Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ существующих способов закрепления лессовых грунтов силикатизацией
1.1. Краткая характеристика основных способов силикатизации грунтов 9
1.2. Влияние некоторых факторов на закрепляемость лессовых грунтов 16
1.3. Закрепление лессовых грунтов нарушенной структуры 19
2. Характеристика лессовых грунтов волынской возвышенности
2.1. Инженерно-геологическая изученность 27
2.2. Минералогический состав, физико-механические и химические свойства грунтов 31
2.3. Описание грунтов опытных площадок 39
3. Исследование закрепления лессового грунта нарушенной структуры в лаборатории
3.1. Методика лабораторных исследований 43
3.2. Сравнительное закрепление лессовых грунтов нарушенной и ненарушенной структуры 55
3.3. Закрепление способом однорастворной силикатизации 57
3.4. Закрепление способом газовой силикатизации 62
3.5. Закрепление способом двухрастворнои силикатизации 68
3.6. Закрепление грунта способом перемешивания с жидким стеклом 71
3.7. Пропитка грунта раствором силиката натрия 75
3.8. Влияние гранулометрического состава исследуемых грунтов на их закрепляемость 78
3.9. Влияние проницаемости лессовых грунтов нарушенной структуры на процесс их химического закрепления . 84
3.10«Некоторые особенности закрепляемости грунтов нарушенной структуры 90
4. Исследование закрепления лессовых грунтов в полевых условиях
4.1. Методика цроведения полевых исследований.. 103
4.2. Однорастворная силикатизация 106
4.3. Газовая силикатизация 118
4.4. Двухрастворная силикатизация 121
4.5. Силикатизация с совместным нагнетанием крепителя и сжатого воздуха (аэросиликатизация) 123
4.6. Пропитка грунта раствором силиката натрия 128
4.7. Определение деформативных характеристик закрепленных грунтов с помощью штамповых испытаний 131
4.8. Определение механических характеристик грунтов закрепленных различными способами в полевых условиях 135 Выводы 137
5. Долговечность закрепленных лессовых грунтов нарушенной структуры
5.1. Химическая стойкость 139
5.2. Морозостойкость 146
6. Расчет прочности лессовидного грунта нарушенной структуры закрепленного силикатизацией 150
Внедрение результатов исследований 162
Заключение 163
Литература 165
Приложение 186
- Влияние некоторых факторов на закрепляемость лессовых грунтов
- Минералогический состав, физико-механические и химические свойства грунтов
- Сравнительное закрепление лессовых грунтов нарушенной и ненарушенной структуры
- Однорастворная силикатизация
Введение к работе
ХХУ1 съезд КПСС наметил широкую программу технического перевооружения различных сфер народного хозяйства. Основные направления предусматривают обеспечение разработки и реализации целевых комплексных программ по решению важнейших научно-технических проблем, существенное сокращение сроков создания и освоения новой техники [l2l]. Целевая комплексная научно-техническая программа в области строительства предусматривает развитие технологий и индустриальных методов строительства на осйове создания и широкого применения эффективных строительных материалов, изделий и конструкций, машин, оборудования и инструмента, обеспечивающих снижение трудоемкости и материалоемкости строительства. В рамках этой программы должно быть обеспечено выполнение заданий,связанных с разработкой новых эффективных конструкций фундаментов и подземных сооружений и способов их возведения, в том числе обеспечивающих возможность строительства в районах со сложными инженерно-геологическими условиями и на территориях ранее считавшихся непригодными для строительства. Капитальные вложения в первую очередь будут направляться на реконструкцию и техническое перевооружение предприятий и здесь особенно возрастает роль фундамен-тостроения так как от качества проектирования и устройства оснований и фундаментов зависит эксплуатационная надежность и долговечность возводимых зданий и сооружений.
