В статье перечислены способы закрепления грунтов и основные требования к качеству выполненных работ
Закрепление грунтов
- Закрепление грунтов всеми способами, кроме термического, следует выполнять при положительной температуре воздуха закрепляемых грунтов.
- Проверка правильности проектных параметров и технических условий на производство работ по закреплению грунтов осуществляется контрольным закреплением, непосредственно при производстве работ на их начальной стадии. Все скважины в закрепляемом или закрепленном массиве (разведочные, инъекционные, контрольные) после их использования по назначению обязательно подлежат ликвидации путем заполнения цементным раствором.
- При приеме законченных работ по закреплению грунтов должно быть установлено соответствие фактически полученных результатов закрепления с требованиями проекта. Учитывая опытный характер работ, указанное соответствие устанавливается сопоставлением проектно-сметной, исполнительной и контрольной документации.
Силикатизация и смолизация грунтов
- Инъекционные работы должны выполняться в зависимости от конкретных грунтовых условий и конструкций закрепляемого массива с соблюдением следующих правил:
- до начала основных работ при закреплении грунтов под существующими сооружениями необходимо производить вспомогательную цементацию зоны на контакте фундаментов и основания;
- в неоднородных по проницаемости грунтах слой с большей проницаемостью необходимо закреплять в первую очередь;
- при закреплении водоносных песчаных грунтов необходимо, чтобы последовательность инъекционных работ обеспечивала надежное сжатие подземной воды нагнетаемыми реагентами, защемление подземной воды в закрепляемом массиве не допускается.
- Для предотвращения выбивания реагентов при сплошном закреплении грунтов через соседние инъекторы (скважины) одновременное погружение инъекторов в плане и нагнетание через них реагентов следует производить не менее чем на удвоенном расстоянии с последующим нагнетанием через пропущенные.
- При силикатизации и смолизации грунтов, а также цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков допускается оставлять в закрепленном массиве забивные инъекторы или трубы в качестве арматуры. Нагнетание реагентов в грунты следует производить под пригрузкой, в качестве которой используются залегающие над областью инъекции грунты, само сооружение или специально уложенные бетонные плиты.
Цементация грунтов
- Для качественного закрепления трещиноватых скальных, в том числе закарстованных грунтов, должна быть обеспечена локализация нагнетаемых через скважины растворов в пределах закрепляемого массива, для чего следует соблюдать следующую последовательность работ:
- создание защитного барьера против выхода растворов за контур закрепляемого массива путем предварительной цементации через барьерные скважины, расположенные по контуру массива;
- последующая инъекция растворов внутри контура через систему скважин, расположенных по проекту.
- Виды, марки и качество цементов, материалов, добавок, применяемых для приготовления инъекционных растворов, устанавливаются проектом в зависимости от грунтовых условий и особенностей возводимого сооружения.
- Цементация грунтов должна выполняться по проекту производства работ, в котором кроме общестроительных требований должны содержаться данные о длине одновременно инъекцированных зон в скважинах, последовательности обработки скважин, характеристиках применяемых материалов.
- Цементационные растворы следует производить способом последовательного сближения скважин, начиная с максимальных расстояний, при которых гидравлическая связь между ними при нагнетании практически отсутствует.
- Бурение и нагнетание растворов в трещиноватых скальных и закарстованных грунтах, как правило, следует производить в одну зону, сразу на всю глубину цементации. Величина зоны устанавливается проектом.
Разделение скважины на зоны следует производить в следующих случаях:- при наличии разного вида и разных размеров заполняемых растворами полостей (трещин, пустот, каналов) и применении различных заполнителей на разных глубинах цементируемой толщи грунтов;
- при наличии в скальных грунтах нескольких прослоев с трещинами или пустотами;
- при больших мощностях (более 10 м) цементируемого массива.
- Бурение скважин и нагнетание в них растворов при отсутствии напорных подземных вод допускается производить без перерывов на время твердения цементного раствора. При наличии напорных грунтовых вод необходимы перерывы на время твердения раствора. В скальных грунтах скважины после бурения следует промывать водой или продувать сжатым воздухом.
- Нагнетание растворов надлежит производить до "отказа", за который следует принимать:
- поглощение скважиной (зоной) расчетного количества раствора при давлении нагнетания, не превышающем проектное;
- снижение расхода раствора до 5-10 л/мин на скважину (зону) с одновременным повышением давления нагнетания выше проектного, если величина расхода при "отказе" особо не оговорена в проекте.
