- виїмка по захватках ґрунту на глибину першого ярусу (від 0,5 м до 1,0 м) із стійкими бортами вертикальних укісних стінок;
-укладання на поверхню укосу металевої сітки і їїзамонолічування за допомогою бетонування або торкретування. У збірному варіанті на поверхню укосу укладається стінний елемент у вигляді залізобетонної плити з отворами для буріння і влаштування нагелів;
а, б, в, г- послідовність робіт
- стрижньова арматура; 2 - захисна стінка з торкретбетону (збірних плит);3 - металева сітка для армування стінки; 4 - заповнення свердловин із стрижнями цементним розчином
Рисунок 10.20- Послідовність нагельного способу горизонтального армування ґрунтового укосу
буріння або пробивання (продавлювання) горизонтальних свердловин (шпурів) з кріпленням стінок трубами і подальшим зануренням в них армувальних нагелів у вигляді сталевих стрижнів або смуг;
нагнітання або заливання в свердловини цементного розчину через труби, що послідовно витягуються (при їх використанні);
закладання кінців нагелів на захисній стінці шляхом приварювання шайб або натягнення гайок з подальшим їх замонолічуванням або іншим способом захисту від корозії;
виїмка ґрунту бульдозером при подальшому заглибленні і кріпленні кожного подальшого ярусу укосу по захватках в тому ж порядку до повного відкопування котловану.
Як правило, нагелі повинні мати ухил не менше 5° для можливості заповнення свердловин розчином шляхом заливання без надлишкового тиску.
У площині лицьової поверхні котловану (вертикального борту або схилу) нагелі слід розташовувати в шаховому порядку при відстанях по горизонталі не більше 1 м, а по вертикалі - до 0.6 м.
При розкритті котлованів глибиною більше 4 м через кожних 2 м слід приймати більшу довжину нагелів (рисунок 10.21). На кожному двометровому ярусі по висоті котловану довжини нагелів за відсутності будівель за брівкою укосу повинні прийматися 0,8-0,9 від глибини по низу відповідного ярусу. За наявності будівель або інших видів привантаження за брівкою укосу необхідні довжини нагелів слід визначати розрахунком відповідно до цього стандарту.
1 - нагелі, 2 - захисна стінка (облицювання)
Рисунок 10.21 - Схема нагельного армування стіни глибокого котловану
При відстанях між армуючими ґрунтовий масив нагелями по вертикалі більше розрахункових, систему кріплення котловану слід розглядати як багатоанкерну. Нагелі в цьому випадку потрібно заводити за межі умовної призми обвалення ґрунту.
Щоб уникнути передачі фільтраційного тиску спорадичних вод на огороджувальну конструкцію лицьової поверхні, в її стінках слід передбачати дренажні канали.
При влаштуванні глибоких котлованів у природних ґрунтових масивах у разі відсутності або дренування ґрунтових вод для їх огородження і забезпечення стійкості вертикальних бортів можуть використовуватися ґрунтові армоконструкції з їх багаторядним вертикальним і нахиленим армуванням до розкопки ґрунту.
Як армувальні елементи в таких огороджувальних конструкціях можуть служити буроін'єкційні, буронабивні або забивні палі, що працюють на розтягу і стиску. При багаторядному армуванні цих конструкцій голови захисних паль, як правило, повинні об'єднуватися ростверками.
При армуванні природних ґрунтів в основах будівель і споруд в обґрунтованих випадках слід використовувати цементоґрунтові, щебеневі, піщані, вапняні і інші види паль, за рахунок яких геомасив набуває анізотропії механічних і фільтраційних властивостей і тим самим підвищує несучу здатність із зниженням стисливості або зміною напряму його деформацій, або прискоренням консолідації в процесі ущільнення.
За допомогою вищеперелічених видів вертикальних паль можуть влаштовуватися "відсічні" конструкції, призначені для обмеження зон зрушення ґрунтових масивів над підземними виробками або для локалізації зон ущільнення з обмеженням бічних деформацій від розпору.
а - вертикальними палями; б - вертикальними у поєднанні з нахиленими буроін'єкційними палями 1 - вертикальні палі; 2 - захисні стінки (облицювання); 3 - ростверки; 4 - нахилені палі
а
Рисунок 10.22 - Схеми армування бортів глибоких котлованів
- відсічні конструкції; б - шатрові системи1 - зона зрушення; 2 - тунель; 3 - буроін'єкційні палі; 4 - зона зрушення ґрунту над виробкою; 5 - осідання поверхні
Рисунок 10.23 - Армування ґрунтового масиву буроін'єкційними палями в зонах зрушення
3 метою виключення передачі стискального напруження на підземні виробки від розташованих над ними будівель і споруд або таких, що зводяться, слід ґрунтовий масив, що знаходиться над виробками, армувати за допомогою вертикальних і похилих буроін'єкційних паль або нагелів, які повинні створювати в цьому масиві шатрову систему (рисунок 10.23 б).
