[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2762373C1 - Method for creating a geotechnical structure in the ground - Google Patents

Method for creating a geotechnical structure in the ground Download PDF

Info

Publication number
RU2762373C1
RU2762373C1 RU2021105605A RU2021105605A RU2762373C1 RU 2762373 C1 RU2762373 C1 RU 2762373C1 RU 2021105605 A RU2021105605 A RU 2021105605A RU 2021105605 A RU2021105605 A RU 2021105605A RU 2762373 C1 RU2762373 C1 RU 2762373C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ground
wall
suspension
drilling
bentonite
Prior art date
Application number
RU2021105605A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Христофор Авдеевич Джантимиров
Вячеслав Анатольевич Китайкин
Руслан Игоревич Чернов
Екатерина Анатольевна Дудукалова
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
Priority to RU2021105605A priority Critical patent/RU2762373C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762373C1 publication Critical patent/RU2762373C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/20Bulkheads or similar walls made of prefabricated parts and concrete, including reinforced concrete, in situ

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: construction industry.
SUBSTANCE: invention relates to construction and can be used in the construction of underground structures by the “wall in the ground” method, in particular landslide barriers, pit fences, underground floors of buildings, tunnels and collectors for various purposes, underground passages, etc. in conditions of fractured rocks, mainly of carbonate composition. The method for creating a geotechnical wall-in-the-ground structure in the ground includes drilling of cementation boreholes, injection of hardening mortar into cracks of permeable rocks, development of a trench under the protection of drilling mud, installation of a reinforcing frame and concreting of a geotechnical structure. To prevent drilling fluid leaks into fractured permeable rocks, they are injected with a gel-forming suspension through wells previously drilled along the axis of the wall in the ground to an estimated depth below the design mark of the bottom of the wall in the ground. The suspension is prepared on the construction site by mixing the gelating composition with bentonite solution, while the composition is determined experimentally by the leakage of trial portions of the suspension, depending on the fracturing of permeable rocks, and the suspension penetrates into cavities and cracks and turns into an elastic waterproof material. At the next stage of work, during the excavation of the trench, fractured permeable rocks impregnated with a suspension that does not impair the properties of the bentonite solution and does not reduce the quality of the concrete mixture are drilled under the protection of drilling bentonite mortar, then a reinforcing frame is installed and reinforced concrete wall is concreted in the ground with concrete mixture.
EFFECT: reducing the cost and material intensity of work on the construction of a wall in the ground with a simultaneous increase in the quality of concrete.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении подземных сооружений методом "стена в грунте", в частности противооползневых заграждений, ограждений котлованов, подземных этажей зданий, тоннелей и коллекторов различного назначения, подземных переходов и т.д. в условиях трещиноватых скальных пород, преимущественно карбонатного состава.The invention relates to construction and can be used in the construction of underground structures by the "wall in the ground" method, in particular, anti-landslide barriers, fencing pits, underground floors of buildings, tunnels and collectors for various purposes, underground crossings, etc. in conditions of fractured rocks, mainly of carbonate composition.

Известен способ получения гелеобразующего состава /1/. Способ состоит из растворения нефелинсодержащей добавки в разбавленной кислоте, причем кислота разбавлена минерализованной хлоридами водой с плотностью не менее 1,12 г/куб см. Время начала процесса гелезации регулируется соотношением компонентов и может варьироваться от нескольких минут до нескольких часов. Полученный гель отличается высокой проникающей способностью и его используют для пропитки околоскважинного грунта и ликвидации водопритоков в нефте- и газодобыче. Недостаток способа: повышенный расход при пропитке проницаемого гравелистого и скального грунта из-за неконтролируемой фильтрации в окружающий массив.A known method of obtaining a gel-forming composition / 1 /. The method consists of dissolving a nepheline-containing additive in a dilute acid, and the acid is diluted with mineralized chloride water with a density of at least 1.12 g / cubic cm. The time for the start of the gelation process is regulated by the ratio of the components and can vary from several minutes to several hours. The resulting gel has a high penetrating ability and is used to impregnate near-wellbore soil and eliminate water inflows in oil and gas production. The disadvantage of this method: increased consumption during the impregnation of permeable gravel and rocky soil due to uncontrolled filtration into the surrounding massif.

