5.178. В тех случаях, когда толща цементируемых скальных или полускальных грунтов покрыта толщей нескальных грунтов, бурение скважин в нескальных грунтах следует, как правило, производить с обсадкой скважины трубами.
5.179. Бурение скважины и ее инъецирование следует производить одной зоной в пределах мощности цементируемых грунтов, установленной проектом, за исключением случаев, указанных ниже.
Разделение скважин на зоны и поочередное нагнетание раствора в каждую из зон (зональную цементацию) следует производить:
при наличии нескольких горизонтов распространения пустот в грунтах;
при наличии разного характера пустот (по размерам, форме, составу заполнителя) на различных уровнях толщи цементируемых грунтов;
при наличии мелких пустот, рассеянных в грунте;
при цементации трещиноватых скальных пород, окружающих пустоты.
5.180. После бурения скважина в пределах цементируемой части скальных или полускальных пород должна быть очищена от шлама и завалов и промыта вплоть до появления осветленной воды у устья скважины.
В случае поглощения промывочной воды нагнетание воды в скважину производится в течение 10 мин при полной подаче насоса (100-300 л/мин).
5.181. Для подачи раствора пробуренные скважины должны оборудоваться:
обсадной трубой, если цементируемые скальные грунты покрыты толщей несвязных грунтов;
кондуктором, заделанным в скальный грунт, если покровные отложения отсутствуют.
5.182. Подача раствора в полости большого размера без давления (у устья скважины) производится через внутреннюю нагнетательную трубу (или буровой став), опущенную через обсадные трубы или кондуктор до забоя скважины.
Подача раствора под давлением в грунт, содержащий или сохранивший (после заполнения крупных пустот) мелкие пустоты, производится через нагнетательную трубу после закрытия устья скважины или установки тампона в обсадной трубе или кондукторе.
5.183. Начатое нагнетание инъекционного раствора в пустоты грунта должно продолжаться непрерывно (за исключением профилактических перерывов) до заполнения цементируемых пустот раствором и появления «отказа» в поглощении раствора.
За отказ следует принимать снижение расхода инъекционного раствора до 5-10 л/мин при избыточном давлении раствора у устья скважины, назначаемом проектом.
Как правило, избыточное давление у устья скважины при отказе принимается в размере 0,1-0,5 МПа (1-5 кгс/см2).
Профилактические перерывы для проверки и промывки оборудования следует назначать через каждые 4-8 ч нагнетания раствора.
5.184. Если нагнетание раствора производилось без избыточного давления (у устья скважины), в случае появления давления следует произвести кратковременную промывку инъекционной системы водой, с целью предотвращения получения «ложного отказа» (закупорки системы), после чего нагнетание раствора возобновляется.
5.185. В случае длительного нагнетания раствора без избыточного давления (у устья скважины), наблюдаемого при обработке скважин, расположенных по внешнему контуру области грунта, содержащей цементируемые пустоты, допускается прекращать нагнетание раствора до наступления отказа после введения 10-20 м3 раствора.
5.186. После достижения отказа путем промывки системы и повторного нагнетания раствора следует убедиться в том, что отказ не является ложным. После этого полость скважины заливается густым цементно-песчаным раствором.
5.187. В период нагнетания раствора должны производиться наблюдения за возможными выходами нагнетаемого раствора на поверхность.
Если заделка выхода раствора снаружи или уменьшение интенсивности подачи раствора являются безуспешными, нагнетание раствора следует прекратить и возобновить его через рядом расположенную или дублирующую скважину.
5.188. Первичная техническая документация при бурении скважин для цементации заключается в ведении бурового журнала, в котором фиксируются по каждой скважине или зоне (при зональной цементации):
номер, место расположения и диаметр (конструкция) скважины;
пройденные грунты по глубинам;
встреченные пустоты по глубинам с указанием их размера (по высоте провала инструмента) и характера заполнителя пустот;
конечная глубина скважины (или глубина низа пробуренной зоны);
другие особенности пробуренных грунтов или подземных вод согласно указаниям проекта.
5.189. Первичная техническая документация при проведении нагнетания раствора состоит из журнала инъекции, в котором фиксируются по каждой скважине или зоне (при зональной цементации):
номер скважины, ее глубина и диаметр, глубина низа обсадных труб или кондуктора, глубина установки тампона;
текущие данные, записываемые по мере инъекции;
время измерения, состав нагнетаемого раствора, количество введенного раствора, давление, отклонения от нормального хода инъекции;
общее количество израсходованных материалов.
