Техническая мелиорация грунтов

Техническая мелиорация грунтов

 Техническая мелиорация  грунтов — один из важных  разделов грунтоведения (и, следовательно,  инженерной геологии), задачей которого  является теоретическая и экспериментальная  разработка различных методов  улучшения или коренного изменения  свойств грунтов в соответствии с запросами и спецификой различных видов строительства (в том числе автомобильных дорог и аэродромов).

 Практическая значимость  технической мелиорации грунтов  значительно возросла в последние  годы, поскольку разрабатываемыми  ею методами решается сложная  проблема целенаправленного искусственного  изменения свойств горных пород  и почв в нужном для человека  направлении.

 В настоящее время  во многих зарубежных странах  находят практическое применение  десятки различных методов и  приемов, позволяющих успешно  улучшать природные свойства  грунтов, используя их при строительстве  различных инженерных сооружений.

 В связи со спецификой  строительства и эксплуатационными  требованиями различных видов  сооружений в настоящее время  сложилась дифференциация технической  мелиорации грунтов на отдельные  ее разделы. Каждый из выделяемых  разделов в свою очередь может  быть подразделен на отдельные  методы укрепления в зависимости  от применяемых вяжущих веществ  или других реагентов, либо  способов воздействия на грунт,  преобразующих его свойства.

 Для транспортного  строительства наибольший практический  интерес представляют методы  так называемого поверхностного  укрепления, которое, как правило,  связано с нарушением естественной  структуры и сложения грунта, с тщательным измельчением агрегатов  грунта и принудительным перемешиванием  с вяжущими материалами и другими  реагентами. Важная особенность  методов поверхностного укрепления  грунтов — обязательное максимальное  уплотнение готовых смесей при  соответствующей оптимальной влажности.  Такие методы обычно применяются  при сооружении автомобильных  дорог, аэродромов и железных  дорог.

Повышение прочности и водоустойчивости грунтов

 Под укреплением грунтов  следует понимать комплекс мероприятий  по повышению механической прочности  и водоустойчивости грунтов. В  связи с указанным укрепление  включает в себя ряд последовательных  технологических операций (размельчение, перемешивание, дозирование вяжущих,  увлажнение, уплотнение), обеспечивающих  в результате активного воздействия  на грунт добавок вяжущих и  других веществ высокую плотность,  прочность и длительную устойчивость  укрепленного грунта как в сухом, так и водонасыщенном состоянии.

 При этом всегда  имеется в виду, что процесс  формирования структурно-механических  свойств материала (укрепленного  грунта) и основном закончен. В  том же случае, когда рассматривают  лишь технологический цикл работ,  пользуются термином «обработка  грунтов».

 В дорожном  и аэродромном строительстве  разработаны и применяются на  практике разнообразные методы  укрепления грунтов, основанные  на использовании добавок портландцемента,  извести, битумов, дегтей, синтетических  высокомолекулярных соединений  пли других химических реагентов.  Широко используются также комплексные  методы укрепления, сочетающие в  себе воздействие на грунт  добавок вяжущих веществ и  других химических реагентов.

Классификация методов поверхностного укрепления грунтов

 Классификация методов  поверхностного укрепления грунтов  и область их применения подробно  рассмотрены в cnfylfhnf[ «Укрепление грунтов» и «Дорожные одежды из укрепленных грунтов».

В задачу технической мелиорации грунтов входит анализ теоретических  исследований и обобщение практического  опыта применения различных методов поверхностного укрепления грунтов в транспортном строительстве.

При строительстве магистральных  автомобильных дорог и крупных  аэродромов в отдельных, ограниченных по протяжению и площади местах, помимо методов поверхностного укрепления грунтов могут применяться также  и методы глубинного укрепления грунтов.

 Методы глубинного  укрепления, как правило, основаны  на инъектировании маловязких растворов, эмульсий или суспензий через буровые скважины под давлением в несколько атмосфер. В этих случаях используется принципиально иное оборудование, способы организации и производства работ резко отличаются от тех способов, которые применяются при поверхностном укреплении грунтов. Требования к прочности и другим свойствам укрепленных грунтов в массиве при глубинном укреплении также резко отличаются от требований, предъявляемых при поверхностном укреплении. В связи с незначительными объемами работ по укреплению грунтов методами инъектировании при строительстве дорог и аэродромов, эти методы в данной книге не рассматриваются.

 Методы укрепления  грунтов всегда базировались  на использовании геологических  знаний и представлений о грунтах  как естественноисторических образованиях. Вместе с тем, уже много лет  их разработка производится на  всестороннем использовании, синтезировании  и преломлении под определенным  углом знаний, накопленных в области  химии, физики, физико-химической  механики дисперсных структур  и механики дорожных одежд.

 Как будет показано  ниже, от такого сращивания и  взаимопроникновения ряда отраслей  науки были получены новые  решения, весьма ценные и перспективные  для практического использования  в дорожном и аэродромном строительстве.

Процессы структурообразования в  укрепленных грунтах

 При разработке любых  методов укрепления грунтов в  качестве основной и главной  задачи всегда является получение  нового строительного материала  с заданными структурно-механическими  свойствами.

 В связи с указанным, огромную роль приобретает целенаправленное регулирование процессов, определяющих формирование структуры материала. По этой причине решающее значение имеет правильное применение научных принципов, разрабатываемых в области физико-химической механики дисперсных структур по технологии новых строительных материалов и по изучению структуры этих материалов.

 В становлении и  развитии различных методов укрепления  грунтов. Применяемых в транспортном  строительстве, большую роль сыграли  научные представления, развиваемые  П. А. Ребиндером и его школой в области физико-химической механики дисперсных структур и материалов. Физико-химическая механика дисперсных структур и материалов, рассматривая механизм и закономерности процессов образования и деформации дисперсных структур различного типа, дает научную основу для решения многих задач, в том числе и в области укрепления грунтов.

 Эти принципы находят  наиболее эффективное отражение  при разработке и практическом  применении различных комплексных  методов укрепления грунтов цементом  и малыми добавками поверхностноактивных преимущественно гидрофобных веществ или других активных реагентов.