Грунт может быть улучшен путем применения определенных методов улучшения грунта. Виброуплотнение повышает плотность грунта с помощью мощных глубинных вибраторов. Вакуумное уплотнение используется для улучшения мягких грунтов с помощью вакуумного насоса.
Метод предварительной загрузки используется для удаления поровой воды с течением времени. Нагревание используется для формирования кристаллического или стеклянного продукта с помощью электрического тока. Замораживание грунта преобразует поровую воду в лед для увеличения их совместной прочности и придания непроницаемости. Виброзамещающие каменные колонны улучшают несущую способность грунта, тогда как метод виброперемещения вытесняет грунт. Электроосмос заставляет воду течь через мелкозернистые почвы.
Электрокинетическая стабилизация – это применение электроосмоса. Армированная грунтовая сталь используется для подпорных сооружений, наклонных стен, плотин и т.д. сейсмической нагрузки подходит для строительства в сейсмически активных регионах. Механически стабилизированные земляные сооружения создают армированную почвенную массу.
Обсуждаются такие геометоды, как геосинтетика, георешетка и т.д. Скрепление грунта гвоздями увеличивает прочность на сдвиг грунта на месте и сдерживает его смещение. Микросваи обеспечивают структурную поддержку и используются для ремонта/замены существующих фундаментов.
Затирка – это инъекция закачиваемых материалов для увеличения жесткости. По сравнению с обычным цементированием струйное цементирование является довольно продвинутым по скорости и технике.
Быстрый рост городов и промышленности требует больше земли для дальнейшего развития. Для удовлетворения этого спроса были приняты меры по рекультивации земель и использованию непригодных и экологически пострадавших земель. Эти, до сих пор бесполезные для строительства земли, были преобразованы в полезные путем применения одного или нескольких методов улучшения грунта. Область техники улучшения грунта признана важной и быстро развивающейся.
Новейшие методы улучшения грунта
Ниже перечислены новейшие методы улучшения грунта, используемые для стабилизации почвы:
- Виброуплотнение
- Вакуумная консолидация
- Предварительная нагрузка на грунт
- Стабилизация грунта путем нагрева или стеклования
- Замораживание грунта
- Виброзамещающие каменные колонны
- Механически стабилизированные земляные сооружения
- Скрепление грунта гвоздями
- Микросваи
- Ростверк
Метод виброуплотнения для улучшения грунта
Виброуплотнение, иногда называемое виброфлотацией, представляет собой перестройку частиц грунта в более плотную конфигурацию с помощью мощной глубинной вибрации.. Виброуплотнение – это процесс улучшения грунта для уплотнения рыхлых песков с целью создания стабильных грунтов основания.
Принцип работы виброуплотнения прост. Комбинированное воздействие вибрации и насыщения водой с помощью струи перестраивает рыхлые песчинки в более компактное состояние. Виброуплотнение выполняется с помощью специально разработанных виброщупов. В прошлом использовались как горизонтальные, так и вертикальные режимы вибрации.
Вибраторы, используемые компанией Terra Systems, представляют собой торпедообразные зонды диаметром от 12 до 16 дюймов, которые вибрируют на частотах, как правило, в диапазоне от 30 до 50 Гц. Зонд сначала вводится в грунт с помощью струи и вибрации. После того как зонд достигает требуемой глубины уплотнения, с поверхности грунта добавляется гранулированный материал, обычно песок, для заполнения пустот, образованных вибратором. Создается уплотненная радиальная зона из гранулированного материала.
Преимущества метода виброуплотнения:
Вакуумная консолидация почвы для улучшения грунта
Вакуумная консолидация – это эффективное средство для улучшения насыщенных мягких почв. Участок грунта покрывается герметичной мембраной, а под ней создается вакуум с помощью двойного вентилятора и вакуумного насоса. Эта технология может обеспечить предварительную нагрузку, эквивалентную обычной насыпи высотой около 4,5 м. Вакуумная консолидация обеспечивает предварительную нагрузку на грунт за счет снижения порового давления при сохранении постоянного общего напряжения.