Строительство на просадочных, заторфованных, слабых, засоленных, насыпных грунтах и в других особых условиях повседневно выдвигает перед проектировщиками необходимость квалифицированного решения обеспечения устойчивости и надежности зданий, сооружений при высоких технико-экономических показателях, а перед строителями - выполнения этих решений с высоким качеством и при мини- мальных затратах. В большой мере это относится к возведению конструкций на насыпных грунтах, на которых, как правило, располагаются фундаменты под оборудование, некоторые несущие конструкции, полы зданий, перегородки и т.п. Кроме того, при строительстве на просадочных грунтах качественно выполненные обратные засыпки являются одним из основных водозащитных мероприятий.
На территории СССР лессовые покровные породы имеют широкое распространение - они занимают примерно 16% территории. В связи с большим объемом строительства на таких грунтах их приходится использовать в качестве обратных засыпок, насыпей и т.п. Лессовые грунты с нарушенной структурой уплотняются достаточно хорошо, и при условии правильного их уплотнения может быть создано црочное и водоустойчивое основание или земляное сооружение. Однако, опыт эксплуатации большого количества сооружений показал, что насыпные грунты обратных засыпок во многих случаях имеют малую прочность и значительную сжимаемость не обеспечивающие нормальную эксплуатацию сооружений [l,23,47,80] .
Практика строительства показывает, что некачественное уплотнение насыпных грунтов нередко вызывает аварийные обстановки в сооружениях и может явиться причиной интенсивного замачивания основания атмосферными водами и утечками из водонесущих коммуникаций, что приводит к снижению црочности грунтов основания и к недопустимым осадкам. Это вызывается тем, что в труднодоступных и стесненных условиях строительства обычно не удается достичь требуемой плотности насыпного грунта, кроме того отсутствуют высокопроизводительные малогабаритные машины, эффективно уплотняющие грунты [126,154].
Таким образом, возникает необходимость разработки методов эффективного закрепления лессовидных грунтов нарушенной структуры. Эта задача является еще более актуальной в связи с реконструк- цией и технологическим перевооружением предприятий, а также необходимостью закрепления больших массивов насыпного грунта, образовавшихся в результате деятельности предприятий различной промышленности. Метод силикатизации может эффективно применяться для укрепления откосов насыпи, значительно снижая объем земляных работ.
Методы закрепления силикатизацией лессовых грунтов ненарушенной структуры разработаны достаточно хорошо. Однако, применение этих методов для закрепления лессовых грунтов нарушенной структуры изучены недостаточно.
Лессовые и лессовидные грунты нарушенной структуры имеют ряд особенностей: неравномерную сжимаемость, самоуплотнение от собственного веса, нарушенные структурные связи, измененный размер макропор и др. Прочность уплотненного лессовидного грунта ненарушенной структуры и уплотненного до этой же плотности такого же грунта нарушенной структуры отличается значительно, причем у лесса нарушенной структуры эта прочность ниже [41,105].
В настоящей работе исследованы вопросы закрепляемости лессовидных грунтов нарушенной структуры различными способами силикатизации: одно-, двухрастворной, газовой, аэросиликатизации, пропитки грунта раствором силиката натрия и перемешивания грунта с жидким стеклом. Эти способы широко распространены в практике строительства и отличаются простотой технологии и относительно невысокой стоимостью.
Целью настоящего исследования явилось изучение закрепляемости лессовидных грунтов нарушенной структуры различными способами силикатизации, анализ характеристик закрепленного грунта и оптимизация параметров закрепления при требуемой прочности основания.
I. Научная новизна работы заключается в следующем:
Установлены особенности закрепления лессовых грунтов нарушенной структуры и определены наиболее эффективные методы силикатизации.
Выявлено влияние плотности сухого грунта, его влажности, фракционного состава и плотности раствора силиката натрия на закрепляемость лессовых грунтов нарушенной структуры.
Изучены закономерности влияния водной среды на химическую стойкость закрепленных грунтов.
Получена экспериментально-теоретическая зависимость прочности закрепленного грунта от плотности его сложения, влажности, гранулометрического состава, плотности и расхода закрепляющего раствора.
