Sűrítési technikák ” Seismic Resilience

Sűrítési technikák

A tömörítési vagy tömörítési módszerek a talajrészecskék szorosabb konfigurációba történő átrendezését foglalják magukban, ami a sűrűség növekedését eredményezi. Ez növeli a talaj nyírószilárdságát és cseppfolyósodással szembeni ellenállását.

A tömörítés előnye, hogy a kezelés mértéke könnyen ellenőrizhető, és ha cseppfolyósodás lép fel, az elmozdulások szinte mindig csökkennek.

A tömörítési technikák azonban általában nagy zajjal és rezgéssel járnak, a javítás oldalirányú kiterjedésének szélesebbnek kell lennie, mint a szilárdítási vagy megerősítési technikák esetében, és a kezelés ellenőrzése több hetet is igénybe vehet. A tömörítő injektálás és a gyantainjektálás kivételével a tömörítési technikák jellemzően nem alkalmasak a meglévő építmények alatti talaj kezelésére sem.

Mindamellett a laza, homokos lerakódások vibrációval vagy ütéses tömörítéssel történő tömörítését széles körben alkalmazzák, így ez az egyik legnépszerűbb cseppfolyósítás elleni intézkedés.

Dinamikus tömörítés

A dinamikus tömörítés során egy nagy súlyt (jellemzően 5-20 tonnát) ismételten a talaj felszínére dobnak, hogy közvetlenül a becsapódási pont alatt növeljék a talaj sűrűségét.

A talaj tömörödésével nagy ütközési kráterek keletkeznek a felszínen, amelyeket ismételten fel kell tölteni és újra kell tömöríteni, amíg a talaj el nem éri a célszilárdságot.

A cseppek magassága, súlya és távolsága a talaj- és talajvízviszonyoktól függően változik.

A dinamikus tömörítést Új-Zélandon széles körben alkalmazták projekteknél, és kiváló talajjavulást eredményezhet. Ismert, hogy gyors és gazdaságos, különösen nagy területek kezelésénél. Azonban az eljárás során keletkező nagyfokú rezgés miatt nem biztos, hogy alkalmas a rezgésérzékeny területeken vagy a nagy értékű építmények közelében lévő helyszíneken.

Gyorsütemű tömörítés

A gyorsütemű tömörítés a dinamikus tömörítés kisebb méretű változata. Egy kotrógép karjára szerelt nagyméretű acél véglemezhez rögzített cölöpverő kalapácsot használ. A véglemezt gyors kalapálással a talajba verik.

Ez a talaj sűrűségét növeli a felszíni rétegek tömörítésével a lemez kalapálásakor és az alsóbb talajok vibrációs tömörítésével.

A gyorsütemű tömörítés több méter mélységig képes javítani a talaj sűrűségét, és különösen alkalmas homokos talajok esetében olyan területeken, ahol megfelelő távolság van a szomszédos épületektől.

A gyorsütemű tömörítés a talaj részecskemátrixának vibrálásával működik a sűrűség növelése érdekében.

Vibrációs tömörítés

A vibrációs tömörítés során egy súlyozott szondát (vagy vibroflottát) helyeznek a talajba, hogy vízszintes rezgéseket alkalmazzanak.

Amint a tömörítendő talaj legalsó mélységéig behelyezik, a szondát aktiválják és vagy ismételten visszahúzzák és leeresztik a felső és alsó célmélység között, meghatározott sebességgel vagy meghatározott lépésekben visszahúzzák.

A folyamatot általában többször megismétlik négyzet- vagy háromszögrácsban, a tömörítendő terület méretétől függően.

A szonda célmélységének elérését néha vízzel, légsugarakkal vagy ásással segítik. Ahogy a talaj tömörödik, a szonda körül üreg keletkezik, és a kompenzáláshoz anyagot kell hozzáadni a lyukhoz.

A tipikus kezelési mélységek 5-15 m között mozognak, de a vibrációs tömörítést akár 35 m mélységig is végezték már.