Применение вакуумной консолидации грунта:
Предварительная нагрузка или предварительное сжатие грунта для улучшения грунта
Предварительная нагрузка использовалась в течение многих лет без изменений в методе или применении для улучшения свойств почвы. Предварительная нагрузка или предварительное сжатие – это процесс создания дополнительной вертикальной нагрузки на сжимаемый грунт для удаления поровой воды с течением времени. Рассеивание поровой воды уменьшает общий объем, вызывая оседание. Уплотнение грунта это экономичный метод улучшения грунта. Однако консолидация грунта зависит от времени, что задерживает строительные проекты и делает его нецелесообразным.
К обрабатываемым грунтам относятся органический ил, измененные илы и глины, мягкая глина, вынутый грунт. При проектировании необходимо учитывать такие факторы, как несущая способность, устойчивость склона, степень консолидации.
Применение предварительной нагрузки на грунт
Термостабилизация почвы для улучшения грунта
Нагревание или остекловывание разрушает частицы почвы, образуя кристаллический или стеклянный продукт. При этом используется электрический ток для нагрева почвы и изменения ее физических характеристик. Нагревание почвы необратимо изменяет ее свойства. В зависимости от почвы температура может составлять от 300 до 1000 градусов Цельсия. При использовании нагрева следует учитывать воздействие на соседние сооружения и инженерные коммуникации. .
Области применения витрификации почвы:
Техника замораживания грунта для улучшения грунта
Замораживание грунта – это использование холодильного оборудования для преобразования поровой воды на месте в лед. Затем лед действует как цемент или клей, соединяя соседние частицы почвы или блоки породы, увеличивая их общую прочность и делая их непроницаемыми. К соображениям, связанным с замораживанием грунта, относятся Тепловой анализ, геометрия системы охлаждения, Тепловые свойства почвы и горных пород, скорости замораживания, требования к энергии, анализ системы распределения хладагента/охладителя.
Применение техники замораживания грунта
Каменные колонны Vibro-Replacement для улучшения грунта
Виброуплотнение расширяет диапазон грунтов, которые могут быть улучшены с помощью вибрационных методов, включая связные грунты. Укрепление грунта уплотненными гранулированными колоннами или “каменными колоннами” осуществляется методом верхней подачи. Важными параметрами виброуплотняющих каменных колонн являются состояние грунта, относительная плотность, степень насыщения, проницаемость.
Принципы техники виброзамещения
Каменные колонны и промежуточный грунт образуют интегрированную опорную систему фундамента с низкой сжимаемостью и улучшенной несущей способностью. В связных грунтах избыточное давление поровой воды легко рассеивается каменными колоннами, и по этой причине уменьшение осадки происходит быстрее, чем это обычно бывает в связных грунтах.
Существуют различные типы методов установки которые в целом можно классифицировать следующим образом:
Краткое описание метода виброзамещения
Принцип
Применимый грунт(ы)
Эффект(ы)
Общие области применения
Максимальная глубина
Применение на суше / на море
Применение вибропогружения для улучшения грунта:
Тип грунта
Относительная эффективность
Пески
Отлично
Илистые пески
Сильты
Хорошо
Глины
От незначительных до хороших
Шахтные грунты
Отличные (в зависимости от градации)
Выброшенный наполнитель
Мусор
Неприменимо
Механически стабилизированные земляные сооружения
Сегментная, сборная облицовочная механически стабилизированная земляная стена использует металлическую (полосовую или прутковую) или геосинтетическую (георешетку или геотекстиль) арматуру, которая соединена со сборной бетонной или сборной металлической облицовочной панелью для создания армированного грунтового массива.
Принципы механически стабилизированных земляных сооружений:
Применение механически стабилизированных земляных сооружений:
Проектирование:
Текущая практика заключается в определении геометрического армирования для предотвращения внутреннего и внешнего разрушения с использованием предельного равновесия анализа.