П. Практическое значение
Полученные экспериментально-теоретические зависимости позволяют прогнозировать прочность закрепленного грунта и ее расцределение в плане и по глубине цри различных способах закрепления. Это позволяет избежать большого количества трудоемких и дорогостоящих испытаний при проектировании закрепления оснований.
В работе даны рекомендации по применению различных способов закрепления в зависимости от требуемой прочности и свойств грунта.
Составлены номограммы, позволяющие достаточно цросто определять прочность закрепленного грунта в зависимости от его характеристик и способа закрепления.
Ш. Реализация работы. На основе полученных результатов были закреплены силикатизацией основания строящегося цеха Любомирского известково-сйликатного завода Ровенской области и грунты под полами действующего цеха объединения "Азот" в г.Ровно. В результате получен экономический эффект в сумме 54,0 тыс.рублей (Приложения) .
ХУ. Апробация работы. Основные положения работы докладывались на 40-й и 41-й научно-технических конференциях Киевского инженерно-строительного института (1979-1980ГГ.), на республиканской научно-технической конференции "Актуальные проблемы водохозяйственного строительства" (г.Ровно, 1980 г.), на 21-й и 22-ой научно-технических конференциях Украинского института инженеров водного-хозяйства (г.Ровно, 1978, I98I гг.), в Днепропетровском институте инженеров ж.д.транспорта проф.Гольдштейну М.Н. (1983г.). V. Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печат ных работ. VI. На защиту выносятся:
Основные положения по применению различных способов закрепления оснований из насыпных лессовых грунтов при строительстве на них и реконструкции зданий и сооружений.
Полученная экспериментально-теоретическая формула для определения прочности закрепленного грунта в зависимости от его начальных плотности сложения, влажности, гранулометрического состава, плотности и расхода раствора крепителя, метода закрепления.
Рекомендации по применению силикатизации для закрепления насыпных лессовых грунтов.
Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 197 наименований и приложений. Объем диссертационной работы 120 страниц машинописного текста, 43 таблицы, 43 рисунка.
Работа выполнена в Ростовском инженерно-строительном институте под руководством заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора геолого-минералогических наук, профессора В.П.Ананьева в рамках научного направления "Фундаментостроение на лессовых про-садочных грунтах", а также в Украинском ордена Дружбы народов институте инженеров водного хозяйства.
Влияние некоторых факторов на закрепляемость лессовых грунтов
Одним из основных факторов, влияющих на закрепляемость насыпных грунтов и грунтов с ненарушенной структурой, является их минералогический состав [9,14,15,16,51,62]. По данным ряда исследователей [11,13,,10,111] не все минералы, входящие в состав лессовых пород, характеризуются одинаковой обменной способностью. Наибольшая емкость обмена у монтмориллонита - 80-120 мг.экв на 100 г минерала, значительно ниже у мусковита (10 мг.экв), биотита-(30 мг.экв), каолинита (24 мг.экв). Емкость обмена зависит и от удельной поверхности породы, которая обусловлена в основном количеством и минералогическим составом глинистой фракции [ш].
Водорастворимые соли в лессовых грунтах также оказывают существенное влияние на процесс силикатизации. Они являются наиболее подвижными компонентами лессовых пород и определяют степень минерализации перовых растворов, состав обменных катионов, а также характер засоления твердой фазы лессовых пород [l24]. От замещения щелочи силиката натрия ионом кальция зависит скорость гелеобразования в грунтах, В свою очередь, гели кремниевой кислоты взаимодействуют с кремнеземистой поверхностью грунтовых частиц.
Большое значение солям в закреплении лессовых пород придает В.В.Аскалонов [l8,19,20,21], В.Е, Соколович указывает, что такие соли, как карбонаты и гипс, способствуют упрочнению лессовых пород, но не играют главную роль в реакции силикатизации [167]. В процессе взаимодействия жидкого стекла с минеральной частью грунта карбонаты выполняют в основном роль инертного скелета грунта, а гипс способствует процессу закрепления [к]. Таким образом, взаимодействие солей с растворами силиката натрия приводит к образованию растворимых и нерастворимых соединений.