5.190. По данным первичной документации работ должны составляться отчетные документы о проделанной работе, включающие:
технический отчет, составляемый по каждой скважине (или зоне скважины в случае зональной цементации) и включающий основные показатели результатов выполненной инъекции;
исполнительные профили (разрезы) по участку инъекционных работ с указанием результатов инъекции в графическом исполнении.
5.191. Операционный контроль, выполняемый в процессе производства инъекционных работ, должен включать.
входной контроль качества исходных материалов, поступающих для цементации;
контроль свойств приготовленного инъекционного раствора, проводимый не реже двух раз в рабочую смену, если приготовление раствора не автоматизировано;
контроль за соблюдением методов производства буровых и инъекционных работ, предусмотренных проектом и настоящим Пособием.
5.192. Методы контроля результатов выполненных инъекционных работ должны быть установлены проектом в зависимости от природных особенностей цементируемых грунтов и их пустот и назначения цементации, определяемого характером и конструкцией сооружения, в основании которого проводится цементация.
Как правило, контроль результатов работ следует проводить бурением контрольных скважин и оценкой размеров остаточных незаполненных пустот по провалам бурового инструмента. Число контрольных скважин следует назначать в пределах 5-10 % числа основных цементационных скважин.
5.193. При отсутствии специальных указаний в проекте работы по заполнительной цементации пустот следует признать достаточными, если размер остаточных пустот, по результатам контрольного бурения, не превышает 0,2 м для 95 % случаев обнаружения пустот, при этом пустоты, имеющие размеры свыше 0,2 м, должны быть заполнены раствором через контрольные и дополнительно пробуренные скважины.
5.194. При цементации грунтов, обладающих средней и высокой скоростью растворения (гипса, каменной соли) или при наличии в окружении пустот легко размываемых нескальных грунтов, подверженных суффозионно-карстовым процессам, в качестве способа оценки достаточности выполненных цементационных работ следует предусматривать определение удельного водопоглощения грунтов по контрольным скважинам после цементации.
Допускаемая величина удельного водопоглощения устанавливается проектом.
5.195. При приемке законченных инъекционных работ исполнитель работ обязан представить приемочной комиссии:
технический отчет о выполненных работах с приложением первичной (буровых журналов и журналов инъекции) и отчетной (технические отчеты и исполнительные чертежи) документации;
акты обследования грунтов при бурении и испытании контрольных скважин;
заключение проектной организации о достаточности выполненных работ.
БУРОСМЕСИТЕЛЬНОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЛОВ
5.196. Буросмесительный способ закрепления илов заключается в механическом перемешивании и последующем химическом взаимодействии цемента с илом, в результате чего обеспечивается существенное необратимое улучшение строительных свойств закрепляемого грунта в естественном залегании.
Процесс перемешивания вяжущего с грунтом, являющийся основным элементом технологии, осуществляется вращательным бурением без извлечения ила на поверхность при дозированном нагнетании цементного раствора через буровые трубы к специальному рабочему органу (буросмесителю), обеспечивающему надежное перемешивание ила с непрерывно поступающим в грунт раствором.
С помощью буросмесительной технологии в толще слабого водонасыщенного глинистого грунта (на суше и под водой) изготавливаются цилиндрические илоцементные сваи (опоры) диаметром до 1000 мм и конструкции из них.
5.197. Илоцементные сваи могут располагаться в виде полей, кустов и рядов. При низкой закрепляемости ила и значительных нагрузках допускается касание и сплочение илоцементных свай в стенки, массивы или ячеистые конструкции.
5.198. Буросмесительный способ следует применять для закрепления оснований на суше и под водой, а также для устройства фундаментов заложением илоцементных свай под вновь строящимися зданиями и сооружениями, подкрановыми путями и различного вида дорогами, грузовыми площадками кратковременного и длительного складирования грузов, включая тыловые зоны причалов, контейнерные терминалы и т.п., при проходке подземных выработок, устройстве подпорных и защитных стенок.
