Принудительное уплотнение слабых глинистых грунтов

Один из известных способов уплотнения слабых водонасыщенных глинистых грунтов и илов включает сооружение в грунте вертикальных цилиндрических песчаных дрен с заданным шагом, устройство по поверхности грунта отсыпки горизонтального дренажного слоя, и создание грунтовой пригрузки по поверхности горизонтального дренажного слоя. Иногда вместо грунтовой пригрузки устраивается вакуумная пригрузка. Для этого поверх дренажного слоя укладывают пленку из гибких материалов, герметизируют концы пленки по контуру, и с помощью вакуумного насоса откачивают из-под пленки воздух. Однако, если вакуумной пригрузки оказывается недостаточно, то ее увеличивают дополнительной грунтовой пригрузкой.

Указанные способы имеют следующие недостатки:

• требуется длительное время для осуществления консолидации слабых грунтов;
• при большой мощности уплотняемого слоя слабых грунтов требуются наличие естественных песчаных прослоек и искусственная откачка воды из этих прослоек в течение всего времени консолидации; поэтому в общем случае мощность уплотняемого слоя грунтов имеет определенные ограничения.

Контролируемый принудительный разрыв грунта позволяет создавать искусственные плоские прослойки из несвязного грунта на заданной глубине.

Таким образом, уплотняемый массив слабого грунта разбивается по высоте на ряд массивов, разделенных искусственными проницаемыми прослойками. Из этих искусственных прослоек производится откачка воды через вакуумные скважины, что приводит к ускоренной консолидации грунтового массива. При этом общая мощность уплотняемого массива слабых грунтов принципиально не ограничена.

Следует отметить, что вертикальные цилиндрические песчаные дрены могут быть выполнены с помощью замещающей струйно-вихревой геотехнологии, описанной выше.

Струйная геотехнология позволяет также, вместо сплошной искусственной горизонтальной прослойки из несвязных грунтов, выполнять узкие ради-альнъге дренажные прорези, заполненные песком, связывающие между собой песчаные дрены. Поскольку притоки в эти дрены будут очень малы, такие радиальные дренажные прорези вполне заменят сплошную дренажную искусственную прослойку

Наконец, с помощью струйной геотехнологии может быть выполнена система пересекающихся узких дренажных прорезей, выполненных по заданной сетке и пересекающих весь уплотняемый грунтовый массив, на всю его глубину, подобно той системе прорезей, которая применительна к принудительному размораживанию грунтов (см. рис. 8.13). В этом случае отпадает необходимость в сооружении цилиндрических вертикальных песчаных дрен и устройстве искусственных горизонтальных песчаных прослоек.

При организации искусственного водопонижения из отдельных узлов указанной системы дренажных прорезей с помощью глубинных эжекторных установок и устройстве на поверхности вакуумной пригрузки (рис. 8.14) мощность уплотняемого массива грунта не будет иметь принципиальных ограничений, причем отпадает необходимость в дополнительной грунтовой пригрузке.

Рис. 8.14. Принудительное уплотнение слабых глинистых и илистых грунтов
1 - технологическая скважина сети пересекающихся дренажных прорезей, заполненных песком; 2- коллектор вакуумной водопонизительной установки; 3- фильтр вакуумной водопонизительной установки; 4- пленочный экран на песчаной подушке; 5- глиняный замок; 6- фильтр установки эжекторного глубинного водопонижения; 7- напорная вода; 8- коллектор удаляемой воды

Таким образом, использование струйной геотехнологии для уплотнения слабых глинистых и илистых водонасыщенных грунтов позволяет интенсифицировать их консолидацию, отказаться от дополнительной грунтовой при-грузки и практически выполнять их консолидацию на любую требуемую глубину, без принципиальных ограничений.