Top 4 Techniken zur Verbesserung des weichen Bodens

Dieser Artikel beleuchtet die vier obersten Techniken zur Verbesserung von weichem Boden. Die Techniken sind: 1. Steinsäulen 2. Chemische Injektion 3. Geotextilien 4. Ungleiche Besiedlung.

Technik Nr. 1. Steinsäulen:

Steinsäulen sind verdichtete Säulen aus Kies oder Schotter, die in einem weichen Boden unterhalb des Fundaments installiert sind. Die Steinsäulen bieten eine vertikale Unterstützung für die Last, die von der darüberliegenden Struktur übertragen wird. Sie sorgen auch für die Entwässerung des Bodens. Diese Säulen bieten auch Widerstand gegen horizontale oder geneigte Scherung wie bei normalen Pfählen.

Konstruktion:

Zylindrische Löcher werden durch Vibrationssonde hergestellt, die im Strahlverfahren mit Hilfe von Mantelrohren durchdringt, die durch ihr Eigengewicht herabgesetzt werden. Der Durchmesser der Löcher beträgt 0, 60 bis 1, 00 m. Das Loch ist mit Kies oder Schotter gefüllt.

Die Füllung wird gleichzeitig verdichtet, wenn sie in Schichten von 0, 4 bis 0, 8 m Tiefe gefüllt werden und das Mantelrohr herausgezogen wird. Die Säulentiefe hängt vom Bodenzustand ab und kann bis zu 20, 0 m betragen. Die Säulen sind in einer Konfiguration aus quadratischen oder rechteckigen Gittern installiert und in Abständen von 1, 50 bis 3, 50 m angeordnet.

Das Hauptanliegen der Säule unter der Stiftung ist ihre Unterstützungskapazität und Abwicklung. Die Tragfähigkeit einer Steinsäule hängt vom passiven Widerstand des weichen Bodens ab, der gegen radiales Wölben mobilisiert werden kann, und vom Reibungswinkel des verdichteten Materials in der Säule.

Die erforderliche Mindesttiefe der Säule in weichem Boden kann basierend auf der Scherfestigkeit entlang der Seiten und der Endtragfähigkeit geschätzt werden.

Mehrere Methoden zur Bestimmung der Tragfähigkeit und des Belastungssiedlungsverhaltens von Steinsäulen auf der Grundlage empirischer Schätzungen und Analysemethoden weisen darauf hin, dass die zulässige vertikale Spannung δ v auf einer einzelnen Säule ausgedrückt werden kann durch:

Dabei ist τ die nicht entwässerte Scherfestigkeit des weichen Bodens und FS der Sicherheitsfaktor, der normalerweise als 3 empfohlen wird.

Technik Nr. 2: Chemische Injektion:

Beim Verfugen handelt es sich um einen Prozess, bei dem flüssigkeitsähnliche Materialien entweder in Suspension oder in Lösung für einen oder mehrere Zwecke in unterirdischen Boden oder Gestein injiziert werden:

ich. Durchlässigkeit verringern,

ii. Schubspannungsfestigkeit erhöhen und

iii. Kompressibilität verringern.

Die Kosten für die Verbesserung des Bodens durch Verfugen sind vergleichsweise hoch als bei anderen Verfahren, weshalb seine Anwendung nur in besonderen Fällen begrenzt ist.

Verschiedene Fugenarten:

ich. Permeationsinjektion:

Der Mörtel füllt die Bodenporen. Das Volumen oder die Struktur des Bodens wird nicht wesentlich verändert.

ii. Verdrängungsinjektion:

Der Mörtel, der eine steife Mischung ist, füllt Hohlräume aus und bleibt mehr oder weniger intakt und übt Druck auf den Boden aus und dichtet das Medium ab.

iii. Kapselung oder unkontrollierte Verdrängungsinjektion:

Der Mörtel wird unter hohem Druck eingespritzt. Der Boden wird hydraulisch gebrochen und es treten Risse auf. Mörtel dringt schnell in die gebrochene Zone ein und schichtet ein, dringt jedoch nicht in den einzelnen Boden ein.

Arten von Mörtel:

ich. Permeationsmörtel gibt es zwei Arten:

Partikel- oder Suspensionsmörtel bestehen aus Zement, Erde oder Ton oder einer Mischung davon.

ii. Chemische Mörtel bestehen aus verschiedenen Materialien in Lösung.

iii. Verdrängungsmörtel oder Verdichtungsmörtel sind steife Mischungen aus Zement, Erde und / oder Ton und Wasser.

Kalkaufschlämmungen sind am häufigsten verwendete Vergußmörtel.

Vorteile der chemischen Verfugung:

Chemische Mörtel haben bestimmte Vorteile gegenüber Partikelmörteln:

ich. der Mörtel kann kleinere Poren durchdringen,

ii. Das Verfugen kann für die eingestellte Zeit besser gesteuert werden.

Die Technologie chemischer Mörtel ist jedoch komplex und die Kosten hoch.

Die häufigsten chemischen Mörtelklassen sind:

Silikate, Lignine, Harze, Acrylamindes und Urethene.

Mörtel mit 25 bis 30 Prozent Silikaten sind typische Wasserabdichtungsanwendungen.

Natriumsilicat (Na 2 SiO 4, auch als "Wasserglas" bezeichnet) ist als relativ kostengünstige wässrige Lösung im Handel erhältlich.

Methoden der Injektionsausrüstung:

Die Wahl der Fugenmethode hängt von diesen Faktoren ab:

ich. Spezifische Funktion der Verfugung,

ii. Vergussmaterial, das verwendet werden würde, und

iii. Merkmale des Mediums.

Löcher, die für das Verfugen benötigt werden, werden normalerweise mit Drehgeräten gebohrt. Die Löcher haben im Allgemeinen einen Durchmesser von 40 mm und sind von Mitte zu Mitte in einem Abstand von 1, 3 bis 3, 5 m angeordnet. Ein Gehäuse wird eingesetzt, durch das der Mörtel eingespritzt wird.

Arten der Verfugung:

ein. Bodeninjektion - Die Injektion beginnt in der unteren Zone.

b. Eingespritzte Muffenrohreinspritzung - Mehrere Injektionen werden durch das Doppelpackersystem auf gleicher Höhe durchgeführt.

c. Gleichzeitiges Bohren und Verfugen beginnt mit dem Bohren.

Auswirkungen chemischer Injektionen auf die Umwelt:

Vor der Entscheidung über chemische Injektionen sollten intensive Studien durchgeführt werden, um die wahrscheinlichen Auswirkungen der für die Injektion vorgesehenen Chemikalien, insbesondere auf das Grundwasser, zu ermitteln. Es sollten Methoden entwickelt werden, um das Schadstoffpotenzial der einzuspritzenden Chemikalien zu erkennen und abzuschätzen.

Technik Nr. 3. Geotextilien:

Geotextil wird auch Geosynthese, Geogitter usw. genannt.

Geotextil ist der genetische Name eines breiten Spektrums synthetischer Membranprodukte, die aus Materialien wie Polyester, Polypropylen, Polythylen usw. hergestellt werden. Sie sind in gewebter und nicht gewebter Form und dann in verschiedenen Arten von Bindungen wie thermischer Bindung und chemischer Bindung erhältlich und sogar ungebunden.

Verwendung von Geotextil in Bauarbeiten:

ich. Trennung,

ii. Verstärkung,

iii. Drainage,

iv. Erosionsschutz und

v. Bildung einer undurchlässigen Membran.

Die wichtigsten Funktionen in Bezug auf die Bodenverbesserung sind Verstärkung und Entwässerung.

Verstärkungsfunktion:

Geotextil mit angeborenen Dehnfähigkeiten kann gut gespannte Materialien ergänzen. Geotextil mobilisiert seine Zugfestigkeit durch Verformung der Unterlage. Es erhöht nicht nur die Tragfähigkeit des Bodens, sondern auch die Verwendung von Geotextilien zur Bodenstabilisierung hängt stark von der textilen Kapazität des Gewebes ab. Aufgrund der hervorragenden Filtereigenschaften von Geotextilien, die aus Herstellungsverfahren resultieren, sind sie sehr gut geeignete Materialien für die Entwässerungsfunktion unter der Oberfläche.

Mechanismus der Geotextilwirkung:

Das Gewebe im Boden wird durch die Verformung aufgrund von aufgebrachten Belastungen unter Spannung gesetzt. Dies wiederum reagiert mit dem Medium, das sich in Kontakt befindet, und erhöht dessen effektive Begrenzung und damit auch seine Steifheit. Die Nützlichkeit von Geweben nimmt mit abnehmender Festigkeit der Unterlage deutlich zu.

Die Verwendung der Geotextilien verbessert nicht nur die mechanischen Eigenschaften des Bodens, sondern auch seine hydraulischen Funktionen.

Die meisten Entwurfsverfahren basieren auf empirischen Ansätzen. Das Design hängt von Variationen der Parameter ab.

In weichem Boden, wo der Aufbau des Fundaments als nicht günstig angesehen wird, kann ein Geotextil mit den oben genannten Eigenschaften die Festigkeit des Bodens unter dem Fundament verbessern.

Geotextil ist seit den 1990er Jahren sprunghaft gewachsen. Sie hat die Bodenverstärkung und -stabilisierung des Bodens revolutioniert.

Es kann verwendet werden, um die Tragfähigkeit schwacher Böden und erdbefüllter Matratzen zu erhöhen.

Natürliche Geokunststoffe:

Die Stärke von Jute- und Kokos-Textilien ist nicht weniger als die von Geokunststoffen im eingebauten Zustand.

Die Festigkeit (Haltbarkeit) kann durch verschiedene Behandlungen erhöht werden. Die natürlichen Geotextilien sind ziemlich schnell abbaubar. Diese Materialien können zur kurzfristigen Festigkeitsanforderung verwendet werden. Nach der Verwendung werden die natürlichen Geotextilien abgebaut und der Boden stabilisiert.

In Japan wird natürliches Geotextil unter dem Namen Geojute verwendet.

Technik Nr. 4. Ungleiche Abrechnung:

Wenn die Ansiedlung von Teilen des Fundaments unterschiedlich ist, spricht man von ungleicher oder differenzieller Abrechnung. In der Regel folgen strukturelle Risse in den Gebäuden, wenn die Differenzsiedlung den zulässigen Grenzwert von 0, 003 cm / m bis 0, 007 cm / m überschreitet.

Die differenzielle Abrechnung tritt im Allgemeinen auf:

ein. Ungleichmäßige Beschaffenheit des Bodens

b. Ungleiche Lastverteilung auf Bodenschichten und

c. Exzentrische Belastung der Struktur.