При високих утримуючих і захисних конструкціях з армованого ґрунту з горизонтальним розташуванням армувальних елементів із забезпеченням їх стійкості на перекидання, але недостатньою стійкістю за схемою глибинного зрушення слід влаштовувати попереду таких огороджень відсічні конструкції з буронабивних або буроін'єкційних паль (рисунок 10.24).
1 - армувальні елементи стінки; 2 - облицювання; 3 - поверхня можливого глибинного зрушення в нестійкому стані; 4 - буроін'єкційні палі
Рисунок 10.24 - Схема забезпечення стійкості високої утримуючої стіни
з армованого ґрунту за допомогою буроін'єкційних паль
Для захисних конструкцій з недостатньою стійкістю за схемою глибинного зрушення в разі армування ґрунту при пошаровому його укладанні доцільно виконувати також армування ґрунтового масиву, що залягає нижче, за допомогою вертикальних паль з їх заглибленням нижче поверхні зрушення, відповідної нестійкому стану (рисунок 10.25).
Закріплення, окрім термічного, допускається виконувати лише для немерзлих ґрунтів.
Для уточнення, за необхідності, ґрунтових умов слід передбачати при виконанні робіт додаткового розвідувального буріння з визначенням характеристик ґрунтів.
При закріпленні ґрунтів ін'єкційними способами особливо в умовах існуючої забудови не можна допускати засмічення отверділими реагентами і пошкодження близько розташованих підземних інженерних комунікацій (колекторів, кабельних і телефонних каналів, дренажів тощо).
Проектна документація з закріплення ґрунтів має бути пов'язана з проектною документацією споруди.
Перевірка правильності проектних параметрів і технічних умов щодо закріплення ґрунтів здійснюється контрольним їх закріпленням безпосередньо на ділянці будівництва.
При контрольному закріпленні бурозмішувальним способом перевіряються міцнісні властивості матеріалу палі з вибурюванням кернів або неруйнівними способами, а також, за необхідності, вказаній в проектній документації, - несуча здатність палі.
1
1 - армувальні елементи стінки; 2 - облицювання; 3 - поверхня можливого глибинного зрушення в нестійкому стані; 4 - буроін'єкційні палі
Рисунок 10.25 - Схема забезпечення стійкості утримуючої стіни з горизонтально армованого
ґрунту за допомогою армування її основи вертикальними палями
Всі свердловини в закріплюваному або закріпленому масиві (розвідувальні, ін'єкційні, контрольні) після їх використання за призначенням обов'язково підлягають ліквідації шляхом заповнення стабільним розчином цементації. Контрольні шурфи мають бути ліквідовані зворотною засипкою і закріплені тим же способом, що і при виконанні основних робіт.
Порядок ін'єкційних робіт призначається залежно від конкретних ґрунтових умов і конструкції закріплюваного масиву з дотриманням наступних вимог;
до початку закріплення ґрунтів під існуючими спорудами слід виконувати допоміжну цементацію зони на контакті фундаментів і основи;
у неоднорідних за проникністю ґрунтах шар з більшою проникністю слід закріплювати в першу чергу;
послідовний порядок ін'єкційних робіт по точках ін'єкції в плані і по захватках в глибину не повинен допускати, щоб раніше закріплені захватки ускладнювали занурення ін'єкторів для пізніших ін'єкцій;
при закріпленні водоносних піщаних ґрунтів необхідно, щоб послідовність ін'єкційних робіт забезпечувала надійне витискування ґрунтової води реагентами, що нагніталися. Затискання ґрунтової води в закріпленому масиві не допускається.
Для запобігання викиду реагентів через сусідні ін'єктори (свердловини) при суцільному закріпленні ґрунтів одночасне занурення ін'єкторів і буріння ін'єкційних свердловин в плані і нагнітання через них реагентів слід виконувати не менше ніж на подвоєній відстані, з подальшим нагнітанням через пропущені свердловини.
При смолізації ґрунтів, а також цементації великоуламкових ґрунтів і гравелистих пісків допускається залишати в закріпленому масиві забивні ін'єктори або труби манжетно-тампонних ін'єкторів як арматуру.
Робочі розчини, що безпосередньо нагнітаються в ґрунти, і суміші не повинні містити зважених механічних домішок, що утруднюють ін'єкцію і закріплення ґрунтів в цілому.
