Страница 28: Часть 1 (54218)

5.30. Изложенное в пп. 5.6 и 5.7 о получаемых при закреплении положительных изменениях строительных свойств грунтов и о возможностях практического применения способов их закрепления в полной мере распространяется и на инъекционное химическое закрепление.

По сравнению с другими способами оно имеет два преимущества: одно заключается в том, что осуществляется без нарушения естественной структуры и сложения грунтов, практически исключает их деформации при производстве работ; второе - что под существующими сооружениями оно не нарушает их нормальной эксплуатации.

Таблица 30

* При других значениях характеристик возможность применения силикатизации устанавливается опытным путем.

Примечание. Экстремальные значения прочностей приведены над чертой; средние - под чертой.

5.31. Посредством способа цементации, кроме указанного в п. 5.30, возможно заполнение пустот и полостей больших размеров, образующихся по разным причинам (в том числе карстового происхождения) под фундаментами и в основании существующих сооружений. Этим предотвращается обрушение кровли пустот и обусловленные им недопустимые локальные просадки грунтов, неизбежные при этом повреждения в наземных конструкциях. С помощью цементации крупных пустот в сочетании с силикатизацией и смолизацией грунтов, окружающих эти пустоты, успешно решают такие задачи, как усиление оснований и фундаментов существующих и возводимых вновь зданий и сооружений на закарстованных территориях.

5.32. Для закрепления грунтов в практике строительства следует применять разработанные и опробованные опытом инъекционные химические способы согласно табл. 30. Каждый из способов имеет свою область применения, ограниченную величинами коэффициента фильтрации для песчаных грунтов и значениями коэффициента фильтрации, емкости поглощения в щелочной среде и степени влажности - для просадочных лёссовых грунтов.

5.33. Выбор способов закрепления для конкретных грунтов производится, руководствуясь указанной табл. 30 и данными о гранулометрическом составе, номенклатуре, коэффициенте фильтрации и других характеристиках естественных грунтов, а также проектными требованиями к прочностным и деформационным свойствам закрепленных грунтов.

5.34. Кроме указанных в пп. 5.8, 5.11 и 5.12 положений, имеющих общее значение для всех способов закрепления грунтов, проектом инъекционного химзакрепления устанавливаются и задаются следующие специальные требования, параметры и правила для производства работ по закреплению грунтов этими способами:

технология нагнетания закрепляющих реагентов в грунты посредством погружаемых инъекторов или через инъекционные скважины;

расположение инъекторов (инъекционных скважин) в контуре закрепляемого массива согласно его конфигурации, направление погружения инъекторов (бурения скважин), расстояние между ними и их глубины;

перечень и характеристики применяемых исходных химических и других материалов для приготовления инъецируемых рабочих реагентов (растворов, газов, смесей);

рецептуры (составы) инъецируемых в грунты закрепляющих реагентов и указания по их приготовлению;

способы погружения инъекторов и бурения инъекционных скважин, марки и характеристики применяемого при этом оборудования;

указания по технологии нагнетания, нормам, режиму и последовательности закачек закрепляющих реагентов;

требования и указания по контролю качества закрепления, объемам контрольных работ, а также критерий достаточности выполненных работ.

5.35. В дополнение к положениям, изложенным в пп. 5.10-5.12 о проектах производства работ, имеющих общее значение для всех способов, разработка такого проекта для инъекционного химзакрепления грунтов должна предусматривать:

состав и размещение вспомогательных сооружений на площадке;

обеспечение системами электроснабжения, водоснабжения, теплоснабжения, канализации;

транспортировку материалов;

расчет производительности и интенсивности работ и обеспечения их рабочими кадрами, материалами, механизмами;

составление календарного плана, увязанного с другими строительными работами.

5.36. Для контроля качества инъекционного химзакрепления грунтов под существующими сооружениями кроме общих мероприятий, приведенных в пп. 5.13-5.17, следует в качестве дополнительного и наиболее надежного для этих целей мероприятия применять инструментальные геодезические наблюдения за осадками марок, устанавливаемых снаружи и внутри зданий. Как правило, эти наблюдения должны производиться до, во время и после производства работ по закреплению и продолжаться до прекращения деформаций. Организацию и исполнение наблюдений осуществляют, руководствуясь ГОСТ 24846-81 «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений», Руководством по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений (М.: Стройиздат, 1975).

СИЛИКАТИЗАЦИЯ И СМОЛИЗАЦИЯ

5.37. Силикатизация и смолизация грунтов, как один из видов производства работ в строительстве, представляет собой химическую обработку грунтов различными реагентами нагнетанием их в закрепляемые грунтовые массивы под давлением. В результате достигается целенаправленное, необратимое и долговечное улучшение строительных свойств грунтов.

5.38. С химической точки зрения основу силикатизации и смолизации грунтов составляет явление конденсации неорганических и органических полимеров (крепителей) при их взаимодействии с коагулянтами (отвердителями) и заключается в отверждении полимеров в порах и трещинах грунтов, чем и обеспечиваются указанные выше положительные изменения их строительных свойств.