Однако, образование таких соединений возможно при определенных значениях рН .По данным [ ПО,lll j f Н суспензий глини стых минералов зависит от типа породой, и сос тава растворимых солей, содержащихся в грунте, В зависимости от значений рН среды образуются кислые или щелочные гели кремниевой кислоты, выполняющие роль связывающего компонента дисперсных структур. В щелочной среде переход золя в гель происходит при нейтрализации щелочи от 25 до 45 при значении р(4 10,5, в кислой среде - при рН =3,5-5,5 [l64,165] .
Эффективность закрепления лессовых грунтов определяется величиной емкости поглощения в щелочной среде. Прочное закрепление наблюдается в лессовых грунтах, имеющих емкость поглощения в I N растворе NaOH 20 мг.экв на 100 г грунта, удовлетворительное - в грунтах с емкостью поглощения 15 мг.экв, слабое - при величине емкости поглощения менее 15 мг.экв [l65] . Но, как показали исследования последних лет, емкость поглощения не всегда коррелируется с прочностными характеристиками закрепленных грунтов так как не всегда полностью исчерпываются обменные свойства потюл [90, 170]
Свойства закрепленных лессовых грунтов зависят от удельного расхода силиката натрия. С увеличением количества вводимого в грунт силиката натрия повышается жесткость структуры, но при расходах его более 120 кг/м модуль деформации увеличивается незначительно. Удельный расход более 140 кг/м не приводит к повышению прочностных характеристик грунтов. При удельном расходе силиката натрия более 35-40 кг/м закрепленные грунты являются неразмока-емыми, а при 20-30 кг/м они теряют просадочные свойства [571 .
Минералогический состав, физико-механические и химические свойства грунтов
Для определения свойств лессовых пород Волынской возвышенности нами отбирались пробы грунтов в различных её районах (см. рис.2.1).
В данной работе использовался также материал,накопленный в Украинском ордена Дружбы народов институте инженеров водного хозяйства, РОВЄНСКЙХ филиалах УкрГИИНТИза и Укрколхозпроекта. Минералогический и химический составы определялись совместно с лабораторией производственно-геологического объединения "Южукр-геология" / г.Днепропетровск/, а также институтом геологических наук АН УССР.
Минералогический состав лессовых пород изучался на 10 пробах отобранных в гг.Ровно, Дубно и Корец Ровенской области. Ддя оценки минералогического состава легкой и тяжелой фракции использовался поляризационный микроскоп. Глинистая фракция определялась с помощью электронного микроскопа УЭМВ-ЮОВ.
Главными породообразующими минералами легких фракций является кварц /78,7-99,0%/, полевые шпаты /от единичных зерен до 18,4% /, карбонаты / 5,0-25,0%/. Ведущими минералами тяжелой фракции являются пироксен ( до 45,5 ), ильменит ( до 28%), циркон (до 17,8 ) эпидот ( до 27,2 ). Граната содержится до 7,7 , турмалина - до 6,1 , лейкоксена - до 5,9 $, рутила - до 9,5$, амфибола - до 10,8 , Ставролит, монацит, дистен, андалузит, апатит, анатаз, сфен,силлиманит, биотит присутствуют в большинстве образцов в виде единичных зерен. К основным минералам глинистой фракции относятся монтмориллонит, гидрослюда, глауконит.
Исследуемые лессовые породы по минералогическому составу несколько отличаются от лессовых пород других областей. Это видно из сравнения полученных результатов с данными, приведенными в работах [її,13,45,101,102,104,ПО,III,122,171] . В легкой фракции резко преобладает кварц и содержится малое количество полевых шпатов. Ведущим минералом тяжелой фракции наровне с ильменитом является пироксен, что не наблюдается в других областях.
Гранулометрический анализ выполнялся нами согласно ГОСТа 12536-79 [7l ] ареометрическим методом на образцах, которые готовились дисперсвш способом. О гранулометрическом составе лессовых пород дает представление табл.2.1 ( в числителе - пределы содержания фракций, в знаменателе - средние, в скобках - число определений). Полученные данные указывают на значительную неоднородность гранулометрического состава исследуемых грунтов, представляющих собой в основном легкие и тяжелые супеси, легкие суглинки. Вид грунтов определялся согласно номенклатуры "Руководства по цроектированию оснований зданий и сооружений" [152].
Сопоставление гранулометрического состава лессовых пород разных районов СССР по данным [24,44,45,102,119,125,131,180,185] свидетельствует о том, что глинистых частиц в исследуемых нами грунтах, грунтах юга Украины и центральной части Русской равнины содержится до 17 , а в других регионах до 30 и более.
Как показали исследования (табл.2.2), физико-химические свойства лессовых пород характеризуются очень малым содержанием водорастворимых солей; Ьа (0,20-1,42), т( (0,07-0,54) и К+ + Na (0,21-1,46) мг.экв.
Емкость поглощения этих пород определялась по методике В.Е.Соколовича [l62] и колеблется от 9,0 до 33,6 мг.экв на ЮОг породы. Характерно для лессов и легких лессовидных суглинков значение емкости поглощения 14,0-28,0, для лессовидных супесей, легких и тяжелых суглинков 25-33,6 мг.экв на 100 г породы (см. табл.2.2).
В поглощающем комплексе исследуемых грунтов преобладает катион кальция, который энергично мигрирует в водных растворах и обладает значительной способностью к обмену.
Лессовые грунты других регионов СССР характеризуются такими же значениями емкости поглощения. Исключением являются лессовые породы юга Украины и Северного Кавказа [45,50,102,119,171,185] .
Значения рН колеблются от 6,0 до 8,5. Реакция среды от кислой до щелочной, чаще щелочная 7,4-7,8 (см. табл.2.2). Столь низкие значения рН среды ( от 6,4 до 7,6) наблюдаются также в лессовых породах центральной части Русской равнины [45,50,101, 102,171,185].
Химический состав определялся методом силикатного анализа Б общей массе породы (табл.2.3). Сравнение полученных данных с результатами подобных опытов, выполненных авторами [45,50,102, 171,177,185], показывает, что по химическому составу грунты исследуемой территории наиболее близки к грунтам Русской равнины и Юга Украины.
Физико-химические свойства исследуемых лессовых пород приводятся в табл.2.4. При характеристике каждого показателя в числителе указываются его предельные значения, а в знаменателе -средние, вычисленные по методу среднего арифметического, с указанием в скобках использованного числа определений.
Плотность частиц грунта изменяется от 2,65 до 2,68 г/см , плотность грунта - от 1,37 до 2,09 г/см и плотность сухого грунта - от 1,15 до 1,72 г/см . Пористость изменяется от 35 до 58 , влажность - от 0,10 до 0,30. Характеристики пластичности исследуемых грунтов позволяют сделать вывод об увеличении с глубиной верхнего / с 0,19 до 0,34 / и нижнего / с 0,12 до 0,25 / пределов, пластичности, а также числа пластичности / с 4,0 до 12,0 /.
Данные компрессионных испытаний лессовидных супесей и суглин-кОЕ в интервале нагрузки 0,05-0,3 МПа показывают, что коэффициент сжимаемости изменяется от 0,1 до 0,46 МПа" 1- Значение коэффициента фильтрации колеблется довольно в широких пределах 0,05-0,65 м/сут. Величина сцепления достигает 0,008-0,035 МПа, угол внутреннего трения изменяется от 14 до 27.
Сравнительное закрепление лессовых грунтов нарушенной и ненарушенной структуры
Для выявления особенностей закрепления насыпных лессовых грунтов было выполнено сравнительное закрепление грунтов ненарушенной и нарушенной структуры. Плотность сложения и влажность грунтов нарушенной структуры была принята такой же, что и природные (табл.3.3).
Опыты проводились на грунтах площадки П, которые представлены супесью легкой. Для закрепления применялся раствор силиката натрия 1,18 г/см . Силикатирование грунтов как цриродного сложения, так и нарушенной структуры проводилось в приборе,приведенном на рис.3.1. Расход раствора силиката натрия был принят одинаковым для всех образцов.
После закрепления грунтов влажность увеличилась до 0,18-0,22, а плотность сложения - в 1,06-1,2 раза. Как влажность, так и плотность для двух разновидностей грунтов ( с нарушенной и ненарушенной структурой) существенного отличия не имеют.
Результаты по определению временного сопротивления одноосному сжатию закрепленных грунтов (см. табл. 3.3) показали, что прочность грунта с нарушенной структурой в среднем в 2,6 раза ниже, чем с ненарушенной. Это подтверждает наше предположение, что закрепленный грунт при одной Й той же плотности сложения, с тем же вещественным составом, но с нарушенными связями имеет прочность существенно ниже, чем с ненарушенной структурой.
Были также сделаны химические анализы водной вытяжки двух видов закрепленных образцов через 46 суток после закрепления
При сопоставлении данных, полученных в результате определения химического состава водных вытяжек образцов силикатированных грунтов ( см. табл.3.4), оказалось, что значение р Н для грунтов нарушенной и ненарушенной структуры увеличилось (для насыпных до 10,85, природных - до 10,75). После закрепления наблюдалось появление в перовом растворе аниона С 0 3 , которого не было в естественных грунтах. Кроме того, отмечалось повышенное содержание НСО} , К + а,С1 . Очевидно, что химический состав перовых растворов силикатированных грунтов по сравнению с естественным претерпел существенные изменения. Большой разницы в химическом составе водных вытяжек силикатированного грунта нарушенной и ненарушенной структуры не наблюдается. Количество анионов и катионов незначительно снижено в закрепленных грунтах с нарушенной структурой. Это обстоятельство говорит о том, что новый поровый раствор, химический состав которого определяется солями грунта, реагирующими с раствором силиката натрия, в нарушенной структуре становится менее минерализованным, чем в грунтах природного сложения. Вероятно, некоторое снижение минерализации в перовых растворах можно объяснить нарушением в насыпных грунтах водного и газового баланса что цриводит к худшему растворению солей. Данное обстоятельство не является основной цричиной снижения прочности хотя в какой-то незначительной мере будет влиять на снижение последней.
Таким образом, выдвинутое ранее предположение о различии в прочностях природных и насыпных грунтов подтвердилось. В данном случае отношение этих прочностей составляет 2.6. Причиной этого, по-видимому, и будет являться различие в количестве непосредственных контактов между агрегатами этих видов грунтов.
Анализ результатов испытаний грунтов нарушенной структуры, закрепленных способом однорастворной силикатизации в лабораторных условиях (рис.3.2), показывает, что прочность образцов определяется влажностью грунта, плотностью его сложения и плотностью раствора силиката натрия.
Как видно из рис. 3.2а, при закреплении грунтов раствором силиката натрия плотностью 1,10 г/см их прочность в исследуемых пределах влажности зависит от плотности сложения пород. Максимальная прочность грунта достигается при плотности его сложения 1,6 г/см . Наиболее существенно прочность закрепленного грунта возрастает с увеличением его плотности до 1,5 г/см . С дальнейшим повышением плотности сложения сухого грунта интенсивность роста его прочности в закрепленном состоянии резко снижается,Это можно объяснить тем, что с увеличением плотности сложения грунта значительно ухудшаются его фильтрационные свойства.
Аналогичная картина наблюдается при плотности раствора силиката натрия 1,13 г/см (рис.3.2 б). Наибольшая прочность грунта достигается при его оптимальной плотности сложения и минимальной влажности. Как и в предыдущем случае, с увеличением плотности сухого грунта интенсивность нарастания прочности существенно снижается. При плотности, превышающей 1,6 г/см , прочность закрепленного грунта практически не увеличивается,
При плотности раствора силиката натрия 1,15 г/см в диапазоне принятых в опыте значений влажности и плотности грунта все образцы закрепляются ( рис. 3.2,в).
