Stabilizace půdy ( stabilizace půdy ) je skupina technických metod rekultivace půdy , jejichž cílem je zajistit pevnou polohu objemu půdy v jejím přirozeném výskytu umělou přeměnou fyzikálními a chemickými metodami.
Stabilizace zeminy je široce používána při výstavbě průmyslových a občanských staveb, ve vodním stavitelství, podzemním a silničním stavitelství a hornictví. Používá se pro: zpevňování půdních základů budov a staveb; zpevnění svahů silničních zářezů a stěn jam; prevence svahových deformací; prevence deformací důlních děl a tunelů a kontrola přítoků vody v nich; vytvoření nepropustných závěsů na základně hydraulických konstrukcí ; ochrana betonových a kamenných konstrukcí (základů) před agresivním dopadem; zvýšení únosnosti pilot , kotevních zařízení, podpěr velkého průměru; odstranění vázané vody z půdy; zvýšení koeficientu zhutnění půdy; snížení nadzvedávání půdy.
V důsledku fixace zemin se zvyšuje jejich únosnost a stabilita, zvyšuje se pevnost, voděodolnost a nepropustnost , zvyšuje se odolnost proti erozi.
Fixace půdy se dosahuje nuceným vstřikováním různých pojiv do půdy a také vystavením půdní hmoty různým fyzikálním polím: elektrickému proudu, ohřevu a chlazení. Adstringenty zahrnují jakékoli práškové, tekuté a pastovité materiály, které se po smíchání s vodou nebo tvrdidlem nebo po interakci s koagulantem změní v těleso podobné kameni. K fixaci zemin se nejčastěji používají vodocementové suspenze (viz cementace zemin ) (hmotnostní poměr cementu k vodě 0,1-2,0) v čisté formě nebo s různými chudými přísadami (písek, popílek, mletá struska atd.); vodné suspenze jílu (hustota 1,1-1,5 g/cm3 ) ; bitumenová tavenina (viz bitumizace půdy ) (s teplotou 150 0 C); emulze bitumenu ve vodě (o koncentraci 50-65%); roztok tekutého skla (křemičitan sodný) o hustotě 1,05-1,32 g / cm 3 (viz silicifikace půd ); některé druhy syntetických pryskyřic (formaldehydové, epoxidové, polyuretanové, polyakrylové atd.). Název metody fixace půdy je dán typem injekčního roztoku nebo povahou fyzikálního pole uměle aplikovaného na hmotu půdy.
K fixaci členitých skalnatých, kavernózních, štěrkopískových zemin se používají: cementace, jílování a bitumizace; pro písčité a sprašové půdy - silicifikace a pryskyřice ; pro vodou nasycené jílovité půdy - metody elektrochemického působení; pro spraš - tepelné zpracování; pro tekutý písek - elektrofúze; pro slabé půdy - umělé zmrazení atd.
Cementace zeminy je skupina technických metod rekultivace zemin založených na zavádění hydraulických pojiv do zeminy . Jedna z metod technické rekultivace půdy .
Technologie zavádění činidel pro různé typy půd se výrazně liší. U členitých skalnatých nebo písčito-štěrkových půdních masivů se používá injekční cementace, která spočívá v injektáži (pod tlakem od 3 do 70 atm.) Systémem vrtaných vrtů cementovou maltou (poměr hmoty cementu a vody se může měnit od 0,1 do 2), v důsledku toho klesá propustnost půdy a zvyšuje se její pevnost. Pro dokončení práce se odebere snížení absorpce roztoku na hodnoty menší než 0,01 l / min při konečném tlaku.
Zvýšení pohyblivosti cementových a cemento-jílových malt se dosáhne přidáním siřičitanových výpalků (0,01-0,25 % vzhledem k cementu). Urychlení tuhnutí malt a zvýšení počáteční pevnosti cementového kamene se reguluje přídavkem CaCl 2 (1-5 % v poměru k cementu). Při injektování kavernózních půd se do roztoků zavádějí chudé přísady: písek, struska, popílek atd.
Používá se ke zpevňování základů konstrukcí, vytváření nepropustných závěsů, k vodotěsnosti hornin při ražbě důlních děl (doly, tunely), ke zvýšení pevnosti a vodotěsnosti kamenného a betonového zdiva.
U dispergovaných zemin spočívá cementování v přípravě (mísení) umělé směsi předdrcené zeminy, pojivového meliorantu ( cementové nebo vápenné pojivo) a vody a její distribuci po konstrukčním profilu, následuje zhutnění, válcování a ošetřování hotovou vrstvu, s přihlédnutím k účelu umělé půdy. Průmyslové odpady (polétavý popílek, popel a struska, struska , kaly , lignin atd.) a chemická činidla ( tekuté sklo , chloridy, sírany a hydroxidy kovů, kyseliny) se používají jako aktivní přísady, které regulují procesy vytvrzování a vlastnosti umělých hmot. půda. Obsah hlavního pojiva je v závislosti na typu zeminy: 2-12 % (pro vápno ) a 4-16 % (pro cement ). Používá se k odvodnění zemin na staveništích; posílení základů vozovek silnic a letišť; zabránění sufúzi v jádrech zemních přehrad; protierozní zpevnění mírných svahů a svahů; obložení nádrží a kanálů; při výstavbě zemních prací; protimrazová ochrana a vyztužení nosných vrstev; snížení smršťování a bobtnání a zvýšení únosnosti základových půd.
