Введение к работе
Актуальность -работы. Предотвращение притока воды в строительные котлованы, уменьшение фильтрационных потерь воды из каналов и других водоёмов, охрана окружапдей среды от загрязнения сточными водами вызывает необходимость постоянного совершенствования технологии устройства противофильтрационных завес ( ПФЗ ).
; Анализ существупцих технологий устройства завес показывает, что устройство ПФЗ в траншеях под глинистым раствором (способ "стена в грунте") является одним из наиболее эффективных и прогрессивных технических решений по защите подземных сооружений от грунтовых вод, для уменьшения фильтрации воды из каналов я водоёмов, а также защиты окружапцей природы от загрязнения. .Устройство противофильтрационных. завес с применением этого метода позволяет существенно сократить сроки строительства, материально^ехнические и трудовые затраты.
Расширение области применения ПФЗ-идёт по пути, увеличения их глубины (20 метров и более), что требует дополнительных исследований, направленных на разработку рациональной технологии устройства глубоких ПФЗ и поиск эффективного, надёжного заполнителя траншей.
В качестве противофильтрационного материала для ПФЗ используются твердепдие и нетвердепцие заполнители траншей. Среди твердеющих наибольшее распространение получили материалы на основе цемента и бетонитовых глин, К числу недостатков таких материалов следует отнести большой удельный расход цемента (до 600 кг) и бетонита (до 200 кг) на I м9 заполнителя, что значительно повышает затраты на устройство ПФЗ.
В связи с вышесказанным становится актуальным вопрос, связанный с всемерной экономией строительных ресурсов, разработкой новых технологий устройства ПФЗ и улучшением свойств заполнителей траншей. Одним из путей экономии, является использование в качествепротивофильтрационного материала смесей состоящих из местных полишнеральннх глин и отходов промышленности. '.'' К противофильтрационным завесам не предъявляется жестких требований в отношении технических свойств- искусственного камня. Задача ПФЗ - снизить фильтрацию в основании сооружения. Поэтому мояно заменять дорогостоящие материалы (цемент, бентонит) местными отходами промышленных производств. Доменные
гранулированные шлаки являются уникальным средством для экономии вяяущих. Замена вяжущего отходами производства имеет прямой экономический СМЫСЛ.
Учитывая, что заполнитель завесы должен быть надёжным, дешевым, не подвергаться коррозии, не деформироваться и быть долговечным, вопрос выбора, приготовления и укладки твердекщего ; заполнителя приобретает особую значимость. Данные по технологическим и фильтрационным показателям твордевдего заполнителя'из отходов производства позволят определить область их рационального применения в ПФЗ, в том числе и глубоких.
По технологии сооружения противофильтрацдонныэ завесы, из твердеющего материала, разделяются на несколько основных типов, отличающихся способом секционирования. Недостаток всех методов сооружения ПФЗ является наличие большого числа вертикальных швов мезду соседними сваями, секциями (захватками), через которые идет фильтрация воды, что приводит к снижению эксплуатационных качеств и долговечности ПФЗ. Недостатком шва (стыка } является недостаточная плотность по причине наличия глинистой плёнки кезду старым и новым бетоном, а также из-за плохого качества бетона в местах сопряжения трубы и утечки ц&ііентного молока, в результате чего образуются каверны. Для улучшения качества стыка прибегают к дополнительным мерам по омоноличива-наю шва путем первбуривання всухую а даьекцированию твердевшими смесями.
Дедь нлссетд-аапонной работа является разработка эффективной технологии устройства цротнвофальтрационншс завес с приме-нением новых составов твердэиаос заполнителей траншей на основе отходов' производства, реализующих эту технологию для формирования однородного тела с высокими цротивофильтрационными свойствами.
В соответствия с поставленной целью решаются следующие задачи:
изучение процесса фильтрации воды через различные материалы, применяемые для устройства ШЗ ;
исследование технологии укладки твердеющего заполнителя ва основе отходов производства и глинистых паст ;
исследование влияния типа грунтов, химических добавок, видов отходов производств и их количественного соотношения на
.-5--.
технологические и фильтрационные показатели заполнятеля;
- исследование влияния фильтрационных показателей на тех
нологию устройства глубоких противофильтрационных завес.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработана эффективная технология укладки твердеющего заполнителя в траншею позволяющая формировать однородное тело завесы с высокими прочностными и противофильтрационными свойствами ;',;";/'
исследована и установлена зависимость прочности и проницаемости заполнителей из отходов производства от их плотности, количества и вида химического реагента, вводимого в заполнитель, процентного соотношения глина-шлак, дисперсности я химической актявности шлака и градиента напора, позволяющая определить рациональную область применения ПФЗ.
Практическое значение "работы заключается в том, что предложенные составы заполнителей и технология устройства ПФЗ с использованием твердеющих материалов позволяют расширять область применения завес, повисить их противофильтрационные свойства и решить вопрос проницаемости стыков, сократить трудоёмкость и себестоимость.производства работ, и с использованием вторичных ресурсов решить вопрос утилизации отходов производства.
Внедрение результатов работы. Результаты исследований по разработке технологии для формирования однородного тела завесы с высокими противофильтрационными свойствами и по подбору новых составов твердеющих заполнителей ПФЗ использованы при разработке проекта "Устройство противофильтращганной завесы способом "стена в грунте" на объекте повторного использования воды в г. Виннице."-,
Апробапия работц. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на республиканской конференции молодых учёных и специалистов "Научно-технический прогресс в строительстве" (г. Ыосква 1989г.); на региональной научно-технической конференций "Совершенствование методов расчёта, проектирования и мойтаяа строительных конструкций" (Свердловск 1989г.) ; на 53 (1991г.), 54 (1992г.), 55 (1993г.) научно-технических конференциях в Магнитогорском горно-металлургическом институте. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (115 наименований), 16 приложений. Содержит М5 страниц основного текста, W рисунков, 7 таблиц. К диссертации приложена справка о внедрении. На зашиту выносятся:
технология укладки твердеющего заполнителя в траншею под глинистый раствор;
установленная зависимость влияния соотношения компонен-' тов твердеющего заполнителя, вида химических реагентов,вводимых в материал, на прочность материала завесы;
методика проведения и результаты исследований проницаемости твердеющего заполнителя в зависимости от плотности, количества химических реагентов и градиента напора, действующего на завесу;
результаты экспериментальных исследований технологии приготовления твердеющего заполнителя на основе глинистых паст и отходов производства.