Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИН В ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ

Изобретение относится к строительству, а именно к способам искусственного улучшения грунтового массива в основании, и может быть использовано при производстве работ для усиления переувлажненных глинистых грунтов при реконструкции и строительстве зданий и сооружений, а также для повышения устойчивости естественных оползневых склонов, искусственных откосов дамб и котлованов.

Известен способ закрепления лессовых просадочных грунтов, включающий образование скважины, выполнение в ее стенке продольного концентратора напряжений, запирание верхней части скважины с отсечением зоны нагнетания, введение под давлением в грунт крепителя с образованием в грунте плоскости разрыва посредством инъектора, который имеет трубу, наконечник и резец треугольной в сечении формы высотой 0,33 диаметра наконечника (авт. свид. 1444473 «Способ закрепления лессовых просадочных грунтов и инъектор для закрепления лессовых просадочных грунтов», 1988).

Недостатком известного решения является создание концентратора напряжений треугольной формы по всей длине скважины, оплывание его в пластичных и водонасыщенных грунтах, возможность «задиров» при попадании включений, некачественное запирание зоны инъектирования за счет вибрации при погружении запорной части, необходимость изготовления большого количества металлических элементов, сложность погружения и извлечения инъектора на большую глубину, жесткое закрепление резца на наконечнике, что делает нечетким создаваемый концентратор при попадании на твердые включения. Для обеспечения устойчивости и стабильности для получаемой плоскости разрыва необходимо введение крепителя, что усложняет и удорожает технологию образования трещин.

Известен способ усиления водонасыщенных грунтов путем выполнения продольного концентратора напряжений в пределах зоны нагнетания, который производят под давлением крепящего раствора с плотностью, исключающей оплывание стенки скважины и обеспечивающей устойчивость и форму концентратора напряжения, причем в качестве крепящего раствора используют вспененный цементо-грунтовый раствор, а нарезку концентратора осуществляют в скважине, заполненной вышеуказанным раствором (см. патент на изобретение №2392382).

Недостатком известного способа является сложная конструкция устройства для образования в грунте плоскости разрыва, необходимость изготовления большого количества металлических элементов, сложная технология выполнения работ, что приводит к их удорожанию. Кроме того, для обеспечения стабильности и устойчивости плоскости разрыва используют крепящий раствор, что также усложняет и удорожает образование трещин.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости и стоимости образования трещин в водонасыщенных глинистых грунтах вокруг скважины в радиальных направлениях.

Технический результат - образование стабильных и устойчивых трещин в водонасыщенных глинистых грунтах вокруг скважины в радиальном направлении.

Результат достигается тем, что в способе образования трещин в глинистых водонасыщенных грунтах, включающем бурение скважин, образование трещин введением в скважину трещинообразующего материала, тампонирование устья скважин, согласно изобретению для образования трещин используют негашеную известь 1 и 2 сорта, заполнение скважины известью производят послойно с последующим трамбованием и уплотнением каждого слоя.

Способ осуществляется в следующей последовательности: сначала бурят скважину с выемкой грунта, затем производят послойное ее заполнение негашеной известью 1-го или 2-го сорта с последующим трамбованием и уплотнением каждого слоя и в завершение выполняют тампонирование устья скважины грунтом.

Физико-механическая сущность образования в грунте трещин в радиальном направлении в результате гашения извести заключается в следующем: причиной появления трещин является развитие напряжений, превышающих прочность структурных связей между частицами и агрегатами, вследствие неравномерного распределения влажности и температуры внутри и за пределами скважины, а также увеличения диаметра скважины. При этом на поверхности скважины возникают растягивающие напряжения.

В ходе проведенных лабораторных исследований было установлено, что:

1) в качестве смеси лучше всего подходит негашеная известь, а максимальная длина трещин достигается при использовании негашеной извести 1-го или 2-го сорта;

2) при заполнении скважины негашеной известью сразу на всю высоту скважины полученные трещины были меньшей длины, чем при заполнении скважины послойно с последующим трамбованием и уплотнением каждого слоя;

3) в процессе гашения происходит частичное выпирание гашеной извести из скважины, во избежание чего необходимо выполнить тампонирование устья скважины.

Данный способ позволяет получить стабильные трещины в радиальном направлении, увеличивается длина и ширина трещин. За счет увеличения параметров трещин повышается радиус распространения закрепляющего раствора, тем самым повышая физико-механические свойства водонасыщенных глинистых грунтов вокруг скважины.