5.199. Применение буросмесительного способа недопустимо:
а) при расположении свай в зоне сезонного замораживания-оттаивания или в неоттаявших грунтах;
б) при угле наклона вектора внешних нагрузок относительно оси одиночной сваи более 6°;
в) при динамических нагрузках, не погашаемых распределительным слоем;
г) для устройства комбинированных оснований, включающих другие типы свай, шпунт и т.п.;
д) в почвенно-растительных слоях, торфах или грунтах с содержанием органических примесей более 6 %.
5.200. Для буросмесительного закрепления илов следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками и шлакопортландцемент (ГОСТ 10178-76 с изм.) марки не ниже 400, а при наличии сульфатной агрессии сульфатостойкий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент (ГОСТ 22266-76 с изм.) также марки не ниже 400.
5.201. Вид, марка и количество цемента, вводимое в грунт и определяемое как отношение массы цемента к массе ила естественной влажности, устанавливаются в зависимости от конкретных условий (агрессивность среды, требуемая прочность закрепления) путем лабораторных исследований и технико-экономических расчетов, при этом необходимо учитывать назначение сооружения, нагрузки и условия его работы.
В первом приближении может быть рекомендовано для устойчивого закрепления грунта введение от 160 до 250 кг портландцемента марки 400-500 на 1 м3 закрепляемого ила, а при сульфатной агрессии - введение сульфатостойкого цемента при повышенной дозировке (200-270 кг на 1 м3 закрепляемого грунта).
5.202. Цемент вводится в грунт в виде водного цементного раствора, консистенцию которого определяет водоцементное отношение (В:Ц), представляющее собой отношение массы воды к массе цемента.
Водоцементное отношение раствора вяжущего устанавливается в процессе опытных работ в зависимости от конкретных условий перевозки (если таковая предусматривается проектом организации работ) и закачки в грунт (тип и производительность насоса, сечение и длина раствороводов и т.д.). Закрепляющий раствор по своей консистенции и устойчивости против расслоения должен обеспечивать нормальную работу насоса и раствороводов.
5.203. Наименьшее время начала расслоения или схватывания цементного раствора должно превышать суммарную продолжительность цикла его приготовления и нагнетания в грунт не менее чем на 15 %. Как правило, цементные растворы, применяемые при буросмесительном способе закрепления илов, имеют водоцементное отношение, равное 0,5-0,6.
5.204. Во избежание засорения технологических линий цементный раствор должен быть освобожден от включений размером более 3 мм.
5.205. Вода для приготовления цементного раствора должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79. Недопустимо, в частности, применение воды с вредными примесями (нефтепродукты, жиры, сахар, масла, растворимые соли) в количествах, отрицательно влияющих на процессы твердения илоцементной смеси.
5.206. Для определения закрепляемости грунтов и проверки их коррозионной стойкости в закрепленном состоянии при бурении скважин производится отбор проб грунта нарушенного сложения с сохранением естественной влажности в пределах напластований, пересекаемых сваями. Пробы грунта отбирают из каждой грунтовой разности, но не реже, чем через 1 м проходки. Масса каждой пробы грунта должна быть достаточной для изготовления необходимого числа образцов илоцемента (как правило, не менее 5 кг). Изготовление лабораторных образцов илоцемента должно производиться, по возможности, сразу же после отбора проб грунта и, во всяком случае, не позднее, чем через 1 мес после отбора при условии сохранения первоначальной естественной влажности грунта.
5.207. Закрепляемость грунта характеризуется прочностью образцов илоцемента (грунтоцемента - для нижней части висячих свай) влажного хранения на сжатие при одноосном раздавливании (Rсж) в возрасте 28 сут.
Для предварительной оценки закрепляемости грунтов допускается испытывать образцы илоцемента (грунтоцемента) в возрасте 7 и 14 сут. Образцы илоцемента рекомендуется изготавливать цилиндрической формы диаметром не менее 40 мм при отношении высоты к диаметру 1,5. В качестве расчетного значения прочности принимается среднее арифметическое результатов одновременного испытания не менее 5 одинаковых образцов при исключении из рассмотрения наименьшего и наибольшего результатов.
5.208. Коррозионную стойкость илоцемента следует определять в соответствии с положением Руководства по определению скорости коррозии цементного камня, раствора и бетона в жидких агрессивных средах (М.: Стройиздат, 1975), а также СНиП II-28-73*.
