768

Рис. 54. Раскатчики скважин конструкции НИЛ «Геология, основания и фундаменты» СГУПСа: а – раскатчик РС-250 диаметром 250 мм; б – то же с обратным конусом; в – то же с винтовой навивкой

131

шающим структурную прочность грунта, цементно-песчано- глинистого раствора. В результате происходит нарушение сплошности грунта в виде щелевидных разрывов, заполняемых инъецируемым раствором. Грунт между зонами разрывов при этом уплотняется, его прочностные свойства улучшаются. Кроме того, несущая способность закрепленной части основания и его жесткость увеличиваются за счет эффекта армирования грунтового массива линзами твердеющего раствора, прочность которого во времени повышается. Уплотнение грунтов напорными инъекциями обладает попутным эффектом значительного снижения коэффициента фильтрации, что может быть использовано для создания противофильтрационных завес.

При выполнении работ этим способом применяется типовое компактное оборудование (рис. 55).

Нагнетание раствора выполняется с помощью растворонасосов СО-48, СО-49 или шпаклевочного агрегата СО-150. Раствор специально подобранного состава приготавливается в растворосмесителе СБ-133. Масса используемых механизмов не превышает 150 кг, мощность – 4 кВт.

Метод напорных инъекций хорошо себя зарекомендовал и в последние годы интенсивно развивается, разрабатывается новое оборудование, внедряются новые технологическиесхемы[143–145].

Химические методы упрочнения грунтов основаны на введе-

нии в грунт химических реагентов [146]. Характер изменения свойств грунтов при этом сводится в первую очередь к значительному увеличению прочности и морозостойкости, уменьшению водопроницаемости грунтов в результате изменения состава и характера структурных связей. Химические методы весьма разнообразны. Наиболее распространенным из них является метод силикатизации, используемый в различных модификациях.

В силу ряда объективных факторов методы химического упрочнения грунтов не получили широкого распространения при лечении болезней земляного полотна. Тем не менее они могут с успехом использоваться для закрепления откосов выемок, сложенных лёссовыми грунтами, для устройства противофильтрационных завес и водонепроницаемых экранов, для упрочнения грунтов земляного полотна, а в ряде случаев – для проведения эффективных противопучинных мероприятий.

133

Нагнетание закрепляющих реагентов в грунты осуществляется насосами БВ-0,16-40-У5 или сжатым воздухом из специальной емкости (пневмобака) через заглубляемые в грунт перфорированные инъекторы или инъекционные скважины. Распределительная гребенка специальной конструкции, снабженная расходомерами и манометрами, позволяет выполнять нагнетание одновременно в 3–6 инъекторах.

Как уже указывалось ранее, на основе перечисленного выше оборудования сформирован комплекс мобильных машин и механизмов, позволяющий выполнять самый широкий спектр работ, связанных со стабилизацией деформаций земляного полотна.

Всостав комплекса входит дизель-генератор мощностью 10– 15 кВт, являющийся автономным источником питания. Для пода-

чи сжатого воздуха используются мобильные передвижные компрессоры производительностью от 5,5 до 10 м3/мин (например,

ЗИФ-ПВ-5М, ПР-10, ПВ-10, ПКС-5,5 и др.).

Всостав вспомогательного оборудования включены электромолотки и электроперфораторы, вибраторы, домкраты, насосы для подачи воды к растворному узлу, понижающий трансформатор и сварочный агрегат. Перечень оборудования, входящего в комплекс, приведен в табл. 7.

Окончание табл. 7

Имея набор оборудования, позволяющий выполнять работы с помощью различных технологий, можно с успехом их комбинировать в зависимости от грунтовых условий и поставленных задач [147]. В частности, представляется перспективным одновременное армирование нестабильного земляного полотна и устройство дренажных скважин для его осушения, использование одновременно нескольких методов для выполнения комплекса противооползневых, водоотводных и других мероприятий.

Для более четкой фиксации границ зон уплотнения основания и повышения качества работ при использовании метода высоконапорной инъекции может производиться предварительное оконтуривание таких зон сплошной стенкой из уплотняющих скважин, образуемых пневмопробойниками или раскатчиками скважин. В такой оконтуренной зоне обеспечивается более эффективное использование основной технологии и более равномерное уплотнение грунта по всему объему зоны.

Область применимости отдельных машин и механизмов и технологий на их основе приведена в табл. 8.

Упрочнение слабых грунтов в основании и теле насыпи инъекционными методами, передача нагрузки от деформируемой насыпи на прочное основание через набивные песчаные, щебеночные или бетонные и грунтобетонные сваи, армирование земляного полотна стержнями и микросваями, осушение обводненных зон с помощью дрен различной конструкции и назначения, погружаемых забивкой или устроенных в пробитых и раскатанных скважинах, создание надежных противофильтрационных завес и другие подобные мероприятия позволят не просто продлить ресурс земляного полотна и повысить его долговечность, а перевести его в совершенно новое качество.

137

являются неотъемлемой составной частью проекта производства работ, который должен разрабатываться для каждого деформированного участка земляного полотна в индивидуальном порядке.

Несмотря на известность и доступность рассматриваемых ниже технологий, широкому использованию препятствовало отсутствие их систематизации принципиальных схем усиления земляного полотна автомобильных дорог. При разработке этих схем

вкачестве основополагающих приняты следующие принципы.

1.Схемы должны охватывать наиболее распространенные на автомобильных дорогах деформации земляного полотна.

2.Предлагаемые технологии и методы производства работ должны быть технологичны и легкореализуемы.

3.Технологии должны позволять выполнять работы в стесненных условиях постоянного движения транспорта и труднодоступных местах: на откосах насыпей и выемок, на конусах мостов и их сопряжении с насыпями, в водопропускных трубах большого сечения и т.д.

4.Работы по стабилизации деформаций должны производиться без остановки движения по ремонтируемой дороге и при минимальном его ограничении.

5.При стабилизации деформаций должны использоваться легкодоступные, широко распространенные, недорогие и экологически чистые материалы: песок, щебень, глина, цемент, геосинтетики, металл.

Следует особо отметить, что при разработке принципиальных схем в качестве отправных точек принимались легкореализуемость и технологичность. Вопросы выбора конкретного варианта стабилизации для каждого вида деформаций, целесообразность, достаточность, долговечность, эффективность и экономический эффект на данном этапе не рассматривались.

Главная цель составления принципиальных и, по возможности, всеобъемлющих схем – путем их сопоставления и анализа выбрать наиболее эффективные и технологичные для составления детальных технологических карт, которые должны служить основой для разработки проекта в каждом конкретном случае и входить в его состав в качестве неотъемлемой части. Разработанные принципиальные схемы усиления земляного полотна автомобильных дорог приведены в табл. 9.

139

140