способ замачивания массива лессового просадочного грунта

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАМАЧИВАНИЯ МАССИВА ЛЕССОВОГО ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА путем нагнетания в него воды, отличающийся тем, что нагнетание воды осуществляют через погруженный в грунт инъектор, при этом давление воды поддерживают в пределах 0,5 5,0 атм, а скорость нагнетания в пределах 0,5 3,0 м³/ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к замачиванию лессовых грунтов для их уплотнения.

Известен способ замачивания массива лессового просадочного грунта [1] заключающийся в том, что в котлован заливается вода, постепенно замачивающая лессовых массив, при этом зеркало воды постоянно поддерживается практически на одном уровне.

Наиболее близким к изобретению является способ замачивания массива лессовый грунтов [2] когда бурят скважины в массиве грунта по определенной сетке и в них заливают воду, которая через стенки скважины промачивает массив.

Недостатком обоих известных способов является малая скорость промачивания, так как лессовый грунт обладает низкими значениями коэффициента фильтрации (от 0,001 до 0,5 м/сут). Кроме того, возможно возникновение непромоченных зон, что снижает эффективность способа.

Цель изобретения устранение указанных выше недостатков, в частности создание способа принудительного замачивания грунта, позволяющего значительно быстрее и эффективнее производить замачивание для последующего уплотнения грунта.

Цель достигается тем, что при осуществлении заявляемого способа замачивания через вводимый в массив лессового грунта инъектор нагнетают воду со скоростью 0,5 3,0 м³/ч и под давлением 0,5 5,0 атм.

Таким образом, быстрое и эффективное замачивание обеспечивается благодаря принудительному насыщению лесса водой под давлением, что позволяет полностью исключить образование непромоченных зон из-за наличия слабопроницаемых участков массива лессового грунта. Скорость промачивания увеличивается в 5-10 раз в зависимости от пористости и водопроницаемости грунта.

Дополнительным положительным техническим результатом данного способа является возможность замачивания всего массива грунта под существующими зданиями при использовании однонаправленных инъекторов, размещенных по периметру здания. Кроме того, с помощью данного способа возможно осуществлять выправление крена аварийных зданий, при инъецировании точно рассчитанного количества воды в определенных точках, в том числе и под фундаменты.

Способ осуществляется следующим образом.

На участке строительства с поверхности земли по сетке погружают в массив инъектор на требуемую глубину и с помощью насоса нагнетают воду в массив со скоростью 0,5 3,0 м³/ч и под давлением 0,5 5,0 атм. Скорость подачи воды обусловлена скоростью водопоглощения данного грунта. Так, при скорости, меньшей 0,5 м³/ч, не будет происходить принудительного замачивания, так как это соответствует скорости поглощения воды лессом при отсутствии гидростатического давления, а при скорости, большей 3,0 м³/ч, вода будет выходить на поверхность, так как превысится ско-рость водопоглощения лессового грунта.

Давление инъецирования воды зависит от сопротивления проникновению воды в грунт и изменяется в зависимости от плотности грунта и скорости подачи воды, однако давление 0,5 атм это наименьшее давление, при котором происходит перемещение воды на дальние расстояния, а при давлении более 5 атм будет происходить выход воды на поверхность.

Возможны два варианта замачивания лессовых грунтов различного гранулометрического состава. Для супесчаных лессовых грунтов применим вышеописанный способ, когда замачивание происходит непосредственно вокруг инъектора, а для суглинистых и глинистых разновидностей лессовых грунтов необходимо в течение 1 2 мин производить нагнетание с максимальной скоростью (давление при этом растет до определенного предела) для создания серии трещин гидроразрыва вокруг скважины (после чего давление падает в 2 3 раза), затем скорость подачи воды уменьшают в 2-3 раза и производят дальнейшее нагнетание. Радиус промачивания от одного инъектора изменяется от 1 до 1,5 м для суглинистых разновидностей лесса и 1,5-2 м для супесчаных, высота замачивания 1,5-2 м. Объем воды, необходимый для замачивания определенного объема, рассчитывается по степени водонасыщения и величине пористости. Например, для замачивания 1 м³ грунта до степени водонасыщения 0,85 (при исходной степени водонасыщения 0,45 и пористости 0,45) необходимо 0,18 м³ воды (0,85-0,45 0,40 х 0,45 0,18).

П р и м е р 1. В массив лессового супесчаного просадочного грунта (степень водонасыщения 0,45, пористость 0,46) через инъектор, погруженный на глубину 3 м от поверхности земли, было произведено нагнетание воды со скоростью 0,5 м³/ч под давлением 0,5 атм до выхода воды на поверхность через трещины отдельности. При этом в скважину зашло 1,1 м³ воды. При вскрытии шурфа была обнаружена промоченная зона высотой 2 м и диаметром 2 м. Степень водонасыщения в промоченной зоне в среднем равнялась 0,85.

П р и м е р 2. В массив лессового суглинистого просадочного грунта (степень водонасыщения 0,40, пористость 0,43) через инъектор на глубину 2,5 м было произведено нагнетание воды вначале под давлением 5 атм и со скоростью 3 м³/ч, а после образования трещин гидроразрыва, которое выразилось в падении давления до 3 атм, ско-рость подачи воды была снижена до 1 м³/ч (давление при этом упало до 1 атм). При этом в скважину зашло 1,5 м³ воды и при вскрытии шурфа была обнаружена промоченная зона радиусом 1,5 м и средней степенью водонасыщения 0,8.