böden und zerklüftetem Gestein kann durch künstliche Fixierung erhöht werden. Dazu gehören: Silikatisierung, Smolisierung, thermische Fixierung und Zementierung.

Die Silicierung und die Smolisierung sind in der Technologie ähnlich, was das Reinigen von Bereichen der Konsolidierung, das Eintauchen von Injektoren, die Herstellung und Injektion von Lösungen, das Extrahieren von Injektoren, das Verstopfen von Wells einschließt.

Die in einer speziellen Anlage hergestellte Fixierlösung wird durch das Verdünnungssystem in die Injektoren gepumpt. Der Antriebsinjektor ist ein dickwandiges Stahlrohr mit einer spitzen Spitze, die an der Unterseite bis zu einer Höhe von 0,5 perforiert ist. 1,5 m Injektoren werden bis zu einer Tiefe von 7 m mit Drucklufthämmern mit einem Gewicht von bis zu 30 kg angetrieben. Entfernen Sie die Injektoren mit einer Winde mit einer Kopra oder einem 10-Tonnen-Wagenheber.

Der Boden wird mit den Einlässen befestigt - vertikale Zonen, die der Länge des perforierten Teils des Rohres plus 0,5 des Befestigungsradius entsprechen. Für die Injektion der Lösung mit hydraulischen Pumpen mit einer Kapazität von bis zu 0,01 m3 / min, Druck bis zu 1,5 MPa.

In 30 m Tiefe werden die Böden mit Hilfe von Injektor-Tampons fixiert. In vorgebohrten Wells mit einem Durchmesser von 60. 120 mm tauchen Sie die Injector-ry-Tupfer bis zu einer bestimmten Tiefe ein. Die Befestigung erfolgt in der Höhe von 3 bis 8 m, von unten beginnend. Die mit Druckluft beaufschlagte Gummiabdeckung des Injektortampons verhindert das Austreten der Lösung in die oberen Stopfen.

Nach Sättigung des ersten Eintritts bis zu einem vorgegebenen Injektionsradius, g, m, den Injektor zum darüberliegenden Eingang heben, die Manschetten erneut aufblasen und die Lösung in den ungesättigten Boden des nächsten Eintrags einfüllen.

Die Dauer der Injektion der Lösung bei jedem Eintritt einer Vertiefung, min, wird durch die Formel bestimmt

Lößartige Böden werden nur mit Natriumsilikatlösung fixiert. Wenn es mit den im Löss enthaltenen Calciumsalzen in Wechselwirkung tritt, bildet es sich

Xia Silicagel, das Löessa-Partikel zementiert und in steinähnliche Masse verwandelt. Diese Methode wird Ein-Lösung-Verkieselung genannt.

In dem trockenen (und wassergesättigten) Filter mit einem hohen Filtrationskoeffizienten wird das Verfahren der zweischichtigen Silizierung verwendet: zuerst wird eine Lösung von Natriumsilikat bei jedem Eintritt unter Druck bis zu 0,5 MPa injiziert, dann wird Calciumchlorid injiziert. Natriumsilicat wird an jedem Eingang injiziert, wenn die Injektoren verstopft sind, und Kalziumchlorid wird vom Boden injiziert. Die Injektion erfolgt langsam (2,5 l / min), um eine gleichmäßige Aufnahme der Lösungen in den Boden durch die Fixierzone zu gewährleisten.

Staubsande (trocken und wassergesättigt) werden mit einem gelbildenden Gemisch aus Natriumsilikat- und Phosphorsäurelösungen fixiert.

Um die feinen Sande zu fixieren, wird auch eine wässrige Lösung von Harnstoffharz, gemischt mit Salzsäurelösung, verwendet. Diese Mischung wird unmittelbar vor der Injektion in die Injektoren hergestellt. Diese Methode wird Smolizatsiey genannt.

In allen Fällen während der Pausen sollten die Injektoren entfernt und mit heißem Wasser abgespült werden. Pumpen und Zuleitungen werden ebenfalls gewaschen. Am Ende

Bodenbefestigung aller Vertiefungen, die Ton oder lokalen zermahlenen Boden verstopfen.

Die thermische Methode wird nur für die Befestigung von lössartigen und porösen lehmigen Böden verwendet, wenn sie über dem Grundwasserspiegel liegen.

