Gia cố nền bằng phương pháp hóa học (xi măng, thủy tinh lỏng hoặc các chất tổng hợp khác…)

17:29 1XeHoi.Com 0 Comments

Good Hope là công ty hoạt động trong lĩnh vực tư vấn,thiết kế, thi công trọn gói các hạng mục công trình nhà ở, chung cư, khách sạn,..., đầu tư xây dựng các công trình nhà lô, biệt thự...

Chuyên mục:

Gia cố bằng phương pháp cọc xi măng cát

Ở nước ta đã làm thực nghiệm khá lâu nhưng dùng nhiều nhất là phương pháp bơm xi măng.

Mục đích của phương pháp này thường dùng để :

- Nâng cao cường độ của nền nhà đã sử dụng.

- Phòng ngừa những biến dạng có tính phá hỏng của kết cấu.

- thi công sửa chữa móng.

Tùy theo công nghệ gia cố và các quá trình xảy ra trong đất mà chia phương pháp gia cố nền làm 3 nhóm chính : hóa học, nhiệt và hóa lí. Ưu việt của phương pháp gia cố này là không làm gián đoạn sử dụng nhà và công trình, nhanh, tin cậy cao và trong nhiều trường hợp là phương phap duy nhất để tăng độ bền của đất có sức chịu tải không đủ.

Các phương pháp thường dùng là : silicat hóa, điện silicat hóa, silicat khí, amoniac hóa, thấm nhập nhựa… và có thể tìm hiểu chi tiết trong nhiều tài liệu tham khảo khác.

Phương pháp gia cố hóa học cũng dùng để gia cường móng và tường chắn, tăng sức chịu tải của cọc, bảo vệ móng chống các tác nhân ăn mòn, gia cố mái hố đào và công trình đất.

Vật liệu cơ bản để gia cố bằng silicat là thủy tinh lỏng – dung dịch keo của silicat natri (Na₂O.nSiO₂ + mH₂O). Tùy theo loại, thành phần và trạng thái của đất cần gia cố mà dùng một hay hai dung dịch silicat hóa.

Loại 1 dung dịch được dựa trên dung dịch tạo keo bơm vào trong đất gồm 2 hoặc 3 cấu tử. Phổ biến nhất là oxit photpho silicat, oxit lưu huỳnh nhôm silicat, oxit lưu huỳnh fluor silicat… Phương pháp 1 dung dịch thích hợp cho đất cát có hệ số thấm 0,5-5m/ngày đêm.

Phương pháp 2 dung dịch dùng để gia cố đất cát có hệ số thấm đến 0,5m/ngày đêm và gồm 2 lần bơm lần lượt vào đất 2 dung dịch silicat natri và clorua canxi. Kết quả của phản ứng hóa học là tạo ra oxit keo silic làm cho đất tăng độ bền (đến 2-6MPa) và không thấm nước.

Phương pháp điện hóa silicat là dựa trên sự tác động tổ hợp lên đất của 2 phương pháp : silicat hóa và dòng điện 1 chiều nhằm để gia cố cát hạt mịn quá ẩm và á cát có hệ số thấm đến 0,2m/ngày đêm.

Phương pháp amoniac hóa là dựa trên việc bơm vào trong đất hoàng thổ (để loại trừ tính lún sập) khí ammoniac dưới áp lực không khí không lớn lắm.

Silicat hóa bằng khí ga dùng để làm cứng silicat natri. Phương pháp này dùng để gia cố đất cát (kể cả đất cacbonat) có hệ số thấm 0,1-0,2m/ngày đêm cũng như đất có hàm lượng hữu cơ cao (đến 0,2). Độ bền của đất gia cố có thể đến 0,5-2MPa trong thời gian ngắn.

Phương pháp thâm nhập nhựa dùng để gia cố đất cát có hệ số thấm 0,5-5m/ngày đêm bằng cách bơm vào trong đất dung dịch nhựa tổng hợp (cacbonic, phenol, epoxy…). Tác dụng của nhựa hóa sẽ tăng lên khi bổ sung vào dung dịch một ít acid clohydric (đối với đất cát). Thời gian keo tụ rất dễ điều chỉnh bằng lượng chất đông cứng. Đất được gia cố bằng nhựa hóa sẽ không thấm nước và cường độ chịu nén 1-5MPa. Ngoài việc gia cố nền, phương pháp này còn dùng để gia cố vùng sẽ đào xuyên của công trình ngầm.

