Système de solidification du sol pour la solidification et le battage des fondations

Dans le domaine du génie civil, la stabilisation des sols est essentielle pour assurer la stabilité et la durabilité des bâtiments. Bien que les méthodes traditionnelles de traitement des fondations, telles que le remblai de remplacement, le malaxage profond ou le préchargement, soient largement utilisées, elles se heurtent à des problèmes tels que leur coût élevé, la longueur des travaux et la pollution environnementale. Avec l'approfondissement des concepts de protection de l'environnement et les progrès technologiques, le système de solidification des sédiments est progressivement devenu une solution innovante pour le traitement des fondations et l'ingénierie des pieux.

Principe technique du système de solidification des boues

Les méthodes de stabilisation des sols in situ consistent à ajouter des matériaux solidifiants (tels que du ciment, de la chaux, des scories, des déchets solides industriels, etc.) à des boues à forte teneur en eau et à faible résistance, et à utiliser des réactions physiques et chimiques pour modifier la structure du sol et former un corps solidifié à haute résistance et à faible perméabilité. Son processus principal est le suivant :

1. Mélange des matériaux : Le limon et l'agent solidifiant sont mélangés uniformément en proportion pour former un mélange homogène.

2. Réaction chimique : Les ingrédients actifs de l'agent de durcissement (tels que CaO, SiO₂) réagissent avec l'eau et les minéraux argileux du limon par hydratation et échange d'ions pour former une substance gélifiante (telle que le gel CSH).

3. Renforcement structurel : La substance gélifiante remplit les pores du sol pour former une structure de réseau dense, améliorant considérablement la résistance à la compression et l'anti-perméabilité.

Cette technologie convient non seulement au limon dragué des rivières et des lacs, mais peut également traiter des déchets tels que les déblais d'ingénierie et les boues de construction, transformant ainsi les déchets en trésor.

Les principaux avantages du système de solidification du sol dans le traitement des fondations

1. Des avantages environnementaux significatifs, conformes au concept de construction verte

Utilisation des ressources en déchets : Stabilisation du sol pour fondation nécessite le transport d’une grande quantité de terre de qualité inférieure et le remplacement de sable et de gravier, ce qui entraîne des coûts de transport élevés et des conséquences environnementales. Innovations en matière de stabilisation des sols peut traiter directement les déchets limoneux sur place, réduire les travaux d'excavation et d'enfouissement et réduire les émissions de carbone.

Réduire la propagation de la pollution : Le limon solidifié retient les métaux lourds et les matières organiques pour éviter toute pollution secondaire. Par exemple, un projet de dragage fluvial à Wuhan a utilisé la technologie de solidification pour convertir 100 000 mètres cubes de limon en matériaux de fondation, réduisant ainsi la surface occupée par le champ de terre abandonné de plus de 601 TP3T.

2. Efficacité économique exceptionnelle et coût global réduit

Faible coût des matériaux : l'agent de solidification peut être fabriqué à partir de sous-produits industriels (tels que les scories d'acier, les cendres volantes), et le prix unitaire n'est que de 1/3 à 1/2 du sable et du gravier traditionnels.

Période de construction raccourcie : Pas besoin d'attendre le tassement naturel ou d'acheter des matériaux de remplissage, la période de construction peut être raccourcie de 30%~50%

3. Améliorer la capacité portante des fondations et garantir la qualité du projet

La résistance à la compression non confinée du sol solidifié peut atteindre 0,5 à 5 MPa, dépassant de loin les 0,01 à 0,1 MPa du sol meuble naturel, et peut répondre aux exigences de charge des bâtiments à plusieurs étages, des sous-couches routières, etc.

En ajustant le rapport de l'agent solidifiant, différents problèmes géologiques peuvent être résolus de manière ciblée.

4. Grande adaptabilité, résolution de problèmes géologiques complexes

Il peut solidifier efficacement le limon à forte teneur en eau (40%~200%) et à forte teneur en matière organique, particulièrement adapté aux zones dotées de réseaux fluviaux denses et de sols meubles répandus.

Dans les sites étroits ou les projets de fondations profondes, la solidification in situ ou la construction modulaire peuvent être adoptées de manière flexible pour éviter les restrictions à l'entrée de grosses machines.

Application innovante de la technologie de solidification des sols dans les pieux de fondation

1. Remplacer les matériaux de fondation sur pieux traditionnels et optimiser le processus de construction

– Pieux en sol solidifié : Utiliser le limon solidifié directement comme matériau de pieu pour remplacer les pieux préfabriqués en béton ou les pieux tubulaires en acier.

– Amélioration des fondations composites : Ajouter un agent solidifiant au sol entre les pieux pour former une fondation composite « pieu rigide + sol solidifié », ce qui améliore de manière synergique la stabilité globale.

 2. Surmonter les défis des conditions géologiques particulières

– Zone de limon plastique : Sur un projet de pont transocéanique dans le delta de la rivière des Perles, l'épaisseur de la couche de limon plastique atteignait 15 mètres, et les pieux coulés en place traditionnels étaient sujets au retrait. Grâce à la technologie de solidification par projection rotative, le tassement des fondations sur pieux a été maîtrisé à 5 mm près.

– Zone de liquéfaction sismique : L’agent solidifiant peut augmenter la densité de la couche de sol sableux et réduire le risque de liquéfaction.

3. Combiné avec une technologie de construction intelligente

– Contrôle précis des proportions : surveillance en temps réel de la teneur en humidité des boues et des changements de résistance grâce à des capteurs IoT, ajustant dynamiquement la quantité d'agent de durcissement ajoutée.

– Équipements de construction automatisés : machine de mélange de pieux sans pilote, impression 3D de structures de sol solidifiées et autres nouvelles technologies pour améliorer encore la précision et l’efficacité de la construction.

Grâce à l’innovation technologique et à la pratique de l’ingénierie, système de stabilisation des sols a résolu avec succès les problèmes de protection de l'environnement, de coût et d'efficacité des fondations traditionnelles. Ses avantages en matière de solidification et de battage des fondations se traduisent non seulement par une amélioration de la résistance et un raccourcissement des délais de construction, mais aussi par une transformation des travaux publics vers le recyclage des ressources et le respect de l'environnement. Grâce à l'évolution technologique et au soutien des politiques publiques, ce système devrait devenir l'une des solutions phares de la géotechnique à l'avenir.