Thermische Fixierung ist das Ergebnis der Verbrennung von Brennstoff (gasförmige, flüssige, verflüssigte Gase) direkt in Brunnen, die bis zur vollen Tiefe des zu befestigenden Bodens gebohrt werden. Den Kraftstoff bei einem Druck von 0,115 eingespritzter Luft verbrennen. 0,15 MPa. Die Bodenbefestigung im Bohrloch erfolgt unter der Wirkung der Flamme und im Körper des Massivs aus den erhitzten Gasen, die in die Poren des Bodens eindringen. Als Ergebnis wird eine Säule aus gebranntem Boden um den Brunnen herum gebildet, dessen Durchmesser von der Dauer des Abbrennens und der Brennstoffmenge abhängt: für S. 20 Sutons kann auf 4,8 m mit einem Verbrauch von flüssigem Brennstoff 80 erhöht werden. 120 kg pro 1 m des Brunnens und 30 40 m3 komprimiert Luft pro 1 Tonne Kraftstoff.

Auf diese Weise können Sie den Boden fixieren und die Bodensenkungen bis zu einer Tiefe von 15 m eliminieren, wodurch sich die Stärke auf durchschnittlich 0,6 erhöht. 1 MPa.

Die Zementierung verfestigt gebrochene Gesteine ​​sowie Schotter und lockere sandige Böden. Die Zementierung besteht aus den Prozessen der Klärung der Oberfläche des Bodens, mit dem sie verfestigt werden; Brunnenbohren, Spülen oder Spülen (in Felsen); Installation von Injektoren; hydraulische Bohrlochprüfung; Injektion Injektionslösung; Extraktorinjektoren.

Verwenden Sie für die Befestigung Lösungen mit einem Wasser-Zement-Verhältnis von 0,4 bis 1; Lösung Verbrauch ist 20. 40% des Volumens der festen Felsen. Pumpe die Lösung durch die gleichen Injektoren wie für Silikatisierung.

Injektoren werden durch den Eintrittsbetrag in die sandigen und kiesigen Böden getrieben - die Höhe der vertikalen Befestigungszone. Nach dem Einspritzen der Lösung vertiefen sich die Injektoren zur nächsten Zone.

Die Felsen sind auch durch Zonen fixiert, aber die Brunnen werden bis zu einer Tiefe von nur der ersten Stufe gebohrt; damit fertig

Injektion der Lösung, der Injektor wird entfernt, und der Brunnen wird bis zur Tiefe der nächsten Zone gebohrt, ohne auf das Aushärten der Lösung zu warten.

Die hydraulische Prüfung der Brunnen, die vor Beginn der Konsolidierungsarbeiten durchgeführt wird, bestimmt den Grad der Wasseraufnahme, der die Zusammensetzung und Konsistenz der Lösung bestimmt. Gleichzeitig wird die Oberfläche der Bodenteilchen befeuchtet, wodurch verhindert wird, dass sich die Lösung in den dem Brunnen nächstgelegenen Poren absetzt und der maximale Fixierradius erreicht wird.

Rühren Sie die Lösung vor dem Servieren kontinuierlich um. Es wird über Druckschläuche mit Doppelkolbenpumpen mit doppeltwirkender Kapazität von 100 in den Injektor eingespritzt. 300 l / min, Druckentwicklung 3.. 8 MPa.

Wenn während der hydraulischen Prüfung eines Bohrlochs Wasser leicht absorbiert wird, ist eine direkte Injektion der Lösung möglich. Wenn mit einem Druck von 0,2. 0,3 MPa Wasser wird langsam absorbiert, die Bohrlöcher sind mit der Ringleitung verbunden, in der die Pumpeinheit eine kontinuierliche Bewegung der Lösung in einem geschlossenen Ring erzeugt, wodurch das Ausfallen der Lösung in dem Rohrleitungssystem verhindert wird. Die Injektion wird kontinuierlich durchgeführt, bis ein Fehler auftritt. Ausfall ist die Lösungsflussrate in einem Volumen von bis zu 0,5 l / min, die bei einem vorgegebenen Auslegungsdruck von mindestens 20 Minuten gehalten wird.