Silicizace zemin je chemická metoda umělého upevňování zemin pro stavební a jiné účely pomocí silikátových roztoků injektovaných (injektovaných) do zeminy . Jedna z metod technické rekultivace půdy .
Silicizování se používá ke zvýšení únosnosti písků, k zabránění sedání spraše a k nepropustnosti písku, písčité hlíny a spraše. Vstřikování pracovních roztoků se provádí buď kovovými trubkami zatlučenými do země, perforovanými malými otvory ( injektory ), nebo přímo do vrtů. Vzdálenost mezi injektory se bere v závislosti na fixačním poloměru (vzdálenost, přes kterou roztok sahá od bodu vstřiku) a pohybuje se od 0,5 do 1,2 m. v jamkách - omezeno na tampony různých konstrukcí. Hodnota jednoho vjezdu je obvykle 0,6-1,0 m. Výsledkem je pevné pole pevné zeminy požadovaného tvaru. Silicizace se používá ke zvýšení únosnosti zeminy pod základy stávajících staveb a staveb, k eliminaci filtrace u paty vodních staveb, při ražbě prací v měkkých půdách, k zamezení nerovnoměrného sedání staveb při výstavbě na sprašových půdách apod. .
Silicitace se provádí třemi způsoby: 1) křemičitění v jednom roztoku; 2) silicifikaci ve dvou roztocích; 3) silicifikace plynu. Fixace velkých písků se obvykle provádí dvouroztokovou silicifikační metodou : sekvenční injektáž roztoku tekutého skla (křemičitan sodný) a roztoku chloridu vápenatého do půdy.
Fixace jemných a prachovitých písků se provádí metodou jediného roztoku : vstřikováním roztoku tekutého skla s tvrdidlem (koagulantem) do půdy. Jako posledně jmenované byly obě kyseliny (HCl, H2SO4, H3P04 ) a soli ( Na2C03, NaHC03, NaH2P04 ) v čisté formě nebo ve směsi s kyselinami použity v různých časech; v současnosti se nejčastěji používají H 2 SiF 6 , NaAlO 2 atd.
Fixace velkých a středních písků může být provedena plynovým silicifikací : postupným vstřikováním roztoku kapalného skla a plynného CO 2 do půdy .
K fixaci spraše se vstřikuje roztok tekutého skla s tvrdidly nebo bez nich. V důsledku koagulace křemičitanu sodného s tvrdidly nebo interakcí se sprašovými složkami vzniká gel kyseliny křemičité, který stmeluje zeminu. Jednoroztokové silicifikace pomocí různých tvrdidel se také používá k dodatečnému zhutňování kamenitých puklinových zemin.
Bitumenace zemin je způsob fixace zemin založený na použití bitumenu. Jedna z metod technické rekultivace půdy .
Používá se k injektáži členitých kamenitých (horká bituminace) a písčitých (studená bitumenace) zemin .
Horká bitumenace se aplikuje na puklinové a kavernózní zeminy s libovolnými přítoky agresivních i neagresivních vod s šířkou otvoru trhlin > 0,2 mm (s měrnými přítoky vody od 0,5 do 100 l/min). Používá se k vytváření vodotěsných clon v podzemním stavitelství, k vedení důlních šachet, horizontálních důlních děl a dalších podzemních staveb. Provádí se sítí vrtaných vrtů, do kterýchje prostřednictvím injektorů vstřikován roztavený bitumen (ropa nebo břidlice). Bitumen, který se dostane do trhlin a dutin, vytlačí vodu, ztvrdne a stane se schopným odolávat tlaku spodní vody. Může to být předběžné - před těžbou a následné - po potopení, aby bylo obložení důlních děl vodotěsné.
Studená bitumenace pomocí bitumenových emulzí se používá k vytvoření propustných clon v písčitých půdách s koeficientem filtrace 50-100 m/den. Bitumenová emulze se skládá z bitumenových kapiček o velikosti 1-10 mikronů, dispergovaných ve vodě (koncentrace 50-65%). Stabilita systému je podpořena emulgátory ( tenzidy - až 3,5%). Způsob vstřikování je podobný. Když bitumenová emulze vstupuje do půdy, tlačí vodu zpět a částečně se s ní mísí. Později se vlivem koagulantů emulze rozpadne, bitumenové kapky se spojí do jediné hmoty a vyplní póry půdy kompaktní hmotou. U porušených zemin je použitelná metoda bitumizace za studena při specifické nasákavosti 0,1-1,0 l/min.
| geotechnika | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||
| Základní nátěr |
| ||||||
| Udržitelnost | |||||||
| zemětřesení |
| ||||||
| Geosyntetika | |||||||
| Software |
| ||||||