Tehnici de densificare ” Reziliență seismică

Tehnici de densificare

Metodele de densificare sau compactare implică rearanjarea particulelor de sol într-o configurație mai strânsă, ceea ce duce la creșterea densității. Acest lucru crește rezistența la forfecare și rezistența la lichefiere a solului.

Densificarea are avantajul că gradul de tratare poate fi verificat cu ușurință, iar în cazul în care se declanșează lichefierea, deplasările sunt aproape întotdeauna reduse.

Cu toate acestea, tehnicile de densificare produc, de obicei, niveluri ridicate de zgomot și vibrații, extinderea laterală a îmbunătățirii trebuie să fie mai largă decât în cazul tehnicilor de solidificare sau de consolidare și poate dura câteva săptămâni pentru a verifica tratamentul. Cu excepția injecției de compactare și a injecției de rășină, tehnicile de densificare sunt, de asemenea, de obicei nepotrivite pentru tratarea terenurilor aflate sub structurile existente.

Cu toate acestea, densificarea depozitelor libere, nisipoase, cu ajutorul vibrațiilor sau al compactării prin impact, a fost utilizată pe scară largă, fiind una dintre cele mai populare contramăsuri de lichefiere.

Compactarea dinamică

Compactarea dinamică presupune căderea repetată a unei greutăți mari (de obicei 5-20 de tone) pe suprafața solului pentru a crește densitatea solului direct sub punctul de impact.

Pe măsură ce solul se compactează, la suprafață se formează cratere mari de impact, care trebuie umplute și recompactate în mod repetat până când solul atinge rezistența țintă.

Înălțimea de cădere, greutatea și spațierea variază în funcție de condițiile solului și ale apelor subterane.

Compactarea dinamică a fost utilizată pe scară largă în proiecte din Noua Zeelandă și poate oferi un grad excelent de îmbunătățire a solului. Este cunoscut ca fiind rapid și economic, în special în tratarea suprafețelor mari. Cu toate acestea, nivelul ridicat de vibrații generate în timpul procedurii înseamnă că ar putea să nu fie potrivit pentru zonele sensibile la vibrații sau pentru siturile din apropierea structurilor de mare valoare.

Compactarea cu impact rapid

Compactarea cu impact rapid este o versiune la scară mai mică a compactării dinamice. Aceasta utilizează un ciocan de batere a piloților atașat la o placă de capăt mare din oțel instalată pe brațul unui excavator. Placa de capăt este înfiptă în sol prin ciocănire rapidă.

Aceasta crește densitatea solului prin compactarea straturilor de suprafață pe măsură ce placa este ciocănită și prin vibrocompactarea solurilor inferioare.

Compactarea cu impact rapid poate îmbunătăți densitatea solului până la câțiva metri adâncime și este deosebit de potrivită pentru solurile nisipoase din zonele în care există o distanță adecvată față de clădirile învecinate.

Compactarea cu impact rapid funcționează prin vibrarea matricei de particule de sol pentru a-i crește densitatea.

Compactarea prin vibrații

Compactarea prin vibrații presupune introducerea unei sonde cu greutăți (sau vibroflot) în sol pentru a aplica vibrații orizontale.

După ce a fost introdusă la cea mai mică adâncime a solului care urmează să fie compactat, sonda este activată și fie este retrasă și coborâtă în mod repetat între adâncimile țintă superioară și inferioară, fie este retrasă la o viteză prestabilită, fie este retrasă în trepte prestabilite.

Procesul este, de obicei, repetat de mai multe ori într-o grilă pătrată sau triunghiulară, în funcție de mărimea sitului care urmează să fie compactat.

Se utilizează uneori apă, jeturi de aer sau excavare pentru a ajuta sonda să ajungă la adâncimea țintă. Pe măsură ce solul se compactează, se creează un gol în jurul sondei și trebuie adăugat material în gaură pentru a compensa.

Profunditățile tipice de tratament variază între 5-15 m, dar vibrocompactarea a fost efectuată la adâncimi de până la 35 m.

Colonii de piatră

Această tehnică implică introducerea de coloane verticale de umplutură granulară compactată în sol într-o grilă triunghiulară sau pătrată de-a lungul sitului. Procedeul nu utilizează excavarea. În schimb, se bazează pe o tehnică de injecție prin deplasare, care densifică solul înconjurător.

Încărcătura este apoi compactată cu ajutorul uneia dintre celelalte tehnici de densificare (adesea vibrocompactare), crescând și mai mult densitatea solului înconjurător.

Coloanele de piatră sunt cele mai eficiente în tratarea nisipurilor cu mai puțin de 20% de finețe, dar pot trata eficient siturile cu nisipuri nisipoase și nămoluri nisipoase.

Coloanele de piatră sunt de obicei distanțate la 1,5-4,0 m și pot densifica solul până la o adâncime de 4-15 m, dar cu ajutorul acestei metode au fost tratate soluri de până la 30 m adâncime.

Coloanele de piatră pot dispersa contaminanții din sol sau din apele subterane în timpul construcției și în timpul funcționării. Ar trebui utilizate tehnici alternative dacă există un risc de contaminare pe sau în apropierea amplasamentului.

Piloți de compactare

Pilotarea prin compactare presupune instalarea de piloți conduși permanent pentru a densifica solul prin deplasare și vibrații.

Piloții sunt de obicei din beton precomprimat sau lemn și sunt dispuși într-o rețea pătrată sau triunghiulară, distanțată la trei până la patru diametre de piloți pe amplasament. Aceștia pot fi înfipți la adâncimi de până la 16 m.

Într-o anumită măsură, piloții pot, de asemenea, să reducă tensiunile de forfecare în sol între piloți, îmbunătățind rezistența la lichefiere. Acesta poate fi un avantaj util atunci când nu este practic să se îmbunătățească solul doar prin densificare.

Injectarea de compactare

Injectarea de compactare presupune injectarea unui mortar foarte rigid în sol sub presiune ridicată. Chitul nu se amestecă cu solul. Procesul de injectare face ca acesta să se extindă într-o serie de bulbi etapizați, care împing și deplasează solul înconjurător pentru a crește densitatea adiacentă.

În mod obișnuit, chitul constă într-un amestec de sol-cemant-apă, deși rezistența chitului nu este importantă, deoarece tehnica densifică mai degrabă decât întărește solul.

Din moment ce utilizează echipamente de mici dimensiuni, manevrabile și fără vibrații, chitul de compactare este deosebit de potrivit pentru utilizarea sub structurile existente și în combinație cu aplicații de reavansare a clădirilor.

Cu toate acestea, tehnica poate provoca ridicarea terenului în solurile de suprafață care nu au o restrângere suficientă pentru a limita expansiunea chitului.

Injectarea de rășină

Injectarea de rășină este similară cu injectarea prin compactare, dar implică o rășină poliuretanică cu expansiune agresivă în locul chitului.

Tuburile de injectare sunt înfipte în sol la intervale regulate pe șantier, iar volume controlate dintr-un amestec de rășină sunt pompate în sol. Amestecul de rășină reacționează chimic la scurt timp după injectare, trecând de la o stare fluidă la una solidă și extinzându-se rapid până la un volum de multe ori mai mare decât volumul său inițial. Această expansiune are ca rezultat o densificare a solurilor adiacente.

Într-o instalație tipică, tubul de injecție este fie retras în etape cu volume prestabilite de rășină injectate în fiecare etapă, fie este retras încet, cu o viteză uniformă, în timp ce un volum prestabilit de rășină este injectat pe parcurs.

Cele mai bune rezultate se obțin în nisipuri curate, dar se pot obține rezultate bune și în nisipuri nisipoase.

Deși se aplică în situri defrișate, injecția de rășină este deosebit de potrivită pentru utilizarea sub structurile existente.

.