Известен способ создания в грунте геотехнических конструкций, типа «стена в грунте» траншейного типа /2/. В грунте разрабатывается траншея грейфером или геофрезой под защитой бурового, обычно бентонитового, раствора, который обеспечивает устойчивость стенок от обрушения. Бентонитовый раствор кальматирует поры в грунте и предотвращает его фильтрацию в окружающий массив. Для этого, уровень бентонитового раствора в траншее должен превышать уровень подземных вод на площадке строительства, как минимум, на 1,5-2,0 м. Для постоянного наполнения траншеи в процессе разработки грунта, установки арматурного каркаса и бетонирования стены, бентонитовый раствор подливается по мере неизбежных расходов. Однако, если в основании встречаются грунты с кавернами и пустотами и/или трещиноватые скальные породы, то бентонитовый раствор бесконтрольно уходит в трещины и его уровень в траншее не удается поддерживать выше уровня подземных вод. В таких случаях применение бентонитовых растворов допускается только при условии предварительного тампонирования данных пород цементным или глиноцементным раствором /2/. Для этого цементный раствор инъектируют в скважины, устраиваемые на несколько большую глубину стены в грунте. Скважины бурят с двух сторон стены на определенном расстоянии от стены и с расчетным шагом. Бурение цементационных скважин по оси стены затрудняет дальнейшие работы по возведению «стены в грунте», так как в процессе разработки траншеи под защитой бентонитового раствора разбуренный цементный камень, образующийся в процессе инъекции, резко сгущает бентонитовый раствор и приводит к некачественному бетонированию. Недостатком известного способа возведения монолитной бетонной стены с грунте, принятого за прототип, является повышенная стоимость работ за счет вынужденного избыточного объема буровых работ для цементационных скважин.A known method of creating in the ground geotechnical structures, such as "wall in the ground" trench type / 2 /. In the ground, a trench is mined with a grab or geofreser under the protection of a drilling, usually bentonite, mud, which ensures the stability of the walls from collapse. The bentonite solution calmates the pores in the soil and prevents its filtration into the surrounding massif. For this, the level of bentonite mortar in the trench must exceed the level of groundwater at the construction site by at least 1.5-2.0 m. least inevitable costs. However, if at the base there are soils with caverns and voids and / or fractured rocks, then the bentonite solution goes uncontrollably into the cracks and its level in the trench cannot be maintained above the groundwater level. In such cases, the use of bentonite mortars is allowed only on condition of preliminary plugging of these rocks with cement or clay-cement mortar / 2 /. To do this, cement mortar is injected into wells, which are arranged at a slightly greater depth of the wall in the ground. Wells are drilled from both sides of the wall at a certain distance from the wall and with a calculated step. Drilling cement holes along the wall axis complicates further work on the erection of a “wall in the ground”, since during the development of a trench protected by a bentonite mortar, the drilled cement stone formed during the injection process sharply thickens the bentonite mortar and leads to poor-quality concreting. The disadvantage of the known method of erecting a monolithic concrete wall with soil, taken as a prototype, is the increased cost of work due to the forced excess volume of drilling for cementing wells.

Технической задачей изобретения является снижение стоимости и материалоемкости работ по возведению стены в грунте с одновременным повышением качества бетона.The technical objective of the invention is to reduce the cost and material consumption of work on the construction of a wall in the ground with a simultaneous increase in the quality of concrete.

Задача решается за счет того, что в способе создания в грунте геотехнической конструкции, типа «стена в грунте», включающем бурение цементационных скважин, инъекцию твердеющего раствора в трещины проницаемых пород, разработку траншеи под защитой бурового раствора, установку арматурного каркаса и бетонирование геотехнической конструкции, согласно изобретению, цементационные скважины пробуривают по оси стены в грунте, на расчетную глубину ниже проектной отметки низа «стены в грунте», а в качестве твердеющего раствора, для снижения проницаемости трещиноватых скальных, преимущественно карбонатных, пород, инъектируют бесцементную гелеобразующую суспензию, например, по патенту RU 2234598 С2, инертную к буровому бентонитовому раствору. Для оптимизации расхода суспензии в нее вводят противофильтрационную кальматирующую добавку, например, бентонитовый порошок.The problem is solved due to the fact that in the method of creating a geotechnical structure in the soil, such as a "wall in the soil", including drilling cement wells, injecting a hardening solution into the cracks of permeable rocks, developing a trench under the protection of drilling mud, installing a reinforcing cage and concreting the geotechnical structure, According to the invention, cementing wells are drilled along the axis of the wall in the ground, to the calculated depth below the design mark of the bottom of the “wall in the ground”, and as a hardening solution, to reduce the permeability of fractured rock, mainly carbonate, rocks, a cementless gel-forming suspension is injected, for example, along patent RU 2234598 C2, inert to bentonite drilling mud. To optimize the flow rate of the suspension, an anti-filtration calming additive, for example, bentonite powder, is introduced into it.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема бурения инъекционных скважин и инъекции гелеобразующего раствора; на фиг. 2 - разрез по траншее стены в грунте; на фиг. 3 - готовая стена в грунте.The method is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a diagram of drilling injection wells and injection of a gel-forming solution; in fig. 2 - section along the wall trench in the ground; in fig. 3 - finished wall in the ground.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

Требуется построить железобетонную ограждающую «стену в грунте» глубиной 20 м в песчаных грунтах, подстилаемых трещиноватыми сильно проницаемыми известняками. Уровень подземных вод на глубине 15 м.It is required to build a reinforced concrete enclosing “wall in the ground” with a depth of 20 m in sandy soils underlain by fractured highly permeable limestones. Groundwater level at a depth of 15 m.