Нагнітання реагентів у ґрунти у всіх випадках смолізації, а також при цементації велико- уламкових ґрунтів і гравелистих пісків слід виконувати під привантаженням, з використанням ґрунтів, що залягають над областю ін'єкції, самої споруди або спеціально укладених бетонних плит, які за вагою і міцністю не повинні в процесі нагнітання в ґрунти реагентів піддаватися руйнуванню з виходами реагентів на поверхню або в споруду.
Величини гранично-допустимого тиску і витрат при нагнітанні реагентів у всіх випадках смолізації, а також при цементації великоуламкових ґрунтів і гравелистих пісків встановлюються виходячи з умов 10.3.60.
Тиск нагнітання не повинен перевищувати величини тиску на ґрунти в області ін'єкції від діючих навантажень
Тиск нагнітання рідких реагентів слід контролювати виміром їх на відповідних глибинах нагнітання.
Нагнітання розчинів через кожну свердловину належить виконувати повністю. За "відмову" при цементації ґрунтів слід приймати:
поглинання свердловиною (зоною) розрахункової кількості розчину при тиску нагнітання, що не перевищує проектний;
зниження витрати розчину до 5-10 л/хв на свердловину (зону) з одночасним підвищенням тиску нагнітання вище проектного, якщо величина витрати при "відмові" окремо не обумовлена в проектній документації.
Види, марки і якість цементів, види інших застосованих для приготування ін'єкційних розчинів, матеріалів і хімічних добавок, а також склади ін'єкційних розчинів встановлюються залежно від ґрунтових умов і особливостей споруди, що зводиться.
У проектній документації з цементації ґрунтів, окрім загальнобудівельних вимог, повинні міститись дані про довжину одночасно ін'єктованих зон у свердловинах і конструкції їх верхньої частини, послідовності обробки свердловин, номенклатуру і характеристики використаних матеріалів і відомості про потребу в них.
Цементацію слід виконувати способом послідовного зближення свердловин, починаючи з максимальних відстаней, за яких гідравлічний зв'язок між ними за рахунок нагнітання практично відсутній.
Послідовний порядок бурових і ін'єкційних робіт при цементації великоуламкових ґрунтів і гравелистих пісків регламентується вимогами, встановленими для інших ін'єкційних способів.
Буріння в чергових зонах по глибині свердловини згідно з проектом і нагнітання в них розчинів за відсутності напірних підземних вод допускається виконувати без перерв на час тверднення цементного розчину. За наявності напірних ґрунтових вод необхідні перерви на час тверднення цементного розчину.
Якість цементації ґрунтів контролюється способами буріння, гідравлічного випробування і цементації контрольних свердловин.
Закріплення мулів бурозмішувальним способом (мулоцементними палями) слід виконувати спеціальним бурозмішувальним обладнанням.
69 Сумарний час приготування, транспортування і подачі цементного розчину в ґрунт не повинен перевищувати часу до початку схоплювання розчину.
При закріпленні мулів бурозмішувальним способом слід контролювати і суворо дотримуватися встановленого за результатами дослідних робіт і заданого проектом технологічного режиму.
Буріння свердловин для випалення ґрунтів слід виконувати в режимі, що виключає ущільнення ґрунтів у стінках свердловин від бурового інструменту.
Для перевірки відповідності ґрунтових умов даним інженерно-геологічних вишукувань і проектної документації в процесі буріння технологічних свердловин слід за необхідності, вказаній у проектній документації, виконувати відбір зразків закріплюваних ґрунтів і відповідні визначення їх характеристик
.Початку робіт з випалення ґрунтів у свердловинах повинно передувати випробування газопропускної здатності свердловин.
Витрата стислого повітря і палива в процесі випалення повинна регулюватися в межах, що забезпечують максимальну температуру газів, що не викликає оплавлення ґрунтів у стінках свердловини.
У разі виявлення виходів газів або повітря на поверхню через тріщини в ґрунті роботи з випалення слід припинити, а тріщини закласти природним ґрунтом, що має вологість не більше природної.
10.3.76 Утворення масиву слід вважати закінченим, якщо зафіксовано досягнення заданої розрахункової температури, але не менше 350 °С.
Якість термічного закріплення ґрунтів належить контролювати за результатами випробувань на міцність, деформованість і водостійкість зразків закріплених ґрунтів, що відбираються з контрольних свердловин.
За результатами випробувань закріплених ґрунтів повинні уточнюватись технологічні параметри, граничні відхили в процесі термообробки ґрунтів.
При проектуванні робіт із закріплення ґрунтів, окрім вимог стандарту, слід враховувати вимоги, наведені в нормативно-технічній документації, в частині:
