Chemical Grouting Formulation of Subsidence Soils to Improve the Safe Operation of Buildings and Structures
Keywords:
SAFE EXECUTION OF WORKS, LABOUR PROTECTION OF WORKERS, SUBSIDENCE SOILS, BASE STIFFNESS COEFFICIENT, PHYSICAL AND CHEMICAL METHODAbstract
The article is devoted to the development of an environmentally friendly chemical composition that fixes subsidence soils. The analysis of existing methods of increasing the rigidity of such bases is carried out. The extensive literature review devoted to increasing the rigidity and strength of subsidence soils is given. The article gives the concept of weak soils silication, describes the conditions of its application, characterizes the method from the point of view of the environmental safety. Laboratory experiments conducted by the author have shown the disadvantages of existing fixing compounds. Their imperfection in the rate of gelation, penetrating ability, the level of the soil mass contamination with non-decomposing chemical elements and the impossibility of forming a siloxane screen are shown. The experiments carried out showed the need to introduce a 0,05 % aqueous solution of Ecofloc anionic polyacrylamide into the formulation as a polymer stabilizer in order to increase the environmental safety of the soil stabilization process. With the introduction of this stabilizer into the subsiding soil, chemically resistant and strong compounds are formed, giving the soil mass a more ordered structure, with the formation of a primary structural framework, overgrown with calcium hydrosilicates, and, ultimately, creating a material of very high strength and low water absorption capacity.
To study the working capacity of the developed composition, a full-scale experiment was carried out for partial subsiding soil solidification, which is the base under the building of the school №. 3 in Mariupol. The importance of developing new methods to improve the reliability of construction facilities is shown. The method of partial subsiding soil solidification is presented, which was modelled in height by changing the percentage ratio of the subsidence and fixed layer within the working thickness of the subsidence soil. The results of numerical studies of the stiffness coefficient impact of partially stabilized soil on the deflected mode of structures are presented. The regularity of the change in the stiffness coefficient of the Cz base from the percentage of partial subsiding base solidification in height is established. The ecological safety of the developed fixing solution is substantiated, the recommendations are given to ensure the safe execution of partial soil fixing works, rules for safety and labour protection of workers on the construction site are given.
References
Shvets, V. B. Prognosis of Foundations Under the Load Increasing in Time and Cyclic / V. B. Shvets, V. G. Shapoval, S. P. Candzuba,
S. O. Popovichenko // Theoretical Foundations in Civil Engineering. – Warsaw, 1994. – PP. 221–225.
Massarsch, K. R. Deformation Properties of Fine-Grained Soils From Seismic Tests. Keynote Lecture / K. R. Massarsch // International Conference on Site Characterization, ISC’2, 19–22 Sept. – 2004, Porto. – 14 p.
Грунтоведение / В. Т. Трофимов, В. А. Королев, Е. А. Вознесенский [и др.] ; под ред. В. Т. Трофимова. – 6-е изд., переработ, и доп. – Москва : Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с. – ISBN 5-211-04848-2.
Черныш, А. С. Механика грунтов / А. С. Черныш, Н. Н. Оноприенко, А. О. Лютенко. – Белгород : Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2013. – 129 c. – Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. – URL: https://www.iprbookshop.ru/57589.html .
Шешеня Н. Л. Современные методы изменения свойств слабых дисперсных грунтов оснований зданий и сооружений / Н. Л. Шешеня / Вісник ОНУ. Серія: Географічні та геологічні науки. – 2013. – Т. 18, вип. 1(17) – С. 163–168.
Пыхтеева, Н. Ф. Механика грунтов / Н. Ф. Пыхтеева, В. В. Букша, В. И. Миронова ; под редакцией Л. Н. Аверьянова. – Саратов : Вузовское образование, 2018. – 94 c. – ISBN 978-5-4487-0305-8. – Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. – URL: https://www.iprbookshop.ru/77220.html .
