Қурилиш майдонида грунтларни мустахкамлаш усулларини таҳлили

Қурилиш майдонида грунтларни мустахкамлаш
усулларини таҳлили

Гео-мин.ф.н. А.Х.Содиқов (ТАҚИ)

Гидротехника иншоотлар пойдеворлар қурилишида ва ер ости қурилиши тажрибаларида грунтларни кимёвий мустаҳкамлаш ишлари олиб борилганлиги тўғрисида мисоллар кўп бўлиб ва улар ҳар бир муайан холатларда ўз ўрнида бошқача усул қўллаб бўлмаслигини амалиётда тасдиқланган. Кимёвий мустаҳкамлаш усули муваффақиятли қўлланилган ва қўлланилиб келинмоқда.

Махсус қурилиш бошқармаси томонидан қурилган бино ва иншоотларни пойдеворларини кучайтириш , лёсс, қумли гил тўкма грунтларни мустаҳкамлаш , фильтрацияга қарши парда деворлвр ҳосил қилиш грунтларга инъекция усулида тампонаж эритмалар юбориш усули билан кимёвий мустаҳкамлаш ишлари бажарилиб келинмоқда.
Қуйида турли қурилишга оид соҳаларда грунтларни мустахкамлаш усуллари келтирилган.
Энг кўп тарқалган грунтларни кимёвий мустахкамлаш усуллардан силикатлаш, электросиликатлаш ва газли силикатлаш ҳисобланади. Булардан энг кўп самара берадигани грунтларни кимёвий мустахкамлаш усуллари ичида силикатлаш ҳисобланади. Бу усул қисқа муддатда ишончли ва кам меҳнат ҳаржлари сарфлаб, заминларни чўқишини тўхташига имкон беради.
Силикатлашда асосий хом-ашё бўлиб суюқ шиша, яъни (Na₂OnSiO₂+mH₂O) натрий силикатни коллоидли эритмаси ҳисобланади. Суюқ шиша эритмаси қуйидаги параметрлари билан характерланади.

• 
  Зичлиги 1,33- 1,35 г/см³; қовушқоқлиги 20°С да 40-50 МПас; сув билан ҳар қандай миқдорда тез аралашиши. Сув билан аралаштирилганда суюқ шишани қовушқоқлиги камаяди, лекин сизиб кирувчанлик кўпаяди.
  