Рис. 55. Конструктивные схемы инъекционного закрепления грунтов

а - сплошное закрепление; б - армированное закрепление; в - комбинированное закрепление

Рис. 66. Схема организации работ по закреплению грунтов через инъекторы

1 - место складирования химреагентов; 2 - пневмоустановки (или насосы); 3 - верстак; 4 - емкость с водой; 5 - компрессор; 6 - емкость для приготовления рабочих растворов; 7 - насос; 8 - погруженные инъекторы; 9 - нагнетание закрепляющих растворов; 10 - закрепленный грунт; В - вода; PC - закрепляющие растворы или смеси

В качестве крепителей применяются водные растворы силиката натрия (неорганический полимер), а также растворы карбамидных и других синтетических смол (органические полимеры). В качестве отвердителей применяются различные неорганические и органические кислоты и соли с различными химическими добавками; в отдельных случаях отвердителем может быть химически активная часть самих грунтов.

Закрепление грунтов на основе растворов силиката натрия, независимо от применяемых отвердителей, называется силикатизацией, на основе карбамидных и других смол - смолизацией, на основе цементных растворов - цементацией.

Участвующие в процессе инъекционного химзакрепления грунтов химические вещества в растворах или газы называются закрепляющими реагентами.

Рис. 57. Схема организации работ по закреплению просадочных лессовых грунтов через инъекционные скважины

1 - силикаторазварка и растворный узел; 2 - растворовод; 3 - бурение скважин; 4 - закрепление грунтов; 5 - отрытие котлованов; 6 - установка колонн; 7 - колонна

Смесь растворов крепителей и отвердителей рабочих концентраций при однорастворном двухкомпонентном закреплении грунтов называется гелеобразующей смесью.

5.39. С технологической точки зрения закрепление силикатизацией и смолизацией заключается в нагнетании под давлением в поры естественных грунтов отверждающихся и закрепляющих грунты химических растворов (двухрастворный способ), или раствора и газа (двухкомпонентный способ), или одного раствора (однокомпонентный способ), или гелеобразующих смесей из двух компонентов (однорастворные двухкомпонентные способы). Нагнетание закрепляющих реагентов в грунты осуществляется насосами или сжатым воздухом из специальных емкостей через заглубляемые в грунты специальные перфорированные трубы (инъекторы) или через инъекционные скважины. Задаваемые проектом расстановка инъекторов или скважин в плане, углы наклона и нормы закачки химреагентов по глубине должны обеспечивать сплошность массива закрепленного грунта или его заданную конфигурацию и размеры согласно назначенной проектом конструктивной схеме закрепления (рис. 55). На рисунках 56 и 57 показаны принципиальные технологические схемы организации работ по силикатизации и смолизации грунтов в двух вариантах, с применением инъекторов и инъекционных скважин.

5.40. Для повышения эффективности (увеличения прочности и радиуса) закрепления грунтов однорастворными способами силикатизации и смолизации, за исключением однокомпонентной силикатизации просадочных лёссовых грунтов, во многих случаях бывает необходимо или целесообразно производить предварительную химическую обработку (активизацию) грунтов отвердителями.

Необходимость предварительной обработки грунтов отвердителем и нормы его закачки устанавливаются и задаются проектом по результатам специальных лабораторных исследований и опытных работ по закреплению грунтов в натурных условиях. Обычно норму закачки отвердителя для активизации принимают из расчета заполнения им половины объема пор грунта.

5.41. При закреплении грунтов силикатизацией и смолизацией под существующими сооружениями с ветхими трещиноватыми фундаментами (например, под архитектурными памятниками) в качестве вспомогательного мероприятия против вероятных утечек закрепляющих реагентов через полости и трещины в кладке проектом может предусматриваться предварительная уплотнительная цементация фундаментов на контакте подошвы с основанием, называемая вспомогательной цементацией.

Необходимые параметры и данные для вспомогательной цементации и соответствующие рекомендации по производству работ даются в проекте. Работы выполняются согласно правилам, изложенным в пп. 5.98-5.103.

5.42. Закрепление грунтов способами силикатизации и смолизации производится преимущественно посредством вертикально и наклонно погружаемых в грунты сверху вниз инъекторов или забуриваемых инъекционных скважин - с дневной поверхности, с отмостки, или изнутри здания.

Если в силу стесненных условий или по иным причинам закрепление грунтов по технологии с вертикальным заглублением инъекторов и скважин невозможно, то инъекционные работы при закреплении грунтов под существующими сооружениями следует производить по технологии с горизонтальным заглублением инъекторов и скважин из специально пройденных и оборудованных технологических выработок (колодцев, траншей и штолен) и с предварительным химическим закреплением их стенок для предупреждения возможных деформаций сооружений. Данные о конструкции и размерах технологических выработок, а также другие рекомендации по их устройству должны содержаться в проекте.