Синтетические смолы, которые в специальной химической ли­тературе называют полимерами, находят разнообразное применение в современной технике благодаря их высоким качествам. В последнее время их стали применять и в строительстве для закрепления мелких песков и устройства в них противофильтрационных завес. Проведенными исследованиями и опытными работами показана также возможность закрепления ими лессовых грунтов в целях устранения их просадочных свойств.

  В современной литературе по фундаментостроению этот способ закрепления грунтов называют смолизацией, а применяемые ма­териалы - смолами. Однако следует иметь ввиду, что в трудах по другим вопросам строительной техники можно встретить вместо смол идентичное их наименование - полимеры.

 Исследования по закреплению грунтов смолами начали произ­водить в НИИ оснований Госстроя СССР и других организациях с 1956 г. В этих работах изучалось практическое применение карба­мидных и фурфурольных смол. Эти смолы используют и в зарубеж­ной практике строительства. Известно, в частности, достаточно ши­рокое применение фурфурольных смол для закрепления песчаных грунтов французской фирмой «Солэтанж».

У нас для закрепления грунтов применяют преимущественно карбамидные смолы. Эти смолы представляют собой сиропообраз­ную жидкость удельного веса 1,15 - 1,2, легко растворимую в воде. Наибольшее распространение из них имеют смолы, извест­ные в технике под названием «Крепитель М».

 Лабораторные опыты и полевые исследования с карбамидными смолами показали, что прочность закрепленных песчаных грунтов может достигать 5 МПа. Для некоторых других модификаций этих смол она может быть еще выше. Практически считают, что про­чность песков, закрепленных карбамидными смолами, находится в пределах 2÷3 МПа.

   Для нагнетания в грунт смолу обычно разводят в равном по объему количестве воды. Вязкость разведенной смолы резко умень­шается. Это обеспечивает возможность ее нагнетания в мелкие пески и лессы, если коэффициент фильтрации находится соответственно в пределах 0,5 ÷ 5,0 и 0,1 ÷ 2,0 м/сутки. Нагнетание смолы ведут инъекторами. Работы выполняют так же, как и при силикатизации.

   Для отвердения смолы применяют в качестве коагулянта 2-5 - процентный раствор соляной кислоты. Его вводят в нагнетаемую жидкость непосредственно перед ее употреблением в количестве от 2 до 5 частей от объема смолы. Процесс гелеобразования (отвер­дение) начинается через 1,5-4 ч после введения добавки, что для каждой партии уточняют опытным путем. За этот срок раствор кар­бамидной смолы успевает под давлением 1 ÷ 3 ат распространиться в стороны от инъектора на расстояние 0,6 ÷ 1,0 м. Это и определяет радиус происходящего вокруг него закрепления грунта.

  Чтобы получить массив закрепленного грунта необходимых размеров, ведут повторные погружения инъектора в соседних зара­нее намеченных точках. При наличии в грунте известковых солей, создающих щелочную среду, необходима предварительная его промывка 3-процентным раствором соляной кислоты.

Термическое закрепление

  Термическое закрепление применяют в лессовых грунтах для устранения их просадочных свойств. В первых опытах по термиче­скому закреплению, произведенных Н. А. асташевым в 1936 г., горячие газы поступали из печи в скважину по трубе и под давлением распространялись в толще окружающего грунта, производя его обжиг.

  В 1955 г. этот способ был усовершенствован в ЮЖНИИ по строительству И. М. Литвиновым с группой сотрудников. Сжигание топлива производили не в печи, а в устье самой скважины, герме­тически закрытой сверху, куда для обеспечения горения кислородом нагнетали воздух под давлением 0,15 ÷ 0,5 ат.

  Для обжига здесь применяют жидкое и газообразное топливо.

Режим его горения выбирают таким, чтобы образующиеся газы не вызывали плавления грунта в стенках скважины, которое имеет место при температуре 1200-1400°. В скважинах с оплавленными стенками может произойти закупорка пор, а это вызывает резкое сокращение притока горячих газов в его толщу.

  Термическое закрепление доступно в лессовых грунтах при коэф­фициенте воздухопроницаемости 0,2-0,4 см/сек. Глубина скважин обычно бывает не более 15 м , но при малой мощности закрепляемого грунта

(до 3 м ) применять обжиг нерационально. Считают, что для образования вокруг скважины цилиндрического тела из термически закрепленного грунта диаметром до 2-2,5 м требуется примерно 80-120 кг жидкого топлива на каждый 1 м ее глубины, а время обжига может колебаться в пределах 5 - 10 дней.

  Обожженный грунт не размокает и не набухает, повышается его морозоустойчивость. Вместе с тем он приобретает повышенную водопроницаемость, не изменяющуюся во времени, что превращает его в своеобразный фильтр. Через такой «фильтр» вода может про­никнуть к его подошве и вызвать замачивание залегающего под ним незакрепленного грунта. Поэтому термическое закрепление следует считать надежным, когда образующиеся керамические тела прорезают всю просадочную толщу и опираются на устойчивый непросадочный грунт.

   Для закрепленного обжигом грунта модуль деформации прини­мают в пределах 20 – 30 МПа, а его сопротивление внешним на­грузкам оценивают величиной 0,4 – 0,6 МПа. При этом сопротивление сжатию необожженного грунта, находящегося между керамически­ми столбами, не учитывают.