Цементация песчаных грунтов

Поиск

Классический способ цементации долгое время считали пригодным для закрепления лишь трещиноватых скальных пород и гравийно-галечных отложений. Относительно возможности применения цементации для закрепления песчаных грунтов до настоящего времени нет единого мнения. Считают, что чисто цементные растворы пригодны для цементации обычного крупного песка с коэффициентом фильтрации более 120 м/сут. Это ограничение связано с тем, что проникание частиц цемента в, поры грунта возможно лишь при определенном соотношении между размерами пор грунта и частиц цемента, при определенном зерновом составе песка и т. д. Максимальную крупность частиц d, которые могут перемещаться в порах грунта, определяют по уравнению А. Н. Патрашева:

(2.14)

где

- средний диаметр пор грунта, значение которого можно определить по формуле М. Павшича

(2.15)

где:   - коэффициент разнозернистости грунта;
          - коэффициент пористости грунта;
       -размер частиц грунта, мельче которых в его составе содержится 17% по массе.
Важным критерием, характеризующим возможность цементирования песка с достижением его надежного закрепления, является условие

(2.16)

где   - размер частиц песка, мельче которых в его составе содержится 15% по массе;
        - размер твердых частиц в инъекционном растворе, мельче которых в его составе содержится 85% по массе.
Границы применения способа цементации для закрепления песчаных грунтов   при использований растворов    на цементах обычного помола иллюстрируются графиком, приведенным на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Области цементируемых песков
1 - граница области цементируемых песков; 2 - граница промежуточной области; 3 - кривая гранулометрического состава портландцемента марки 400; 4 - то же, после 10 -минутного вибропомола

В опытах по цементации крупного песка с коэффициентом фильтрации от 100 до 250 м/сут использовали чисто цементные растворы с пластифицирующими добавками (0,5-1% ССБ) или поверхностно-активными добавками гидрофобного типа, облегчающими проникание раствора в поры грунта.
Экспериментальные исследования, проведенные во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, показали, что использование цементно-коллоидных пластифицированных растворов расширяет область применения способа цементации, позволяет закреплять не только крупный, но и мелкий песок и что добавки гидрофильного и гидрофобного типов при их совместном введении оказывают более сильное пластифицирующее действие, чем каждая из них в отдельности. Так, для закрепления песка с коэффициентом фильтрации от 50 до 100 м/сут рекомендуется раствор на предварительно диспергированном цементе с добавкой комбинированных поверхностно-активных веществ гидрофильного и гидрофобного типов, а также предварительно пептизированного глинистого раствора. Соотношение в растворе компонентов Ц/Гможет быть следующим: 1:1; 1:1,5 и 1:2,3. Для закрепления песка с коэффициентом фильтрации от 30 до 50 м/сут рекомендуются жидкие глиноцементные растворы, приготовленные на жирных глинах и цементах, диспергированных в вибромельницах или высокооборотных смесителях, с цементно-глинистым отношением 1:2,3 или 1:4. При отсутствии жирных глин вводят добавку 3-5% бентонита (от массы цемента).
Инъекцию раствора в песчаные грунты производят последовательно по зонам одним из следующих способов:
1) снизу вверх - восходящими зонами;
2) сверху вниз - нисходящими зонами;
3) через манжетную колонну труб.

Чураков А.И. Производство специальных работ в гидротехническом строительстве. Учеб. пособие для вузов. М., Стройиздат,1976.

Вернуться