D Thermische Fixierung von Böden (Brennen)

Für die Aushärtung trockener makroporöser Lehmböden mit Gasdurchlässigkeit (Löss).

Essence: durch den Boden für ein paar Tage (5... 12 Tage) die heiße Luft oder Gase passieren. Unter der Einwirkung von hohen Temperaturen (bis 800 ° C) werden einzelne Mineralien, aus denen das Skelett besteht, geschmolzen. Infolgedessen werden starke wasserdichte strukturelle Bindungen zwischen den Partikeln gebildet.

Beim Brennen verlieren die Böden den größten Teil des chemisch gebundenen Wassers, was die Absenkung, Erweichung und Quellfähigkeit verringert. Als Ergebnis der Wärmebehandlung wird eine verstärkte kegelförmige Anordnung von Erde d auf 1,5 bis 2,5 m vom Boden 0,2 bis 0,4 m Tiefe 8 bis 10 m erhalten.

Abb.12.15. Thermische Fixierung von Böden beim Verbrennen von Brennstoff am Bohrlochkopf (a) und beim Bewegen der Brennkammer entlang des Bohrlochs (b):

1 - Pipeline für flüssige Brennstoffe; 2 - das gleiche für Luft; 3 - Düse; 4 - der Fensterladen mit der Brennkammer; 5 - gut; 6 - loser Lößboden; 7 - Schmelzzone; 8 - flexibler Schlauch; 9 - Spannvorrichtung; 10 - Wärmeisolierendes Material

Eine andere Technologie wird auch verwendet, um Brennstoff in irgendeinem Teil der Bohrlochtiefe zu verbrennen. Dadurch entstehen Massive (Thermoways) mit konstantem Querschnitt. Die Brennzeit ist in diesem Fall etwas reduziert, die Arbeitstechnik ist vereinfacht.

Die Stärke der gebackenen Anordnung R≈100 kg / cm

Bodenhärtung

Mit dieser Methode werden lößartige Böden, nicht gesättigte schluffige Gipsböden verfestigt. Das Wesen der Verschmelzung ist die Umwandlung von strukturellen Bindungen im Boden unter dem Einfluss hoher Temperaturen. Als Folge der Fixierung werden die Bodensenkungseigenschaften von Böden beseitigt, ihre Festigkeit und Wasserbeständigkeit erhöhen sich.


• Die Wärmebehandlung erfolgt durch Verbrennen von Brennstoff (gasförmig, flüssig oder fest, Abb. 11.7). Brennbare Gase, Dieselöl, Heizöl werden als Brennstoff verwendet. Um die Filtration heißer Gase im Boden zu verbessern und die erforderliche Temperatur in dem Bohrloch aufrechtzuerhalten, wird ihm eine überschüssige Luftmenge zugeführt, und der Druck wird im Bereich von 15 bis 50 kPa gehalten.
Der Durchmesser der Vertiefungen ist gleich 10 20 cm; Tiefenbereiche von 6 bis 15 m und mehr. Der Abstand zwischen den Achsen der Brunnen hängt von den Lasten ihrer Verteilung auf dem Gebäudepunkt ab. Braterde dauert 5 bis 10 Tage. Wenn 80. 180 kg flüssiger Brennstoff pro 1 m Tiefe des Bohrlochs um ihn herum verbrannt werden, wird eine Anordnung von thermisch fixiertem Erdreich mit einem Durchmesser von 1,5 gebildet. 3 m Die Stärke des festen Bodens für die Kompression erreicht 1,0. 3,0 MPa.
11.5.5. Bodenbefestigung mittels Hochdruckinjektion Durch den Einsatz von Hochdruckinjektionen oder der Jet-Technologie lassen sich viele geotechnische Probleme lösen. Diese Technologie wird in großem Umfang für das tiefe Mischen von Böden in einer Tiefe mit ihrer Befestigung und zum Erzeugen irgendeiner Art von Array-Konfiguration verwendet.
Die Technologie besteht darin, das Gerät zum Mischen des Bodens mit einem Bindemittel einzutauchen. Das Gerät ist mit speziellen Düsen ausgestattet, durch die die Lösung unter Druck von bis zu 150 atm und mehr geführt wird. Dies trägt zum schnellen Eintauchen und zur Bildung einer Anordnung von bis zu 3, 0 m Durchmesser bei. Die verstärkten zylindrischen Anordnungen können, abhängig von der Art und dem Zustand des Bodens, der fixiert ist, in verschiedenen Abständen voneinander mit einer Fülldichte S von 34,9 bis 97% angeordnet sein. Als Beispiel können Sie das Fundament nehmen, das auf einer festen Anordnung angeordnet ist und Druck auf die relativ starken Böden der Basis überträgt.

