Методические рекомендации по защите откосов скальных выемок аэрированными цементно-песчаными растворами (46147)

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

УТВЕРЖДАЮ:

ЗАМ. ДИРЕКТОРА ИНСТИТУТА

(И. НАСЕДКИН)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАЩИТЕ ОТКОСОВ СКАЛЬНЫХ ВЫЕМОК АЭРИРОВАННЫМИ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫМИ РАСТВОРАМИ

МОСКВА 1972

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Методические рекомендации предназначены для руководства при проектировании и производстве работ по защите откосов выемок, сложенных скальными и полускальными породами, от процессов физического выветривания и разрушения путем нанесения на них защитных покрытий из аэрированных цементно-песчаных растворов, предупреждающих возможность развития осыпных и обвальных явлений.

Рекомендации разработаны на основе результатов научно-исследовательских работ по изучению аэрированных цементно-песчаных растворов, а также внедрения аэрированных покрытий в производственных условиях, осуществленных Закавказской научно-исследовательской лабораторией ЦНИИСа.

В Рекомендациях использованы материалы «Технических указаний по применению аэрированных растворов для гидроизоляции тоннельных обделок» (ВСН 147-68), а также результаты исследовательских работ и производственных внедрений, проведенных за рубежом (Англией, Чехословакией) и в СССР (лабораторией сооружения тоннелей и метрополитенов ЦНИИСа, кафедрами строительных материалов ЛИИЖТа и строительного производства и стройматериалов Грузинского политехнического института им. В.И. Ленина и тоннельно-мостовым отрядом № 2 Дорстройтреста Закавказской железной дороги).

Зам. директора института

                                                                                          (И. НАСЕДКИН)

Руководитель отделения

                    СП                                                                 (Б. ЦВЕЛОДУБ)

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Работы по устройству защитных покрытий из аэрированных цементно-песчаных растворов предусматривают:

а) инъекцию имеющихся трещин в скальной и полускальной породах;

б) нанесение защитного слоя толщиной от 50 до 150 мм на скальные и полускальные откосы выемок по металлической сетке или без нее.

1.2. При проектировании и производстве работ по защите откосов скальных и полускальных выемок от выветривания и разрушения аэрированными цементно-песчаными растворами, кроме требований настоящих Рекомендаций, должны соблюдаться требования действующих государственных стандартов, противопожарных и санитарных норм по технике безопасности, а также других общесоюзных норм строительного производства.

Настоящие Рекомендации не распространяются на откосы выемок, проложенных в обычных нескальных породах.

1.3. Применение аэрированных цементно-песчаных растворов для устройства защитных покрытий на откосах скальных и полускальных выемок возможно только при условии общей устойчивости откоса, определяемой расчетом или методом природной аналогии со смежными склонами, находящимися в течение длительного геологического времени в состоянии устойчивости. При этом обрабатываемые под защитные покрытия откосы выемок должны быть предварительно расчищены от пород, создающих угрозу произвольных вывалов.

1.4. При мощности выветрившегося слоя на обрабатываемой поверхности до 150 мм аэрированными цементно-песчаными растворами покрывают откос после удаления этого слоя.

При мощности выветрившегося слоя более 150 мм аэрированные цементно-песчаные растворы наносят по предварительно навешиваемой металлической сетке с удалением выветрившегося слоя на глубину до 50 мм.

В районах с сейсмичностью восемь и более баллов (по шкале ГОСТ 6249-52) защитные покрытия наносят во всех случаях по металлической сетке.

Сейсмическое районирование территории СССР принимают по СНиП II-А.12-69.

1.5. Проект защиты откосов скальных и полускальных выемок аэрированными цементно-песчаными растворами разрабатывается на основании следующей технической документации:

а) акта натурного осмотра состояния откосов;

б) снятых поперечных профилей выемок;

в) результатов инженерно-геологических и гидрогеологических обследований;

г) карточек формы ПУ-9 (деформирующихся мест земляного полотна).

1.6. Проект защиты откосов аэрированными растворами должен включать:

а) краткую пояснительную записку с описанием защищаемого участка, характеристику намечаемых мероприятий и их технико-экономическое обоснование;

б) план и поперечные профили всей площади защищаемого откоса, выполненные соответственно в масштабах 1:1000 - 1:500 и 1:200 - 1:100;

в) данные о мощности выветрившегося с поверхности слоя, подлежащего удалению;

г) план расположения и глубину закладки анкеров, их конструкцию и тип металлической сетки;

д) предъявляемые к защитному покрытию требования по его толщине, прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, адгезии и др.;

е) схему организации производства работ (технологию приготовления и нанесения аэрированных растворов, перечень и комплектность специального оборудования, а также потребность в рабочей силе и основных материалах);

ж) смету, калькуляцию и единичные расценки;

з) календарный план работы.

1.7. Аэрированные цементно-песчаные смеси для защитных покрытий должны иметь следующие физико-механические свойства:

Подвижность по погружению стандартного конуса ЦНИИЛа............. 9 - 12 см

Расслаиваемость......................................................................................... Не более 2 см3

Объем воздуха, вовлеченного в растворную смесь................................. 20 - 40 %

В затвердевшем виде аэрированные растворы должны иметь следующие физико-механические свойства:

Предел прочности на сжатие в возрасте 28 дней.. 80 - 220 кГ/см2

Водонепроницаемость при толщине ?? = 5 см....... 3  5 атм

Морозостойкость...................................................... 300 стандартных циклов испытания

Модуль упругих деформаций.................................. Не более 200000 кГ/см2;

Коэффициент теплопроводности........................... 0,15 - 0,35 ккал/м  ч ?? град

Сцепление (адгезия) со скальной породой............ Не менее 5 кГ/см2.