Tùy theo cách đặt ống bơm, có thể gia cố đất ở các vị trí khác nhau : thẳng đứng, nghiêng, nằm ngang, và kết hợp còn sơ đồ trên mặt bằng có thể theo dạng băng dài, dưới toàn bộ móng, gia cố cục bộ không nối kết hoặc theo chu vi vành móng. Việc chọn phương pháp và sơ đồ gia cố phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của nền, hình dạng và kích thước của móng cũng như tải tọng tác dụng lên móng.

Việc thiết kế công nghệ gia cố đất bằng phương pháp hóa học có thể tìm đọc trong các sổ tay về thiết kế - thi công nền móng, ở đây chỉ trình bày những điểm cơ bản về phương pháp này để người xử lí nền biết trong lựa chọn phương pháp. Trong bảng 23.1 trình bày phạm vi áp dụng của phương pháp gia cố bằng hóa học và bảng 23.2 trình bày bán kính vùng đất được gia cố.

Phương pháp gia cố bằng hóa học và phạm vi áp dụng của chúng

Phương pháp	Phản ứng của môi trường	Phạm vi áp dụng	Hệ số thấm của đất m/ngày đêm	Cường độ đất được gia cố
Silicat 2 dung dịch trên cơ sở silicat Na và CaCl₂	Kiềm	Trong cát, sỏi sạn thô và thô vừa	5-80	Trung bình
Silicat 1 dung dịch trên cơ sở silicat Na và hydrofluo silicat	"	Trong cát thô vừa, cát mịn và cát bụi kể cả cát cacbonat	0,5-2,0
Silicat 1 dung dịch trên cơ sở silicat Na	"	Trong đất lún ướt có dung lượng hấp phụ không nhỏ hơn 10mg/100g đất khô và độ bão hòa không quá 0,7	0,2-2,0
Silicat bằng khí ga trên cơ sở silicat Na và cacbon dioxit	Kiềm	Như trên	0,2-2,0
Silicat 1 dung dịch trên cơ sở silicat Na và fornamid HCONH₂	Kiềm	Như trên	0,5-2,0
Silicat 1 dung dịch trên cở sở silicat Na và octo photpho	Aicd	Trong cát thô vừa, cát mịn và cát bụi	0,5-1,0
Silicat 1 dung dich trên cơ sở silicat Na và Na nhôm	Kiềm	Trong cát thô vừa, mịn và cát bụi, kể cả cát cacbonat	0,5-10
Thẩm nhựa 1 dung dịch trên cơ sở nhựa cacbonic và acid clohydric	Acid	Trong tất cả các loại cát từ bụi đến sỏi sạn, trừ cát cacbonat	0,5-50
Như trên và acid oxalic	"	Trong tất cả các loại cát từ bụi đến sỏi sạn	0,5-50

Bán kính tính toán vùng đất được gia cố bằng silicat và thấm nhựa

Phương pháp	Đất	Hệ số thấm, m/ngày đêm	Bán kính gia cố, m
Silicat 2 dung dịch	Cát thô các loại	2-10 10-20 20-50 50-80	0,3-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1,0
Silicat 1 dung dịch	Như trên	0,5-1 1-5 5-10	0,3-0,5 0,5-0,8 0,8-1
Silicat bằng khí ga	Như trên	0,5-1 1-5 5-20	0,3-0,5 0,5-0,8 0,8-1,0
Silicat 1 dung dịch	Đất lớn, lún ướt	0,2-0,3 0,3-0,5 0,5-2	0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Thấm nhựa	Cát thô các loại	0,5-1 1-5 5-10 10-20 20-50	0,3-0,5 0,5-0,65 0,65-0,85 0,85-0,95 0,95-1

Dùng đất gia cố bằng phương pháp hóa học để làm nền của công trình thì cần phải thí nghiệm mẫu trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường về các đặc trưng tính toán và đặc trưng tiêu chuẩn sau đây : cường độ chống nén 1 trục R, góc ma sát trong φ, lực dính c, mô đun biến dạng E, trọng lượng thể tích γ, hệ số Poisson v.

Khi dùng đất gia cố với chức năng như : móng cứng và kết cấu ngầm khác thì phải thí nghiệm thêm về cường độ mẫu lăng trụ R_c và cường độ kéo R_k. Đất gia cố không thể dùng làm móng mềm vì nó không có cốt thép.