14. Bodenbefestigung

14.1. Die Bodenbefestigung sollte mit Ausnahme der Wärme unbedingt bei einer positiven Temperatur der festen Böden erfolgen. Thermische Fixierung von Böden, außer Permafrost, kann bei negativen Temperaturen erfolgen.

14.2. Gegebenenfalls sollten die Bodenbedingungen während der Arbeiten die Möglichkeit umfassen, auf der Baustelle zusätzliche Erkundungsbohrungen mit der Definition der Bodeneigenschaften durchzuführen. Umfang und Nomenklatur zusätzlicher Erhebungen werden durch das Projekt festgelegt.

14.3. Bei der Sicherung von Böden durch Injektionsverfahren unter den Bedingungen der bestehenden Gebäude ist es unmöglich, ein Verstopfen mit ausgehärteten Reagenzien und Schäden an nahe gelegenen unterirdischen Versorgungseinrichtungen (Kollektoren, Kabel- und Telefonkanäle, Abflüsse usw.) zu verhindern.

14.4. Die Bodenbefestigung ist nur an speziell entwickelten und genehmigten Projekten im Zusammenhang mit dem Bauprojekt erlaubt. In der Regel sollten Bodenbefestigungsprojekte von spezialisierten Planungsorganisationen entwickelt werden.

14.5. Im Falle der Injektion von Bodenfixierung unter bestehenden Strukturen, Lücken im Boden mit der Freisetzung von Reagenzien an die Oberfläche oder Keller und Kommunikation, ist es notwendig, die Injektion von Reagenzien zu stoppen und Maßnahmen zur Beseitigung von Durchbrüchen von der Aufsicht autorisiert zu beseitigen.

14.6. Die Überprüfung der Korrektheit der Entwurfsparameter und der technischen Bedingungen für die Produktion der Bodenverfestigung wird durchgeführt, indem die Bodenverfestigung direkt während der Herstellung der Arbeiten im Anfangsstadium kontrolliert wird.

Mit der Testbefestigung durch ein Sandmühlenverfahren werden die Festigkeitseigenschaften des Kernmaterials mit Kernbohrungen oder zerstörungsfreien Verfahren überprüft, und auch wenn im Projekt Hinweise auf die Tragfähigkeit des Pfahls vorliegen.

14.7. Alle Vertiefungen in der festen oder festen Anordnung (Exploration, Injektion, Kontrolle) nach ihrer beabsichtigten Verwendung müssen durch Füllen mit einer stabilen Injektionslösung beseitigt werden. Kontrollgruben sollten durch Verfüllen beseitigt und gesichert werden wie bei der Herstellung von Rohbauten.

14.8. Bei der Annahme abgeschlossener Arbeiten zur Bodenkonsolidierung sollte die Übereinstimmung der tatsächlichen Ergebnisse der Konsolidierung mit den Anforderungen des Projekts festgestellt werden. Angesichts der versteckten Natur der Arbeit wird die spezifizierte Konformität durch den Vergleich der Entwurfs- und Kostenvoranschlags-, Ausführungs- und Kontrolldokumentation festgelegt.

Silicierung und Smolisierung

14.9. Die Reihenfolge der Injektionsarbeiten wird vom Projekt in Abhängigkeit von den spezifischen Bodenbedingungen und dem Entwurf der festen Anordnung in Übereinstimmung mit den Regeln zugewiesen:

a) Vor Beginn der Hauptarbeiten bei der Befestigung des Bodens unter den bestehenden Strukturen sollte eine zusätzliche Befestigung der Zone auf dem Kontakt zwischen den Fundamenten und der Basis durchgeführt werden

b) in inhomogenen Permeabilitätsböden sollten Schichten mit höherer Permeabilität in erster Linie fixiert werden;

c) die Reihenfolge der Injektionsarbeiten an den Injektionspunkten im Plan und in der Tiefe sollte nicht zulassen, dass die zuvor festgelegten Ansätze die Injektoren für spätere Injektionen eintauchen;

d) Bei der Befestigung wasserhaltiger Sandböden ist es notwendig, dass die Reihenfolge der Injektionsarbeiten eine zuverlässige Freisetzung des Grundwassers durch injizierte Reagenzien sicherstellt. Grundwassereinschlüsse in der festen Anordnung sind nicht erlaubt.

