Maaperän stabilointi ( maaperän stabilointi ) on joukko teknisiä maanparannusmenetelmiä , joiden tarkoituksena on varmistaa maaperän tilavuuden kiinteä asema sen luonnollisessa esiintymisessä keinotekoisen muuntamisen avulla fysikaalisin ja kemiallisin menetelmin.
Maaperän stabilointia käytetään laajalti teollisuus- ja siviilirakennusten rakentamisessa, vesirakentamisessa, maanalaisessa ja tienrakennuksessa sekä kaivostoiminnassa. Sitä käytetään: rakennusten ja rakenteiden maaperustan vahvistamiseen; tieleikkausten rinteiden ja kuoppien seinämien vahvistaminen; kaltevuuden muodonmuutosten estäminen; kaivostoiminnan ja tunneleiden muodonmuutosten ehkäiseminen ja veden sisäänvirtauksen hallinta niissä; läpäisemättömien verhojen luominen hydraulisten rakenteiden pohjaan ; betoni- ja kivirakenteiden (perustojen) suojaaminen aggressiivisilta vaikutuksilta; paalujen , ankkurilaitteiden, suurihalkaisijaisten tukien kantokyvyn lisääminen ; sitoutuneen veden poistaminen maaperästä; maan tiivistymiskertoimen lisääminen; vähentää maaperän kohoamista.
Maaperän kiinnittymisen seurauksena niiden kantokyky ja vakaus lisääntyvät, lujuus, vedenkestävyys ja läpäisemättömyys lisääntyvät sekä eroosionkestävyys kasvaa.
Maaperän kiinnittäminen saadaan aikaan erilaisten sideaineiden pakkoruiskutuksella maaperään sekä altistamalla maamassa erilaisille fysikaalisille kentille: sähkövirta, lämmitys ja jäähdytys. Supistavat aineet sisältävät kaikki jauhemaiset, nestemäiset ja tahnamaiset materiaalit, jotka muuttuvat kivimäiseksi kappaleeksi sekoitettuna veteen tai kovettimeen tai vuorovaikutuksessa koagulantin kanssa. Maaperän kiinnittämiseen käytetään useimmiten vesi-sementtisuspensioita (katso maaperän sementointi ) (sementin painosuhde veteen 0,1-2,0) puhtaassa muodossa tai erilaisilla vähärasvaisilla lisäaineilla (hiekka, lentotuhka, jauhettu kuona jne.). vesipitoiset savisuspensiot (tiheys 1,1-1,5 g/cm3 ) ; bitumisula (katso maaperän bitumisointi ) (lämpötila 150 0 C); bitumin emulsiot vedessä (pitoisuudella 50-65%); nestemäisen lasin (natriumsilikaatti) liuos , jonka tiheys on 1,05-1,32 g / cm 3 (katso maaperän silikoituminen ); tietyntyyppiset synteettiset hartsit (formaldehydi, epoksi, polyuretaani, polyakryyli jne.). Maaperän kiinnitysmenetelmän nimi johtuu injektioliuoksen tyypistä tai maamassaan keinotekoisesti levitetyn fyysisen kentän luonteesta.
Murtuneiden kivi-, luola-, sora-kivimaaperän kiinnittämiseen käytetään: sementointia, savia ja bitumisointia; hiekka- ja lössimaille - silikoituminen ja hartsikäsittely ; vedellä kyllästetyille savimaille - sähkökemiallisen toiminnan menetelmät; lössille - lämpökäsittely; juoksuhiekalle - sähköfuusio; heikoille maaperille - keinotekoinen jäädytys jne.
Maaperän sementointi on joukko teknisiä maanparannusmenetelmiä , jotka perustuvat hydraulisten sideaineiden lisäämiseen maaperään . Yksi teknisen maanparannusmenetelmistä .