Техника забивания гвоздей в грунт для улучшения грунта
Фундаментальная концепция гвоздевания грунта заключается в укреплении грунта пассивными включениями, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, для создания на месте грунта и сдерживания его смещений. Основная конструкция состоит в передаче сопротивляющихся растягивающих сил, создаваемых во включениях, в грунт через трение, мобилизованное на границах раздела.
Области применения техники грунтовых гвоздей:
Микросваи для улучшения грунта
Микросваи – это сваи малого диаметра (до 300 мм), способные выдерживать большие нагрузки (сжимающие нагрузки более 5000 КН). Оборудование и методы бурения позволяют бурить микросваи практически в любых грунтах, естественных и искусственных, с минимальной вибрацией, помехами и шумом, под любым углом ниже горизонтали. Оборудование может быть адаптировано для работы в местах с низкой высотой и сильно ограниченным доступом.
Применение микросвай для улучшения грунта
Пример использования микросвай для улучшения грунта:
В Индии в некоторых обстоятельствах стальные трубы, деревянные сваи с покрытием используются как экономически эффективные варианты для улучшения несущей способности фундамента или ограничения смещений до допустимых уровней, и подобное использование для стабилизации склонов, укрепления фундаментов является обычным делом.
Sridharan и Murthy (1993) описали пример, в котором десятиэтажное здание, первоначально находившееся в неустойчивом состоянии из-за дифференциальной осадки, было восстановлено до безопасного состояния с помощью микросвай. Использовались оцинкованные стальные трубы диаметром 100 мм и длиной 10 м с нижним концом, закрытым башмаком, забитые под углом 60o к горизонтали, а трение между сваей и грунтом использовалось в качестве расчетной основы при разработке восстановительных мер.
Общая характеристика цементации для улучшения грунта
Затирка – это нагнетание закачиваемых материалов в почву или горную породу для изменения физических характеристик пласта. При выборе цементации учитываются следующие факторы Требование конкретного участка, тип почвы, способность почвы к цементированию, пористость. Проведению цементации могут препятствовать Обрушение зернистых грунтов, Оседание под соседними фундаментами, Повреждение коммуникаций, Дневное освещение. Затирка может обеспечить Увеличение прочности и жесткости грунта, уменьшение движения грунта, предсказуемая степень улучшения.
Шаги для общей техники цементации для стабилизации грунта
Техники цементирования
Различные методы инъекционного цементирования, используемые подрядчиками для улучшения/модификации грунта, можно обобщить следующим образом:
Техника струйной цементации для улучшения грунта
Струйная цементация – это общий термин, используемый подрядчиками по цементации для описания различных строительных технологий, применяемых для модификации или улучшения грунта. Подрядчики по цементации используют жидкости под сверхвысоким давлением или вяжущие вещества, которые закачиваются в грунт с высокой скоростью. Эти вяжущие вещества полностью разрушают структуру грунта и перемешивают частицы грунта на месте, создавая однородную массу, которая в свою очередь затвердевает.
Такая модификация грунта / улучшение грунта играет важную роль в области устойчивости фундаментов, особенно при обработке несущих грунтов под новыми и существующими зданиями; при глубокой импермеабилизации водоносных грунтов; при строительстве тоннелей; а также для смягчения движения подверженных воздействию грунтов и грунтовых вод.
Подробнее:
Метод замораживания грунта для стабилизации почвы – применение, преимущества
Вибростабилизационный метод улучшения грунта
Методы улучшения грунта для стабилизации грунтовых оснований
- Методы улучшения грунта для стабилизации грунтовых оснований.
- Техника забивания гвоздей в грунт, ее типы, применение и особенности установки.
- Как выбрать метод улучшения почвы в зависимости от типа почвы?.
- Техника замораживания грунта для стабилизации грунта – методы, преимущества, применение.
- Каковы причины разрушения склонов?.
- Методы стабилизации склонов: Классификация и строительство.
- Методы стабилизации грунта с помощью различных материалов.