14.10. Um zu verhindern, dass die Reagenzien ausschlagen, wenn fester Boden durch benachbarte Injektoren (Wells) fixiert wird, sollte das simultane Eintauchen der Injektoren und das Bohren der Injektionsbohrungen in den Plan und das Einspritzen der Reagenzien mindestens zweimal durchgeführt werden, gefolgt von einer Injektion durch die ausgelaufenen.

14.11. Im Falle der Silikatisierung und Smolisierung von Böden sowie der Zementierung von grobkörnigen Böden und Kiesböden dürfen in einer feststehenden Anordnung angetriebene Injektoren oder Tuben von Pad-Injektoren als Verstärkung stehen gelassen werden.

14.12. Direkt eingespritzte Arbeitslösungen und -gemische dürfen keine suspendierten mechanischen Verunreinigungen enthalten, die die Injektion und Verfestigung des Bodens insgesamt behindern. Um Suspensionen zu entfernen, sollten die Lösungen vorher geschützt werden, bevor sie in den Boden gedrückt werden, um weiteres Mischen zu verhindern, oder geeignete Filter sollten verwendet werden, und die gelbildenden Mischungen sollten nur unter Verwendung von Filtern injiziert werden.

14.13. Die Injektion von Reagenzien in Böden in allen Fällen von Silikatisierung und Smolisierung sowie während der Zementierung von grobkörnigen Böden und Kiesböden sollte unter Vorbelastung erfolgen, die auf den oberhalb der Injektionsfläche liegenden Böden, der Struktur selbst oder speziell verlegten Betonplatten beruht, die nicht nach Gewicht und Festigkeitseigenschaften sind Während des Injektionsvorgangs sollten die Reagenzien zerstört werden, wobei Reagensaustritte auf die Oberfläche oder auf die Struktur gelangen.

14.14. Die Werte der maximal zulässigen Drücke und Kosten während der Injektion von Reagenzien in allen Fällen von Silikatisierung und Harzbildung sowie während der Zementierung von grobkörnigen Böden und Kiesböden werden durch das Projekt festgelegt. Der Abflussdruck sollte den Druck im Boden des Injektionsgebietes von den tatsächlichen Belastungen nicht übersteigen.

Der Druck der Injektion von flüssigen Reagenzien sollte überwacht werden, indem sie in Injektionstiefen gemessen werden, das heißt unter Berücksichtigung des Gewichts der Flüssigkeitssäule.

14.15. Für eine qualitativ hochwertige Befestigung von gebrochenen felsigen, einschließlich Karstböden, muss die Lokalisierung von Lösungen, die durch die Brunnen innerhalb der festen Anordnung injiziert werden, zusammen mit großen, kleinen Rissen (Kanälen, Hohlräumen) sichergestellt werden, für die die folgende Abfolge von Arbeiten zu beachten ist:

a) die Schaffung einer Schutzbarriere gegen die Freisetzung von Lösungen für die Kontur der festen Anordnung durch Vorzementierung durch entlang der Kontur der Anordnung angeordnete Sperrvertiefungen;

b) die anschließende Injektion der Lösungen in den Kreislauf durch ein System von gleichmäßig verteilten Bohrlöchern, die relativ häufig nach dem Projekt lokalisiert sind.

14.16. Die Injektion von Lösungen durch jede Vertiefung sollte vor dem "Versagen" durchgeführt werden. Für das "Versagen" bei der Zementierung von felsigem Boden sollte genommen werden:

gute (Zonen-) Absorption der geschätzten Menge der Lösung bei einem Abgabedruck, der nicht über dem Nennwert liegt;

Reduzieren der Flussrate der Lösung auf 5-10 l / min pro Well (Zone) bei gleichzeitiger Erhöhung des Abgabedrucks, der höher ist als der des Entwurfs, wenn die "Fehler" -Flussrate nicht speziell im Projekt erwähnt wird.