Как видим, увеличение плотности раствора силиката натрия от 1,13 до 1,15 г/см ведет к значительному росту прочности закрепляемых грунтов. Характер зависимостей Rc = J (fd ) ИР 1 этих качениях плотности раствора силиката натрия примерно одинаков (см. рис. 3,2).
Однорастворная силикатизация
Однорастворная силикатизация осуществлялась по вышеописанной методике. При этом способе силикатизации насыпного лессового грунта нарушенной структуры закрепленные массивы, в отличие от силикатированных массивов грунта природного сложения, имеют самую разнообразную форму независимо от того, был ли использован инъектор с отверстиями кругового или направленного действия (рис. 4.4, 4.5). Такое различие в формах объясняется тем, что раствор проникает в поры насыпного грунта частично через трещины, которые образуются в массиве в первые же секунды нагнетания жидкого стекла за счет давления, возникающего в процессе инъецирования.
О разрывах (образовании трещин) насыпного грунта при подаче крепителя свидетельствует тот факт, что напор в начальный период нагнетания резко поднимается, затем тотчас же несколько снижается и стабилизируется. Чем плотнее грунт, тем выше напор в начальный момент инъецирования.
Все закрепленные способом однорастворной силикатизации массивы насыпного лессового грунта имели трещины, через которые проникал в грунт крепитель, В зависимости от плотности сложения грунта изменялся и характер трещин. В закрепленных массивах с начальной плотностью сложения грунта 1,37 г/см образовывались трещины с шириной раскрытия до 0,3 см, которые по мере удаления от инъектора уменьшались и сходили на нет. Грунт вокруг трещины в радиусе до 4 см взрыхлялся в виде гальки размером от 0,5 до 6,0 см (см. рис. 4.6). Прочность этого слоя была гораздо ниже, чем всего закрепленного массива. Такие зоны взрыхленного грунта чаще возникали у нижней части инъектора.
При нагнетании раствора силиката натрия в грунт с плотностью сложения 1,50 г/см и более толщина трещины была едва заметной. Определенной зависимости между плотностью жидкого стекла и характером трещин не замечено.
В полевых опытах был принят следующий постоянный расход раствора силиката натрия в единицу времени: 2,0; 5,0; 7,0 л/мин. В процессе закачивания раствора за счет изменения сопротивления грунта этот расход несколько изменялся. Поэтому принятый расход необходимо считать условно постоянным ( CU ).
В табл. 4.1 приведены объемы закрепленных массивов, их расчетные радиусы, удельный расход силиката натрия на I м грунта и прочность на одноосное сжатие на различных расстояниях от инъектора. Максимальный объем закрепления насыпного лессового грунта был получен при постоянном расходе раствора силиката натрия 7,0 л/мин, что, по-видимому, обусловило минимальный его удельный расход ( см. табл.4.1),рис.4.7, 4.8. С уменьшением расхода раствора до 2,0 л/мин. объем закрепления сокращался почти вдвое.
На объем закрепления влияет также плотность сложения грунта. Во всех случаях, максимальный закрепленный объем был получен на площадках с плотностью сложения грунта 1,37 г/см . С повышением плотности до 1,50 г/см объем закрепления снижается и самый низкий при плотности сложения грунта 1,6 г/см ( см. рис. 4.7).
Как видно из результатов исследований (табл.4.1 и рис. 4.I0-I), максимальная прочность на одноосное сжатие достигнута при плотности сложения грунта 1,5 г/см , несколько ниже - цри 1,37 г/см3 и самая низкая - цри 1,6 г/см . Во втором случае снижение прочности можно объяснить большим объемом пор в грунте, а в третьем - резким снижением проницаемости грунта раствором жидкого стекла, в результате чего не все активные частицы грунта обволакиваются крепителем.