Kőoszlopok

Ez a technika a tömörített szemcsés háttöltés függőleges oszlopainak a talajba való behelyezését jelenti, háromszög vagy négyzet alakú rácsban a helyszínen. Az eljárás nem használ földmunkát. Ehelyett a kiszorításos injektálási technikára támaszkodik, amely tömöríti a környező talajt.

A feltöltést ezután a többi tömörítési technika egyikével (gyakran vibrációs tömörítéssel) tömörítik, tovább növelve a környező talaj sűrűségét.

A kőoszlopok a leghatékonyabbak a 20%-nál kisebb finomságú homokok kezelésében, de hatékonyan tudják kezelni az iszapos homokkal és homokos iszapokkal rendelkező helyszíneket is.

A kőoszlopok jellemzően 1,5-4,0 m távolságra vannak egymástól, és 4-15 m mélységig képesek a talaj tömörítésére, de akár 30 m mélyen is kezeltek már talajokat ezzel a módszerrel.

A kőoszlopok az építés során és működés közben is szétszórhatják a talaj- vagy talajvízszennyező anyagokat. Alternatív technikákat kell alkalmazni, ha a telephelyen vagy annak közelében szennyeződésveszély áll fenn.

Sűrítő cölöpök

A tömörítő cölöpözés során állandó fúrt cölöpöket helyeznek el, hogy a talajt elmozdulással és rezgéssel tömörítsék.

A cölöpök jellemzően előrefeszített betonból vagy fából készülnek, és négyzet vagy háromszög alakú rácsba vannak elhelyezve, egymástól három-négy átmérőjű cölöpökkel elosztva a telephelyen. A cölöpök akár 16 m mélységig is behajthatók.

A cölöpök bizonyos mértékig csökkenthetik a talajban a cölöpök közötti nyírófeszültségeket is, javítva ezzel a cseppfolyósodással szembeni ellenállást. Ez akkor jelenthet hasznos előnyt, ha a talajt nem célszerű kizárólag tömörítéssel javítani.

Sűrítő injektálás

A tömörítő injektálás során nagy nyomás alatt nagyon merev injektálóanyagot fecskendeznek a talajba. A habarcs nem keveredik a talajjal. A befecskendezési folyamat hatására szakaszos gömbök sorozatává tágul, amelyek nyomják és kiszorítják a környező talajt, hogy növeljék a szomszédos sűrűséget.

A habarcs jellemzően talaj-cement-víz keverékből áll, bár a habarcs szilárdsága nem fontos, mivel a technika inkább sűríti, mint erősíti a talajt.

Mivel kis méretű, manőverezhető és rezgésmentes berendezéseket használ, a tömörítő injektálás különösen alkalmas a meglévő szerkezetek alatt és az épületek helyreállításával együtt alkalmazva.

A technika azonban talajemelkedést okozhat olyan felszíni talajoknál, ahol nincs elegendő fedőréteg a habarcs tágulásának korlátozásához.

Gyantainjekció

A gyantainjekció hasonló a tömörítő injektáláshoz, de a habarcs helyett agresszíven táguló poliuretán gyantát használ.

Az injekciós csöveket a helyszínen rendszeres időközönként a talajba vezetik, és ellenőrzött mennyiségű gyantakeveréket pumpálnak a talajba. A gyantakeverék a befecskendezés után hamarosan kémiai reakcióba lép, folyékonyból szilárd állapotba kerül, és gyorsan az eredeti térfogatának többszörösére tágul. Ez a tágulás a szomszédos talajok tömörödését eredményezi.

Egy tipikus telepítésnél a befecskendező csövet vagy szakaszosan visszahúzzák, és minden szakaszon meghatározott mennyiségű gyantát fecskendeznek be, vagy lassan, egyenletes sebességgel visszahúzzák, miközben útközben meghatározott mennyiségű gyantát fecskendeznek be.

A legjobb eredményeket tiszta homokban érik el, de iszapos homokban is jó eredmények érhetők el.

A gyantainjektálás, bár tisztított területeken alkalmazható, különösen alkalmas a meglévő építmények alá történő befecskendezésre.