Система затвердіння ґрунту при затвердінні фундаменту та забиванні паль

У галузі цивільного будівництва метод стабілізації ґрунту є ключовою ланкою для забезпечення стійкості та довговічності будівель. Хоча традиційні методи обробки фундаментів, такі як заміна засипки, глибоке перемішування або попереднє навантаження, широко використовуються, вони стикаються з такими проблемами, як висока вартість, тривалий період будівництва та забруднення навколишнього середовища. З поглибленням концепцій охорони навколишнього середовища та технологічним прогресом система затвердіння мулу поступово стала інноваційним рішенням в обробці фундаментів та палебудівництві.

Технічний принцип системи затвердіння осаду

Методи стабілізації ґрунту на місці використовують такі методи, як додавання твердіючих матеріалів (таких як цемент, вапно, шлак, тверді промислові відходи тощо) до шламу з високим вмістом води та низькою міцністю, а також фізичні та хімічні реакції для зміни структури ґрунту, утворюючи тверде тіло з високою міцністю та низькою проникністю. Основний процес полягає в наступному:

1. Змішування матеріалу: Мул та затверджувач змішуються рівномірно у пропорції для утворення однорідної суміші.

2. Хімічна реакція: Активні інгредієнти затверджувача (такі як CaO, SiO₂) реагують з водою та глинистими мінералами в мулі шляхом гідратації та іонного обміну, утворюючи гелеутворюючу речовину (наприклад, гель CSH).

3. Структурне зміцнення: Гелеутворююча речовина заповнює пори ґрунту, утворюючи щільну сітчасту структуру, значно покращуючи міцність на стиск та водонепроникність.

Ця технологія підходить не лише для вилучення мулу з річок та озер, але й може переробляти такі відходи, як інженерний ґрунт та будівельний шлам, перетворюючи таким чином відходи на цінні речі.

Основні переваги системи зміцнення ґрунту при обробці фундаменту

1. Значні екологічні переваги, що відповідають концепції зеленого будівництва

Використання відходів: Стабілізація ґрунту для фундаменту вимагає транспортування великої кількості низькоякісного ґрунту та заміни піску й гравію, що призводить до високих транспортних витрат та навантаження на навколишнє середовище. Інновації у стабілізації ґрунту може безпосередньо обробляти відходи мулу на місці, зменшити обсяг земляних робіт та захоронень, а також зменшити викиди вуглецю.

Зменшення поширення забруднення: затверділий мул ущільнює важкі метали та органічні речовини, щоб уникнути вторинного забруднення. Наприклад, у проекті днопоглиблення річки в Ухані було використано технологію затвердіння, щоб перетворити 100 000 кубічних метрів мулу на матеріали для дорожнього полотна, що зменшило площу, зайняту покинутим ґрунтовим полем, більш ніж на 601 TP3T.

2. Видатна економічна ефективність та зниження загальних витрат

Низька вартість матеріалу: затверджувач може бути виготовлений з промислових побічних продуктів (таких як сталевий шлак, зола), а ціна за одиницю становить лише 1/3~1/2 від традиційного піску та гравію.

Скорочений термін будівництва: Немає потреби чекати на природне осідання або купувати заповнювачі, термін будівництва можна скоротити на 30%~50%

3. Покращення несучої здатності фундаменту та забезпечення якості проекту

Міцність на стиск затверділого ґрунту без обмеження може досягати 0,5~5 МПа, що значно перевищує 0,01~0,1 МПа природного м'якого ґрунту, і може відповідати вимогам до навантаження багатоповерхових будівель, дорожнього полотна тощо.

Регулюючи співвідношення затверджувального агента, можна цілеспрямовано вирішувати різні геологічні проблеми.

4. Широка адаптивність, вирішення складних геологічних проблем

Він може ефективно затвердівати мул з високим вмістом води (40%~200%) та високим вмістом органічних речовин, особливо підходить для районів з густою річковою мережею та поширеним м'яким ґрунтом.

На вузьких майданчиках або проектах з глибокими котлованами можна гнучко застосовувати метод затвердіння на місці або модульне будівництво, щоб уникнути обмежень для в'їзду великогабаритної техніки.

Інноваційне застосування технології зміцнення ґрунту при закладенні фундаменту

1. Заміна традиційних матеріалів для пальових фундаментів та оптимізація процесу будівництва

– Палі із затверділого ґрунту: Використовуйте затверділий мул безпосередньо як палевий матеріал для заміни бетонних збірних паль або паль зі сталевих труб. .

– Покращення композитного фундаменту: додавання затверджувального агента до ґрунту між палями для формування композитного фундаменту “жорстка паля + затверділий ґрунт”, що синергічно покращує загальну стійкість.

 2. Подолання викликів особливих геологічних умов

– Зона пластикового мулу: У проекті будівництва морського мосту в дельті річки Перл товщина шару пластикового мулу досягла 15 метрів, а традиційні монолітні палі були схильні до усадки. Після використання технології ротаційного напилення осідання фундаменту палі було контрольовано в межах 5 мм.

– Зона розрідження під час землетрусів: затверджуючий агент може збільшити щільність піщаного шару ґрунту та зменшити ризик розрідження.

3. У поєднанні з інтелектуальною технологією будівництва

– Точний контроль пропорцій: моніторинг вмісту вологи та змін міцності шламу в режимі реального часу за допомогою датчиків Інтернету речей, динамічне регулювання кількості доданого затверджувача.

– Автоматизоване будівельне обладнання: безпілотна машина для змішування паль, 3D-друк затверділих ґрунтових конструкцій та інші нові технології для подальшого підвищення точності та ефективності будівництва.

Завдяки технологічним інноваціям та інженерній практиці, система стабілізації ґрунту успішно вирішила проблеми захисту навколишнього середовища, вартості та ефективності традиційної обробки фундаментів. Її переваги в зміцненні фундаменту та пальовому кріпленні відображаються не лише в покращенні міцності та скороченні термінів будівництва, але й у сприянні трансформації інженерного будівництва в напрямку “переробки ресурсів та екологічності”. Завдяки технологічній ітерації та політичній підтримці, очікується, що ця система стане одним з основних рішень у галузі геотехнічної інженерії в майбутньому.