3.Аммонизация лессовых грунтов

Метод основан на нагнетании в скважину газообразного аммиака при небольшом давлении (0,2-0,3 атм)в грунт через инъекторы или пробуренные скважины.

Аммиак поглощается водными пленками лессового грунта и вступает в реакции обмена с обменным комплексом породы. Насыщенность обменного комплекса лессовых грунтов преимущественно кальций ионом определяет выделение высокодисперсного гидрата окиси кальция. Способ рассчитан на грунты с естественной влажностью не более 16-18.

ПК|Ca+6NH3+6H2O=ПК|NH4+3Ca(OH)2

Реакция протекает в водных пленках, обволакивающих частицы и агрегаты, и завершается быстро. Один кубометр лессового грунта поглощает 5-8 кг газообразного аммиака, вытесняя 10-17 кг дисперсного гидрата окиси кальция в зависимости от величины емкости обмена. Выделение Са(ОН)₂ происходит на поверхности частил и в местах их контактов. Происходит как бы каркасное известкование. При аммонизации из-за повышения щелочности в грунте увеличивается подвижность коллоидного кремнезема. В результате взаимодействия гидроокиси кальция и кремневой кислоты образуется известково-кремнеземнистое вяжущее. Это обусловливает стабилизацию грунта и предотвращает просадочность при его замачивании.

Эффект аммонизации зависит от емкости обмена лесса: он тем выше, чем больше его обменная способность.

Положительные результаты дает также последовательная обработка аммиаком затем углекислым газом. Радиус стабилизации составил 1,5-2м. Прочность повысилась до 0,4-0,6 МПа. Относительная просадочность породы снизилась с 0,09 до 0,03.

Инъекция химических растворов в водонасыщенные лессовидные суглинки и глины с содержанием физической глины 50-70% и К_ф=0,01-0,005 м/сут. чаще всего затруднительна. В связи с этим лабораторией геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова совместно с институтом НИИпромстрой (г. Уфа, Ф.Е. Волков) был разработан и опробован в промышленных условиях способ закрепления пылевато-глинистых грунтов с использованием растворов гидроксида натрия высокой концентрации. Способ применим для грунтов с числом пластичности не менее 0,03; пористостью не ниже 35%; содержанием гипса не более 6%.

Способ существует в двух модификациях: (а) в грунт вводят водный раствор NaOH 5-10 н концентрации; и (б) в начале грунт обрабатывают насыщенным раствором гидроксида кальция, а затем вводят 2,5-4 и раствор NaOH. Нагнетание растворов производится под давлением не более 0,5 МПа и расходе раствора 2-3 л/мин.

При взаимодействии растворов с компонентами грунта и, прежде всего, его глинистой составляющей, через 7-8 дней в результате щелочного гидролиза в поровом пространстве наблюдается осаждение аморфного алюмосиликатного геля цеолитового состава, который в дальнейшем способен перекристаллизовываться с образованием низкокремнеземнстых цеолитов. Результатом такого преобразования является улучшение прочностных и деформационных свойств фунтов: удельное сцепление увеличивается в 1,5-4,5 раза, угол внутреннего трения - в 1,8-5 раз, модуль деформации - в 6-19 раз, прочность на одноосное сжатие составляет 0,5-1,0 МПа.

Способ защелачивания может использоваться для повышения несущей способности водонасыщенных слабых пылевато-глинистых грунтов и для увеличения предельного сопротивления свай и опор большого диаметра

Билет №4