Teknologia reagenssien lisäämiseksi erityyppisille maa-aineille vaihtelee huomattavasti. Murtuneiden kivisten tai hiekka-soraisten maamassojen tapauksessa käytetään ruiskusementointia, joka koostuu ruiskutuksesta (paineessa 3 - 70 atm.) Sementtilaasti porattujen kaivojen järjestelmän kautta (sementin ja veden massan suhde voi vaihdella 0,1 - 2), minkä seurauksena maaperän läpäisevyys heikkenee ja sen lujuus kasvaa. Työn loppuun saattamiseksi otetaan liuoksen absorption lasku arvoihin, jotka ovat alle 0,01 l / min lopullisessa paineessa.
Sementin ja sementti-savi-laastien liikkuvuuden lisääminen saavutetaan lisäämällä sulfiitti-alkoholilastua (0,01-0,25 % suhteessa sementtiin). Laastien kovettumisen kiihtymistä ja sementtikiven alkulujuuden kasvua säädellään lisäämällä CaCl 2 :ta (1-5 % suhteessa sementtiin). Kun ruiskutetaan kavernista maaperää, liuoksiin lisätään vähärasvaisia lisäaineita: hiekkaa, kuonaa, lentotuhkaa jne.
Sitä käytetään vahvistamaan rakenteiden perustuksia, luomaan läpäisemättömiä verhoja, tekemään kivistä vesitiiviitä kaivostöissä (kaivokset, tunnelit), lisäämään kivi- ja betonimuurausten lujuutta ja vesitiiviyttä.
Haja-aineissa sementointi koostuu esimurskatun maan, sideaineen ( sementin tai kalkin sideaineen) ja veden keinotekoisen seoksen valmistamisesta (sekoittamisesta) ja sen levittämisestä suunnitteluprofiilia pitkin, minkä jälkeen tiivistetään, valssataan ja hoidetaan valmis kerros, ottaen huomioon keinotekoisen maaperän tarkoitus. Teollisuusjätteitä (lentotuhka, tuhka ja kuona, kuona , liete , ligniini jne.) ja kemiallisia reagensseja ( nestemäinen lasi , kloridit, sulfaatit ja metallihydroksidit, hapot) käytetään aktiivisina lisäaineina, jotka säätelevät kovettumisprosesseja ja keinotekoisten aineiden ominaisuuksia. maaperää. Pääsideaineen pitoisuus maaperän tyypistä riippuen on: 2-12 % ( kalkki ) ja 4-16 % ( sementti ). Sitä käytetään maaperän kuivaamiseen rakennustyömailla; tie- ja lentokenttien päällysteiden pohjan vahvistaminen; estetään suffusio maapatojen ytimissä; loivien rinteiden ja rinteiden eroosion vahvistaminen; säiliöiden ja kanavien vuoraus; maanrakennustöiden aikana; jäätymissuoja ja laakerikerrosten vahvistaminen; kutistumisen ja turpoamisen vähentäminen sekä perustusmaiden kantavuuden lisääminen.
Maaperän silisointi on kemiallinen menetelmä maaperän keinotekoiseen kiinnittämiseen rakentamista ja muita tarkoituksia varten maaperään ruiskutettujen (injektoitujen) silikaattiliuosten avulla . Yksi teknisen maanparannusmenetelmistä .
Silisointia käytetään hiekan kantokyvyn lisäämiseen, lössin vajoamisen estämiseen ja hiekan, hiekkasavien ja lössin vedenpitämättömäksi tekemiseen. Työliuosten injektio suoritetaan joko maahan vasaroitujen metalliputkien kautta, joissa on pieniä reikiä ( injektorit ), tai suoraan kaivoihin. Injektorien välinen etäisyys otetaan kiinnityssäteestä riippuen (etäisyys, jonka yli liuos ulottuu injektiopisteestä) ja se on 0,5 - 1,2 m kaivoissa - rajoitettu erityyppisiin tamponeihin. Yhden sisääntulon arvo on yleensä 0,6-1,0 m. Tuloksena saadaan kiinteä, vaaditun muotoinen kiinteä maaperä. Silisointia käytetään maan kantavuuden lisäämiseen olemassa olevien rakennusten ja rakenteiden perustusten alla, suodatuksen eliminoimiseen hydraulisten rakenteiden pohjalta, ajettaessa töitä pehmeässä maassa, estämään rakenteiden epätasainen vajoaminen lössimaalle rakentamisen aikana jne. .