Шабанова, Н. А. Коллоидная химия нанодисперсного кремнезема / Н. А. Шабанова. – 2-е изд. – Москва : Лаборатория знаний, 2020. – 329 c. – ISBN 978-5-00101-899-5. – Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. – URL: https://www.iprbookshop.ru/98544.html .
Машкин, Н. А. Материалы и технологии закрепления грунтовых массивов, оснований и откосов / Н. А. Машкин, В. С. Молчанов. – Новосибирск : Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), ЭБС АСВ, 2016. – 121 c. – ISBN 978-5-7795-0807-0. – Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. – URL: https://www.iprbookshop.ru/68784.html .
Нигматуллин, Э. Н. Обоснование механизма гелеобразования в растворах полисиликатов натрия при действии кислот / Э. Н. Нигматуллин, Х. И. Акчурин, Л. Е. Ленченкова / Нефтегазовое дело : электронный научный журнал – 2012. – № 3. – С 375–383.
Пимнева, Л. А. Физико-химические основы укрепления грунтов / Л. А. Пимнева. – Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2020. – 98 c. – ISBN 978-5-9961-2321-6. – Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. – URL: https://www.iprbookshop.ru/115068.html .
ТУ 2414-002-74301823-2007. Полимеры акриламида полифлок : утверждено ОАО «Полифлок» : дата введения с 20 февраля 2007 г. – Ленинск-Кузнецкий, 2007. – 37 с.
Патент № UA 114230 U Україна, МПК G01N 3/24 (2006.01). Установка для дослідження тиксотропних характеристик ґрунтів : № u 2016 04899 : заявл. 04.05.2016 : опубл. 10.03.2017 / Висоцкий С. П., Писаренко А. В. – 5 с.
ДСТУ Б В.2.1-4-96. Грунти. Методи лабораторного визначення характеристик міцності і деформованості : державний стандарт України : видання офіційне : прийнятий МНТКБ 15 травня 1996 р. : введений на заміну ГОСТ 12248-78, ГОСТ 17245-79 / розроблений Державним підприємством науководослідним, проектно-вишукувальним і конструкторсько-технологічним інститутом основ і підземних споруд
ім. М. М. Герсеванова. – Київ : Державний комітет України у справах містобудування і архітектури, 1997. – 107 с.
ДБН В.1.1-5-2000. Захист від небезпечних геологічних процесів. Будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих грунтах : [в 2 частинах] : видання офіційне : затверджені наказом Держбуду України від 30.12.99 р. № 314 : дата введення 2000-06-01 / розроблені НДІБК Держбуду України ; КиївЗНДІЕП Держбуду України. – Київ : Державний комітет будівництва, архітектури та житлової політики України, 2000.
Программный комплекс ЛИРА-САПР. 2013 / Д. А. Городецкий, М. С. Барабаш, Р. Ю. Водопьянов, В. П. Титок, А. Е. Артамонова ; под редакцией академика РААСН А. С. Городецкого – Киев–Москва : Электронное издание, 2013 г. – 376 с.
СНиП 2.01.15-90. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических про-цессов. Основные положения проектирования : издание официальное : утвержден постановлением Госстроя СССР от 29 декабря 1990 г. № 118 / разработан ПНИИИСом НПО «Стройизыскания» Госстроя РСФСР. – Москва : Арендное производственное предприятие ЦИТП 1991. – 32 с.
СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий : издание официальное : приняты и введены в действие с 1 января 1996 г. в качестве норм Российской Федерации постановлением Минстроя России от 27 ноября 1995 г. № 18-100 / разработаны производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве. – Москва, 1996. – 8 с.
СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011. Освоение подземного пространства. Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве : Национальное объединение строителей : издание официальное : утвержден и введен в действие Решением Совета Национального объединения строителей, протокол № 22 от 05.12.2011 г. : введен впервые / разработан Филиалом ОАО ЦНИИС «НИЦ «Тоннели и метрополитены». – Москва : БСТ, 2011. – 68 с.