1.8. Внешний слой защитного покрытия из аэрированных цементно-песчаных растворов должен выполняться под «шубу».

1.9. Устройство защитных покрытий из аэрированных цементно-песчаных растворов рекомендуется производить при температуре не ниже +5 °С.

В исключительных случаях допускается ведение этих работ при более низких температурах, но не ниже -5 °С, с соблюдением требований, приводимых в п. 2.9-а, 2.11 настоящих Рекомендаций.

II. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АЭРИРОВАННЫХ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ РАСТВОРОВ

2.1. Составными компонентами аэрированных цементно-песчаных растворов являются цемент, песок, вода и специальная вспенивающая добавка.

2.2. Для приготовления аэрированных растворов можно применять цементы, отвечающие требованиям ГОСТ 10178-62; портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности.

2.3. Применяемые цементы должны иметь марку не ниже 300 (ГОСТ 310-60).

2.4. Песок (морской, речной, горный или искусственного дробления) должен быть просеянным, с крупностью зерен не более 3 мм. По содержанию глинистых частиц и органических примесей песок должен соответствовать требованиям ГОСТ 8735-65 и ГОСТ 8736-67.

2.5. Вода для затворения аэрированной цементно-песчаной смеси должна отвечать требованиям для затворения обычного бетона (СНиП I-В.3-62 п. 1.20).

Разрешается применять для приготовления аэрированных растворов минерализованные природные воды, если показатели химического состава воды следующие:

Общее содержание солей, мг/л.................................... Не более 30000

Содержание ионов , мг/л....................................... Не более 5000

Водородный показатель «рН»...................................... Не менее 4

2.6. В качестве вспенивающих добавок в аэрированных цементно-песчаных смесях следует применять синтетические анионоактивные или синтетические неионогенные тензиды.

Количество вспенивающей добавки, вводимое в растворную смесь, зависит от процентного содержания в ней активного вещества.

Расчетное содержание активного вещества вспенивающих добавок приведено в табл. 1.

2.7. Жидкие вспенивающие добавки анионоактивных тензидов устойчивы при температурах не ниже +5 °С. При более низких температурах наблюдается образование геля и выделение соли. При легком нагревании соли быстро растворяются, и вспенивающие добавки переходят в нормальное состояние, не теряя своих качеств.

Таблица 1

2.8. Для ускорения твердения аэрированных цементно-песчаных растворов можно применять следующие добавки:

а) кальций хлористый (ГОСТ 450-58);

б) натрий хлористый в виде технической соли (ГОСТ 4233-66);

в) стекло натриевое жидкое (силикат натрия технический, ГОСТ 13078-67);

г) калий углекислый технический (поташ, ГОСТ 10690-63);

д) натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия кристаллический, ГОСТ 244-68).

Допускается вводить в аэрированные цементно-песчаные смеси смолу МФ-17, удовлетворяющую требованиям ВТУ МХП 2538-51, в количестве 2 - 3 % от веса цемента, для повышения водонепроницаемости и адгезии растворов и уменьшения усадочных явлений. В качестве отвердителя смолы МФ-17 следует применять 10 %-ную щавелевую кислоту (ГОСТ 5873-51) в количестве 20 % от веса смолы.

Применение других добавок допускается только при положительных результатах опытной проверки их применения.

2.9. При выборе добавки - ускорителя твердения аэрированных цементно-песчаных растворов - необходимо руководствоваться следующими положениями:

а) добавки в виде хлористого натрия и хлористого кальция следует применять при производстве работ в холодное время года при температуре воздуха не ниже -5 °С.

Рекомендуемые концентрации водных растворов этих добавок для введения в аэрированные цементно-песчаные смеси приведены в табл. 2.

Таблица 2

Общее количество безводных солей хлоридов в аэрированных цементно-песчаных смесях должно быть не более 20 % от воды затворения и не более 5 % от веса цемента;

б) добавки в виде силиката натрия следует вводить в аэрированные цементно-песчаные смеси в количестве 5 % от веса цемента для быстрого схватывания раствора при нанесении его на обводненную скальную поверхность. Ввиду того, что аэрированный цементно-песчаный раствор с этой добавкой схватывается через 5 - 6 мин, раствор силиката натрия подают под давлением непосредственно к соплу (трехпоточный пистолет);

в) добавку в виде углекислого калия и серноватисто-кислого натрия следует применять, если необходимо наносить аэрированные цементно-песчаные растворы в несколько слоев за смену.

Углекислый калий и серноватистокислый натрий вводят в смесь в количестве 2 % от веса цемента.

Аэрированные цементно-песчаные растворы с добавкой углекислого калия не разрешается наносить без предварительно навешенной металлической сетки, так как углекислый калий, взаимодействуя с пеной, значительно снижает эффект аэрации, уменьшая при этом силы адгезии и когезии раствора.

2.10. Дозировка ускорителей твердения должна, как правило, уточняться на основании результатов опытных образцов, изготовленных из пробных замесов аэрированной смеси того же состава и на том же цементе, что и аэрированная смесь, предназначенная для защитных покрытий.