14.17. Typen, Marken und Qualität von Zementen, Arten anderer Materialien und chemischer Zusätze, die für die Herstellung von Injektionslösungen verwendet werden, sowie die Zusammensetzung von Injektionslösungen werden vom Projekt in Abhängigkeit von den Bodenbedingungen und Merkmalen der errichteten Struktur festgelegt.

14.18. CPD für die Zementierung von Böden sollte zusätzlich zu den allgemeinen Bauanforderungen Daten über die Länge der gleichzeitig injizierbaren Zonen in den Brunnen und die Gestaltung ihres oberen Teils, die Reihenfolge der Bohrlochbehandlung, die Nomenklatur und Eigenschaften der verwendeten Materialien und Informationen über ihre Bedürfnisse enthalten.

14.19. Die Zementierarbeiten sollen nach der Methode der sukzessiven Annäherung der Vertiefungen, ausgehend von den maximalen Entfernungen durchgeführt werden, bei denen die hydraulische Verbindung zwischen ihnen während der Injektion fast fehlt.

14.20. Die Reihenfolge der Bohr- und Injektionsroboter bei der Zementierung von Grob- und Kiesböden richtet sich nach den Anforderungen für andere Injektionsverfahren in Abschnitt 14.13.

14.21. Das Bohren und Einspritzen von Lösungen in gebrochenen felsigen und karstigen Böden sollte in der Regel in einer Zone sofort bis zur vollen Zementierungstiefe durchgeführt werden. Die Größe der Zone wird vom Projekt festgelegt.

Das Aufteilen des Brunnens in Zonen und das abwechselnde Injizieren der Lösung in jeden von ihnen sollte in den folgenden Fällen erfolgen:

in Gegenwart von verschiedenen Arten und unterschiedlichen Größen von mit Lösungen (Rissen, Karsthöhlen und Kanälen) gefüllten Hohlräumen und der Verwendung verschiedener Aggregate in verschiedenen Tiefen der zementierten Bodenschicht;

wenn sich im felsigen Boden mehrere Schichten mit Rissen oder Karsthöhlen befinden;

bei hoher Leistung (mehr als 10 m) des zementierten Massivs.

14.22. Das Bohren in den nächsten Zonen in der Tiefe des Bohrlochs gemäß dem Projekt und das Einspritzen von Lösungen in ihnen ohne Grundwasser unter Druck kann ohne Unterbrechung für die Aushärtezeit des Zementmörtels durchgeführt werden. In Gegenwart von druckbeaufschlagtem Grundwasser erforderlich Brüche während der Aushärtung von Zementmörtel.

In felsigen Böden sollten die Bereiche der Brunnen nach Abschluss des Bohrens mit Wasser gespült oder mit Druckluft geblasen werden.

14.23. Die Qualität der Zementierung von felsigen Böden (gebrochen, Karst) wird durch die Methoden des Bohrens, hydraulischen Tests und Zementierung von Kontrollbrunnen kontrolliert. In diesem Fall wird das Kriterium für die Beurteilung der Qualität der Zementierung in Abhängigkeit von ihrem Zweck, der Art des Bodens und der Art der Fraktur (Karst) sowie dem Umfang der Kontrollaufgaben durch das Projekt festgelegt.

14.24. In leicht löslichen felsigen Karstböden (Kalkstein, Dolomit) sollte die Zementierungsqualitätskontrolle in der Regel durch Kontrollbohrungen und die Beurteilung der Größe der Karsthöhlen durch Bohren von Werkzeugsenkungen durchgeführt werden. In leicht löslichen Böden (Gips, Salz) sollte eine Zementierungsqualitätskontrolle durchgeführt werden, indem die spezifische Wasserabsorption bestimmt wird. Die zulässigen Abmessungen der Resthohlräume und die Werte der spezifischen Wasseraufnahme werden vom Projekt festgelegt.

Mischverfahren zur Schlammfixierung 14.25. Die Verfestigung von Schlick mit dem Sandmischverfahren (Ilocement-Pfähle) sollte mit speziellen Bohr-Mischmaschinen oder Drehbohrmaschinen mit einem Drehmoment von mindestens 2,5 kN / m (250 kgfm) mit einem Durchmesser der Pfeiler von bis zu 0,7 m und nicht weniger als 5 durchgeführt werden kN? m (500 kgf? m) - mit einem Durchmesser bis zu 1 m.