Стенки траншеи 1 в песчаных грунтах 2 необходимо крепить буровым раствором. Для предотвращения утечек бурового раствора в трещиноватые известняки 4, производят их инъекцию гелезирующей суспензией 5 через предварительно пробуренные по оси «стены в грунте» скважины 6 на расчетную глубину ниже проектной отметки низа стены. Суспензию приготовляют на строительной площадке, путем смешивания гелезирующего состава с бентонитовым раствором. Состав определяют опытным путем по уходу пробных порций суспензии в зависимости от трещиноватости известняка, в соотношении Гель : Бентонит = (5-2):1. Суспензия 5 проникает в полости и трещины и превращается в упругий водонепроницаемый материал 7. На следующем этапе работ, в процессе отрывки траншеи 1 под защитой бурового бентонитового раствора 3, разбуривают известняк 4, пропитанный гелем 5, который не ухудшает свойства бентонитового раствора 3 и не снижает качества бетонной смеси. Затем устанавливают арматурный каркас 8 и производят бетонирование железобетонной «стены в грунте» бетонной смесью, которую заливают через фор-шахту 9. После затвердевания бетонная смесь превращается в железобетонную «стену в грунте» 10.The walls of the trench 1 in sandy soils 2 must be fixed with drilling mud. To prevent leaks of drilling mud into fractured limestones 4, they are injected with a gelling suspension 5 through wells 6 pre-drilled along the axis of the "wall in the ground" to an estimated depth below the design mark of the bottom of the wall. The suspension is prepared at the construction site by mixing the gelling composition with bentonite solution. The composition is determined empirically by the care of test portions of the suspension, depending on the fracturing of limestone, in the ratio Gel: Bentonite = (5-2): 1. Suspension 5 penetrates into cavities and cracks and turns into an elastic waterproof material 7. At the next stage of work, in the process of digging trench 1 under the protection of drilling bentonite mud 3, limestone 4 impregnated with gel 5 is drilled out, which does not deteriorate the properties of bentonite mud 3 and does not reduce the quality of the concrete mix. Then the reinforcement cage 8 is installed and the reinforced concrete "wall in the ground" is concreted with a concrete mixture, which is poured through the fore-shaft 9. After hardening, the concrete mixture turns into a reinforced concrete "wall in the ground" 10.

Результатом изобретения является создание способа возведения геотехнической конструкции, типа «стена в грунте» или буронабивная свая, пониженной материалоемкости и трудоемкости возведения за счет уменьшения количества инъекционных скважин и объема инъекционного материала.The result of the invention is the creation of a method for erecting a geotechnical structure, such as a "wall in the ground" or a bored pile, with reduced material consumption and labor intensity of construction by reducing the number of injection wells and the volume of injection material.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ №2234598 «Способ получения гелеобразующего состава», МПК Е21В 43/22, опубл. 20.08.2004, Бюл. №23.1. RF patent No. 2234598 "Method of obtaining a gel-forming composition", IPC E21B 43/22, publ. 20.08.2004, Bul. No. 23.

2. СП 381.1325800-2018 Сооружения подпорные. Правила проектирования.2. SP 381.1325800-2018 Retaining structures. Design rules.

Claims (2)

