Закрепление лессовых и заторфованных грунтов украинского полесья с применением двустенных дренажных труб

Район распространения лессовидных грунтов Украинского Полесья в основном равнинный и характерен неглубокими блюдцеобразными понижениями, которые часто заполняются водой. Наряду с лессовидными грунтами в пониженных местах, балках встречаются заторфованные грунты, где было предложено применять двустенные дренажные трубы производства ДКС.

Некоторые здания в районе Украинского Полесья располагаются на лессовидных грунтах и частично на заторфованных. Работа конструкций таких зданий находится в сложных условиях, так как изменение водного режима заторфованных грунтов приводит к неравномерной осадке и к появлению значительных деформаций. В результате нарушения поверхностного (почневного) слоя порезкой фундаментов и соприкасания лессовидных грунтов с заторфованными происходит их увлажнение, что приводит к неравномерной просадке и появлению деформаций (жилой дом в г. Владимир-Волынском).

При ликвидации деформаций в жилом 100-квартирном пятнадцатиэтажном жилом доме серии 438 А в г. Владимир-Волынском были опробованы однорастворная лессовых супесей-суглинков и их двухрастворвая электро заторфованных грунтов. Этот дом своим фундаментами по концам здания опирался на просадочные лессовые ступени, а под средней частью здания находилась погребенная балка шириной 25 м, заполненная заторфованным грунтом (содержание органических примесей 13,3%), толщина слоя до 6м. Незначительные трещины от замачивания просадочных грунтов под концами здания наблюдались и ранее. Было предложено два варианта усиления фундамента: путем подводки под него столбчатых бетонных опор и закрепления грунтов основания. Строители приняли второй вариант.

Лабораторными исследованиями была отработана технология и рецептура закрепления грунтов основания, исходя из местных условий, а также проверены прочностные характеристики металлических лотков, проволочных лотков и кабельростов.

Опытами на лабораторной установке выявлено, что лессовая супесь суглинок (число пластичности 4—9), имеющая значительное количество пылеватых (71—80%) п мелкопесчаных частиц емкостью поглощения 1—15 мг•экв, закрепляется при введении в грунт жидкого стекла плотностью 1,19 г/см3. При меньшей плотности грунт закрепляется, но размокает в воде. Закрепление других мелких объектов показало, что с увеличением дисперсности грунтов плотность закрепляющего раствора должна быть меньше при условии получения водостойкого закрепления грунта. Силикатизация лессовых грунтов осуществлялась в две заходки па глубину 3,3 м ниже подошвы фундамента по периметру здания в виде отдельных опор. На одну заходку нагнеталось 400 л жидкого стекла. Для закрепления заторфованных грунтов в лаборатории опробована двух растворная силикатизация с плотностью раствора жидкого стекла 1,25—1,30 г/см3 и раствора хлористого кальция плотностью 1,26 г/ем3, а также двухрастворная электросиликатизация с плотностью раствора жидкого стекла 1,30 г/см3 и химическая добавка на основе цементов. Лучшие результаты были получены там, где в качестве отвердителя применялась добавка на основе цемента, которая была принята первоначальным проектом.

При выполнении работ на строительной площадке ввиду низкого коэффициента фильтрации заторфованного грунта (0,017—0,027 м/сутки) закрепление грунта двухрастворной электросиликатизацией жидким стеклом и химической добавкой на основе цемента оказалось невозможным ввиду очень слабой проницаемости. В связи с этим перешли на закрепление грунтов двухрастворной электросиликатизацией жидким стеклом плотностью 1,30 г/см3 и раствором хлористого кальция плотностью 1,26 г/см3. Основание из заторфованного грунта закреплялось в две заходки. В оборудовании были использованы короб пластиковый, клеммники, хомуты, инструмент. На одну заходку нагнеталось раствора жидкого стекла 1200 л, а раствора хлористого кальция — 900 л. Поочередное нагнетание растворов предполагалось проводить через один инъектор, что очень осложнило производство работ ввиду закупорки инъекторов. Тогда была предложена семиинъекторная схема (см. рисунок) при раздельном нагнетании растворов.

Отобранные пробы из закрепленного заторфованного грунта показали прочность на раздавливание около 2,5 кг/см2. После закрепления грунта осадки здания приостановились. В основании здания спортивного зала (г. Ровно) находились водонасыщенные лессовидные суглинки и заторфованный грунт. Грунтовые воды находились выше подошвы фундамента. При разработке грунта вблизи этого здания с откачкой воды резко увеличились осадки стены дворового фасада, где в основании был заторфованный грунт. Это вызвало появление значительных деформаций в конструкциях здания.

Для прекращения осадок и устранения деформаций применяли электросиликатизацию заторфованного грунта и водонасыщенного лессовидного суглинка на основе двухслойной гофрированной трубы. Суглинок закрепляли по пяти инъекторной схеме раствором жидкого стекла плотностью 1,15 г/ем3, а заторфованньтй грунт закрепляли двух растворной силикатизацией по этой же схеме. Для закрепления заторфованного грунта была применена двух растворная электро силикатизаиня раствором жидкого стекла плотностью 1,35 г/см3 и химической добавки на основе цемента большой плотности. После закрепления грунта осадки здания прекратились.