Silisointi suoritetaan kolmella tavalla: 1) yhden liuoksen silikointi; 2) kahden liuoksen silikointi; 3) kaasun silikoituminen. Suurten hiekkojen kiinnitys suoritetaan yleensä kahden liuoksen silikointimenetelmällä : nestemäisen lasin (natriumsilikaatti) ja kalsiumkloridiliuoksen peräkkäinen ruiskutus maaperään.
Hienojakoisten ja silohiekkojen kiinnitys suoritetaan yksiliuosmenetelmällä : nestemäistä lasiliuosta ruiskutetaan kovettimella (koagulantilla) maaperään. Jälkimmäisinä sekä happoja (HCl, H2S04 , H3PO4 ) että suoloja ( Na2CO3 , NaHC03 , NaH2PO4 ) käytettiin eri aikoina puhtaassa muodossa tai happojen kanssa sekoitettuna; tällä hetkellä yleisimmin käytettyjä ovat H 2 SiF 6 , NaAlO 2 jne.
Suurten ja keskisuurten hiekkojen kiinnitys voidaan suorittaa kaasusilikifikaatiolla : nestemäisen lasin ja kaasumaisen CO 2 -liuoksen peräkkäinen ruiskutus maaperään .
Lössin kiinnittämiseksi ruiskutetaan nestemäistä lasiliuosta kovettimien kanssa tai ilman. Natriumsilikaattikoaguloitumisen seurauksena kovettimilla tai vuorovaikutuksessa lössikomponenttien kanssa muodostuu piihappogeeliä, joka sementoi maaperää. Yksiliuos silifikaatiota eri kovettimilla käytetään myös kivisten murtumien maiden lisätiivistämiseen.
Maaperän bitumiinointi on bitumin käyttöön perustuva menetelmä maaperän kiinnittämiseksi. Yksi teknisen maanparannusmenetelmistä .
Sitä käytetään murtuneiden kivisten (kuumabituminointi) ja hiekkaisten (kylmäbitumisointi) maaperän injektointiin .
Kuumabituminointia käytetään murtuneisiin ja kavernoisiin maihin , joissa on aggressiivisia ja ei-aggressiivisia vesiä, joiden halkeaman leveys on > 0,2 mm (ominaisvesivirtauksella 0,5 - 100 l/min). Sitä käytetään vedensulkuverhojen luomiseen maanalaisessa rakentamisessa, kaivoskuilujen, vaakasuuntaisten kaivostöiden ja muiden maanalaisten rakenteiden johtamiseen. Se suoritetaan porakaivoverkon kautta, johon sulaa bitumia (öljyä tai liusketta) ruiskutetaan injektorien kautta. Joutuessaan halkeamiin ja onteloihin bitumi syrjäyttää vettä, kovettuu ja tulee kestämään pohjaveden painetta. Voi olla alustava - ennen louhintaa ja myöhempää - uppoamisen jälkeen tehdä työstöjen vuorauksesta vesitiivis.
Kylmäbituminointia bitumiemulsioilla käytetään läpäisevien verhojen luomiseen hiekkamaihin, joiden suodatuskerroin on 50-100 m/vrk. Bitumiemulsio koostuu 1-10 mikronin kokoisista bitumipisaroista , jotka on dispergoitu veteen (pitoisuus 50-65 %). Järjestelmän vakautta tukevat emulgaattorit ( pinta -aktiiviset aineet - jopa 3,5%). Injektiomenetelmä on samanlainen. Maaperään joutuessaan bitumiemulsio työntää vettä takaisin ja sekoittuu osittain siihen. Myöhemmin koagulanttien vaikutuksesta emulsio hajoaa, bitumipisarat sulautuvat yhdeksi massaksi täyttäen maahuokoset kompaktilla massalla. Murtuneessa maaperässä kylmäbitumisointimenetelmää voidaan käyttää ominaisvedenabsorptionopeudella 0,1-1,0 l/min.
| geotekniikka | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||
| Pohjustus |
| ||||||
| Kestävyys | |||||||
| maanjäristyksiä |
| ||||||
| Geosynteettiset materiaalit | |||||||
| Ohjelmisto |
| ||||||