1. Способ создания в грунте геотехнической конструкции типа стена в грунте, включающий бурение цементационных скважин, инъекцию твердеющего раствора в трещины проницаемых пород, разработку траншеи под защитой бурового раствора, установку арматурного каркаса и бетонирование геотехнической конструкции, отличающийся тем, что для предотвращения утечек бурового раствора в трещиноватые проницаемые породы производят их инъекцию гелеобразующейся суспензией через предварительно пробуренные по оси стены в грунте скважины на расчетную глубину ниже проектной отметки низа стены в грунте, суспензию приготовляют на строительной площадке путем смешивания гелезирующего состава с бентонитовым раствором, при этом состав определяют опытным путем по уходу пробных порций суспензии в зависимости от трещиноватости проницаемых пород, причем суспензия проникает в полости и трещины и превращается в упругий водонепроницаемый материал, на следующем этапе работ в процессе отрывки траншеи под защитой бурового бентонитового раствора разбуривают трещиноватые проницаемые породы, пропитанные суспензией, которая не ухудшает свойства бентонитового раствора и не снижает качества бетонной смеси, затем устанавливают арматурный каркас и производят бетонирование железобетонной стены в грунте бетонной смесью.1. A method of creating in the soil a geotechnical structure such as a wall in the soil, including drilling cement wells, injecting a hardening solution into the cracks of permeable rocks, developing a trench under the protection of drilling mud, installing a reinforcing cage and concreting a geotechnical structure, characterized in that to prevent leaks of drilling mud into fractured permeable rocks, they are injected with a gel-forming suspension through the wells pre-drilled along the axis of the wall in the ground to the calculated depth below the design mark of the bottom of the wall in the ground, the suspension is prepared at the construction site by mixing the gel composition with bentonite solution, while the composition is determined empirically for care test portions of the suspension depending on the fracturing of permeable rocks, and the suspension penetrates into cavities and cracks and turns into an elastic waterproof material, at the next stage of work in the process of trenching under the protection of drilling benton The mud solution is drilled into fractured permeable rocks impregnated with a suspension that does not impair the properties of the bentonite solution and does not reduce the quality of the concrete mixture, then a reinforcing frame is installed and the reinforced concrete wall is concreted in the ground with a concrete mixture. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что бесцементная гелеобразующая суспензия содержит противофильтрационную кальматирующую добавку в виде бентонитового порошка.2. The method according to claim 1, characterized in that the cementless gel-forming suspension contains an anti-filtration calming additive in the form of bentonite powder.
RU2021105605A 2021-03-04 2021-03-04 Method for creating a geotechnical structure in the ground RU2762373C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105605A RU2762373C1 (en) 2021-03-04 2021-03-04 Method for creating a geotechnical structure in the ground

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105605A RU2762373C1 (en) 2021-03-04 2021-03-04 Method for creating a geotechnical structure in the ground

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762373C1 true RU2762373C1 (en) 2021-12-20

Family

ID=79175417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021105605A RU2762373C1 (en) 2021-03-04 2021-03-04 Method for creating a geotechnical structure in the ground

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762373C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1296685A1 (en) * 1985-05-27 1987-03-15 Кишиневский Политехнический Институт Им.Сергея Лазо Method of erecting wall in soil
RU2234598C2 (en) * 2001-12-26 2004-08-20 Лыгач Виктор Никифорович Method for obtaining gel-forming composition
RU2372445C2 (en) * 2007-10-02 2009-11-10 Николай Васильевич Мальцев Method for cementation of weak soils
RU2555987C1 (en) * 2014-05-23 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" Method to erect solid reinforced concrete wall in soil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1296685A1 (en) * 1985-05-27 1987-03-15 Кишиневский Политехнический Институт Им.Сергея Лазо Method of erecting wall in soil
RU2234598C2 (en) * 2001-12-26 2004-08-20 Лыгач Виктор Никифорович Method for obtaining gel-forming composition
RU2372445C2 (en) * 2007-10-02 2009-11-10 Николай Васильевич Мальцев Method for cementation of weak soils
RU2555987C1 (en) * 2014-05-23 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" Method to erect solid reinforced concrete wall in soil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СП 381.1325800-2018 Сооружения подпорные. Правила проектирования, Москва, Стандартинформ, 2018. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104612143B (en) Composite pile constructed in drilled hole structure under a kind of solution cavity/soil cave geological conditions
US20020057948A1 (en) Multi grouting system
CN103572764A (en) Ultra-deep manual hole digging pile dado water stop structure and construction method thereof
Munfakh Ground improvement engineering–the state of the US practice: part 1. Methods
CN107035389B (en) A kind of construction method for grouting reinforcement and earth's surface construction method
Glossop The invention and development of injection processes Part II: 1850–1960
CN113445516A (en) Drilling and pouring type cement soil pile and construction method thereof
RU2762373C1 (en) Method for creating a geotechnical structure in the ground
CN112982374A (en) Multilayer goaf drilling and grouting method
Ischy et al. AN INTRODUCTION TO ALLUVIAL GROUTING.
RU2749003C1 (en) Method for reducing settlement of buildings during construction of underground workings under them
King et al. Symposium on Grouting: Grouting of granular materials
Cassani et al. Auxiliary methods technology: Ground reinforcing, ground improving and pre-support technology
WO2013115677A2 (en) Screw injection pile and method for producing same
RU2263787C1 (en) Method for deep tunnel opening and repairing
RU2211289C2 (en) Procedure of reinforcement of foundation and footing of existing construction structures
RU2152473C1 (en) Method for erection of vehicular traffic tunnel of urban ring highway of megapolis
RU2199628C1 (en) Method of restoration of foundations
Bell et al. Control of groundwater by exclusion
RU2757901C1 (en) Method for waterproofing of operated underground structure in waterlogged soils
Cashman et al. Methods for Exclusion of Groundwater
King et al. Symposium on grouting: grouting of granular materials
RU2278267C1 (en) Vertical excavation liquidation method
Motallebi et al. Permanent secant pile wall for underground transit station
Bruce et al. New developments in ground reinforcement and treatment for tunnelling