Грунтларнинг физикавий-механик ҳолатларига қараб бир эритмали ва икки эритмали силикатлаш усуллари қўлланилади.
Бир эритмали силикатлаш усули фильтирлаш коэффициенти 0,5-5 м/суткага тенг бўлган қумлоқ грунтларни мустаҳкамлашда қўлланилади.
Бу усул шундан иборатки, инъекторлар орқали грунт қаърига кам қовушқоқ секин гел ҳосил қилувчи хусусиятга эга суюқлик (2 – 4 МПас) силиказоль эритмаси юборилади. Грунтларни ғовакларини тўлдирувчи сувлар сиқиб чиқарилиб зол билан аралашади ва маълум вақт ўтиши билан гелга айланади. Гель грунтни ғовакчаларини тўлдиради (тиқилади) ва буни натижасида грунтлар сув ўтказмаслик хусусиятига эга бўлади, мустахкамлиги 0,2 - 1МПа га етиши ва ошиши ҳам мумкин.
Бир эритмали силикатлаш усули грунтга гель ҳосил қилувчи икки ёки уч компонентали эритма юборишга асосланган.
Асосан аччиқ – фосфорли – силикат, аччиқ – алюмисеро – силикати, аччиқ – фторлисеро – силикат ва бошқа эритмаларни қўллаш кенг тарқалган.
Энг юқори ўринда водородли – кремний фторли – силикат эритмаси туради.
Эритмани мустахкамлаш компоненталарига натрий силикати ва юқори концентрацияли водородли кремний – фтор ишқори киради. Бу рецептурани қўллаш грунтни мутахкамлиги 2 -4 МПа оширади.
Грунтларни силикатлаш йўли билан мустаҳкамлашда физик – кимёвий жараёнларни моҳиятига асосланади, силикат эритмаси яхшигина грунтни сизиб кирувчанлиги ва натрий силикат ишқори эритмаси билан лёссни ўзаро таъсири натижасида бир ондаги алмашиш реакцияси рўй беради. Икки эритмали силикатлаш усули. Қумли грунтларни фильтирлаш коеффициенти 5-80 м/сут бўлган мустахкамлашда қўлланилади. Грунтга кетма-кет икки эритмани юборишга асосланган: зичлиги 1,35 – 1,44 г/см³ натрий силикати (махкамловчи) ва зичлиги 1,26-1,28 г/см³ли кальций хлорли (қотирувчи) сифатида юборилади.
Бу эритмаларни ўзаро кимёвий реакцияси туфайли қисқа вақтда кремний кислота гели ҳосил бўлиб, грунтга юқори мустахкамлик (2-6 МПа) беради ҳамда сув ўтказмаслик қобилиятини кескин оширади.
Электросиликатлаш усулида грунтга бир вақтни ўзида босим остида суюқ шиша юборилиши билан бирга электр токи таъсир эттирилади.
Электросиликатлаш намлиги юқори бўлган грунтларни супесь, майда қумли грунтларни филтрлаш коэффициенти 0,005 – 0,2м/сут бўлган ҳолларда қўллашга мўлжалланган.
Бу усулда грунтга 2-метод таъсирини мужассамлаштиришга асосланган – силикатлаш ва электр токи билан ишлов бериш методлари.
Грунтларни электрсиликатлаш учун грунтга инъектор электродлари қоқилади.
Четки инъекторлар катод, марказий инъектор – нейтрал, қолган иккитаси анод вазифаларини бажаради. Эритма четки инъекторлардан ташқари ҳамма инъекторларга юборилади, унда эритмаси грунтга сизиб кирувчанлиги 4-25 мартагача ортади. Бунда грунтни мустаҳкамлиги 0,5-1,5 МПа гача ошади.
Бўш грунтларни мустаҳкамлашда электрсиликатлаш усулини кенг қўллаш мумкин.
Газли силикатлаш – натрий силикатни карбонат ангидрид гази қотирувчи сифатида қўллашга асосланган.
Газли силикатлаш усулини икки хил варианти мавжуд – ишлов бермасдан ва грунтга олдиндан карбонат ангидрид гази билан ишлов бериш.
Биринчи вариантда грунтни мустаҳкамлаш схемаси қуйидагича: грунт + натрий силикат эритмаси + СО₂;
Иккинчи вариантда эса: СО₂ + грунт + натрий силикат эритмаси + СО_2.
Иккинчи вариантни эффекти юқори бўлиб грунт мустаҳкамлигини 2 МПа гача сув ўтказмаслик қобилиятини 150-500 мартагача яхшилайди.
Газли силикатлаш усули билан турли даражали намликка эга бўлган фильтрлаш коэффициенти 0,1-0,2 м/сут қумсимон грунтларни ва лёссларни мустаҳкамлаш имконини беради. Газли силикатлаш қуйидаги технология асосида бажарилади.
Махсус бурғу қудуқлари ёки қоқилган инъекторлар орқали грунтга натрий силикат эритмаси юборилади, ундан кейин кетма-кет катта бўлмаган босим остида (0,05-0,2 МПа) карбонат ангидрид гази 2-3 кг/м³ ҳажмда юборилади. Карбонат ангидрид гази ёрдамида қотмаган силикат эритмасини қотиши тезлаштирилади, бунинг натижасида силикат эритмасини сарфи оддий ҳолдаги сарфдан камаяди ва мустаҳкамланган грунт ҳажми 2 баробар ошади.
Грунт қаърига (ичига, ғовакларига) суюқ шиша ва хлорли кальций қоришмасини кетма-кет юбориб кимёвий реакция таъсирида грунтларни мустаҳкамлаш силикатлаш усули дейилади. Майда донали кумли грунтларни мустаҳкамлигини 3-4 Мпа гача, ўртача донали 2 МПа ва катта доначали – 1МПа гача етказиш мумкин. Грунт мустаҳкамлиги интенсив равишда давом этади. кейин қолганини эса 15-20 сутка давомида эгаллайди. Қоришмани юбориш жиҳозларига қуйидагилар киради: инъектор ва уларни қоқиш механизмлари; қувур, қоришмани босим остида юбориш насослари. Инъекторларни грунтга қоқишда оғир гурзиларидан , гидродомкратлар ёки махсус электрокопрлардан фойдаланиб 5-10 ва 20 м/соат тезликларда амалга оширилади.
Қоришмалар гидравлик ёки плунжерли насослардан фойдаланиб юборилади.
Бир эритмали силикатлаш грунтни сув ўтказмаслик хусусиятини ва мустаҳкамлигини 0,2 МПа ....0,3 МПа га оширади. Агар силикат + кремнефтор + водород схемадаги эритма қўлланилса, (яъни натрий силикати ва водородли – кремнефтор кислотаси Н₂SiF₆), грунтни мустахкамлиги юқори бўлади (2-4 МПа).
Электрсиликатлаш : бу усул фильтрлаш коэффициенти 0,2 м/сут дан кам бўлган намлиги юқори қумли ва супес грунтларни мустаҳкамлаш учун қўлланилади. Инъекторларга грунтларни қотирувчи силикат эритмаларини юбориш билан бир қаторда электродлар сифатида инъекторларга ўзгармас электр токи ҳам юборилади.
Бунинг натижасида грунтга юборилган эритмани ҳаракатланиши тезлашади, грунтни намлиги қочирилади агрегация юз беради натижада кремний кислота гели ҳосил бўлади. Грунтни сув ўтказмаслик хусусияти яхшиланиб мустаҳкамлиги 0,5-0,8 МПа га ортади.
Газли силикатлаш: бу усул энг эффектли усуллардан бўлиб, қумлоқ грунтларни мустаҳкамлашда ишлатилади.
Бу усул асосида карбонат ангидриди газини қўллаш ётади.
Бу усулда суюқ шишани қотирувчи модда сифатида карбонат ангидрид гази ишлатилади ва бунда грунтларнинг сув ўтказувчанлиги юз маротабагача камаяди мустаҳкамлиги 2 .....2,5 МПа гача ошади.

Фойдаланилган адабиётлар

1. 
   Х.З. Расулов Грунтлар механикаси , замин ва пойдеворлар . Тошкент “ Узбекистан” 2003 й
   
2. 
   А.И. Халикулов М.Н. Ибрагимов
   

Химия в строительстве. Ташкент “ Узбекистан” 1983 г

3. 
   Ржаницын Б.А. Физико –химические способы закрепления грунтов . Основания , фундаментыи механика грунтов , 1987 г №5
   
4. 
   Қурилиш меъёрлари ва қоидалари, “Тупроқ иншоотлари , замин ва пойдеворлар” ҚМҚ 3.02.01.-97 Тошкент – 1998 й.