Für die Injektion von Zementmörtel müssen Mörtelpumpen eingesetzt werden, die einen Druck von mindestens 0,7 MPa (7 kgf / cm2) entwickeln und eine kontinuierliche Dosierung der Lösung sicherstellen.

14.26. Die gesamte Zeit der Vorbereitung, des Transports und der Lieferung von Zementmörtel in den Boden sollte die Zeit vor dem Abbinden des Mörtels nicht überschreiten.

14.27. Im Laufe der Arbeiten zur Schlammverfestigung mittels Sandmahlverfahren ist es notwendig, den technologischen Stand der experimentellen Arbeiten und der vom Projekt vorgegebenen Konstruktion zu kontrollieren und genau zu beobachten: Rotationsgeschwindigkeit und lineare Geschwindigkeit der Bewegung des Arbeitskörpers, die Reihenfolge des Einspritzens des Zementmörtels, die Anzahl der Arbeitsgänge und der Verbrauch des Zementmörtels.

14.28. Das Bohren von Bohrlöchern für die Verbrennung von Erde sollte in einer Weise durchgeführt werden, die eine Bodenverdichtung in den Wänden von Bohrlöchern aus dem Bohrwerkzeug ausschließt.

14.29. Um die Übereinstimmung der Bodenverhältnisse mit den Daten von ingenieurgeologischen Untersuchungen und dem Projekt zu überprüfen, befolgen Sie bei der Durchführung von Bohrbrunnen die Anweisungen des Projekts, um Proben des zu fixierenden Bodens zu entnehmen und geeignete Laboruntersuchungen ihrer Eigenschaften durchzuführen.

14.30 Uhr Dem Beginn der Arbeiten zur Verbrennung von Böden in Brunnen sollte eine Prüfung der Gasübertragungskapazität von Brunnen vorausgehen. Beim Nachweis von Schichten mit geringer Gaspermeabilität sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Gasübertragungskapazität des Bohrlochs durch Abschneiden und Blasen solcher Schichten oder durch Erhöhen der Filtrationsfläche eines Teils des Bohrlochs auszugleichen.

14.31. Der Verbrauch von Druckluft und Brennstoff während des Brennvorgangs sollte innerhalb der Grenzen geregelt werden, die die maximale Temperatur von Gasen sicherstellen, die nicht zum Bodenschmelzen in den Wänden des Bohrlochs führt. Gasdruck und Temperatur sollten im Arbeitsprotokoll aufgezeichnet werden.

14.32. Wenn Gas oder Luft durch Risse im Boden an die Oberfläche entweichen, sollten die Arbeiten beim Brennen ausgesetzt werden, und die Risse sollten mit natürlichem Boden versiegelt werden, dessen Feuchtigkeitsgehalt nicht mehr als natürlich ist.

14.33. Die Bildung des Arrays sollte als abgeschlossen betrachtet werden, wenn die in der Designkontur eingebauten Thermoelemente das Erreichen der spezifizierten Designtemperatur, jedoch nicht weniger als 350 ° C, festgelegt haben.

14.34. Die Qualität der Verschmelzung von Böden sollte gemäß den Ergebnissen von Labortests hinsichtlich Festigkeit, Verformbarkeit und Wasserbeständigkeit von Proben von festen Böden, die von Kontrollbohrlöchern abgetötet wurden, überwacht werden. In diesem Fall werden auch die Ergebnisse der Messungen des Kraftstoffverbrauchs (Elektrizität) und der Druckluft sowie die Daten über die Temperatur und den Druck von Gasen in Bohrlöchern bei der Wärmebehandlung von Böden berücksichtigt. Bei Bedarf, festgelegt durch das Projekt, werden die Festigkeits- und Verformungseigenschaften des fixierten Bodens zusätzlich durch Feldmethoden bestimmt.

14.35. Bei der Erstellung der Bodenverfestigung müssen die Zusammensetzung der überwachten Indikatoren, die maximalen Abweichungen, das Volumen und die Kontrollmethoden der Tabelle entsprechen