- Качество цементации контролируется различными способами, в зависимости от видов грунтов:
- скальных грунтов (трещиноватых, закарстованных) - способами бурения, гидравлического опробования и цементации контрольных скважин (критерий оценки качества цементации, а также объем контрольных работ устанавливаются проектом);
- слаборастворимых скальных закарстованных грунтов - путем контрольного бурения и оценки размеров карстовых пустот по провалам бурового инструмента;
- легкорастворимых грунтов (гипсовых и др.) - определением удельного водопоглощения, устанавливаемого проектом.
Буросмесительный способ закрепления грунтов
- Работы по закреплению илов буросмесительным способом (илоцементными сваями) следует производить буросмесительными машинами или стаканами вращательного бурения, для нагнетания цементного раствора применять растворонасосы с давлением не менее 0,7 МПа, обеспечивающие непосредственную дозированную подачу раствора.
- Суммарное время приготовления, транспортирования и подачи цементного раствора в грунт не должно превышать времени до начала схватывания раствора.
- При производстве работ следует контролировать и строго соблюдать установленный по результатам опытных работ и заданный проектом технологический режим: частоту вращения и линейную скорость перемещения рабочего органа, последовательность нагнетания цементного раствора, число проходов рабочего органа и расход раствора.
Термическое закрепление грунтов
- Для проверки соответствия грунтовых условий данным инженерно-технических изысканий и проекта в процессе бурения технологических скважин следует производить отбор образцов закрепляемых грунтов и соответствующие лабораторные определения их характеристик.
- Началу работ по обжигу грунтов в скважинах должно предшествовать испытание газопропускной способности скважин. При выявлении слоев с низкой газопроницаемостью следует принимать меры по выравниванию газопропускной способности скважины путем отсечения и продувки таких слоев или путем увеличения поверхности фильтрации части скважины.
- В процессе обжига должна поддерживаться максимальная температура газов, не вызывающая оплавления грунтов в стенах скважины. Давление и температура газов должны регистрироваться в журнале работ.
- Образование массива следует считать законченным, если установленные в расчетном контуре термопары зафиксировали достижение заданной расчетной температуры, но не менее 350 град.С.
- Качество термического закрепления грунтов надлежит контролировать по результатам лабораторных испытаний на прочность, деформируемость и водостойкость образцов закрепленных грунтов, отбираемых из контрольных скважин. При этом учитываются зафиксированные в рабочих журналах данные о температуре и давлении газов в скважинах в процессе термообработки грунтов. При необходимости, определяемой проектом, прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов определяются полевыми методами.
- При производстве работ по закреплению грунтов состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объем и методы контроля должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице.
| Технические требования | Предельные отклонения | Контроль (метод и объем) |
| Проверка правильности проектных (расчетных) параметров и технических условий на производство работ путем контрольного закрепления | По проекту; предельные отклонения измеряемых величин не более минус 10% | Измерительный и визуальный, по указаниям проекта. При отсутствии указаний в количестве 3 % от числа инъекторов или технологических скважин и одним шурфом с отбором проб и лабораторным определением характеристик грунтов |
| Характеристики исходных рабочих материалов | По проекту; отклонения - не более 3 % | Измерительный, по указаниям проекта |
| Давление и расход рабочих материалов | То же, не более 5 % | То же |
| Показатели качества закрепленного грунтового массива (сплошность и однородность закрепления, форма и размеры закрепленного массива, прочностные и деформационные характеристики грунтов) | Должны соответствовать проекту | Измерительный, по указаниям проекта. При отсутствии указаний - контрольными скважинами в количестве 3 % действую-щих инъекторов или шурфами из расчета один на 3 тыс.куб.м закрепленного грунта; но не менее двух на объект |
| Линейные отклонения при разбивке мест размещения инъекторов или скважин в плане | По проекту, но не более 3% измеряемого расстояния между точками разбивки | Измерительный, не реже чем через каждые 10 точек разбивки |
| Линейные отклонения инъекторов и скважин от проектного отклонения | ||
| а) при глубине до 5 м; | 1 % глубины | Измерительный, через каждые 5 м скважины |
| б) при большей глубине | 0,5 % глубины | Измерительный, через каждые 5 м скважины |
| Температура жидких реагентов при нагнетании | Не ниже 5 град.С | Измерительный, ежесменно |
| Время гелеобразования для однорастворной двухкомпонентной силикатизации и смолизации | Не более 20 % | Измерительный, на каждой заходке |
| Показатели качества инъекционных растворов при цементации | По проекту | То же |
| Показатели качества цементации скальных грунтов | То же | Измерительный и визуальный (по указанию проекта) |
| Несущая способность илоцементных свай | - | Измерительный, по указанию проекта, не ранее 28 суток после устройства сваи. При отсутствии указаний - в количестве 1% от общего числа свай на объект |
| Технологический режим закрепления илов буросмесительным способом | По проекту и результатам опытных работ | Измерительный и визуальный |
| Температура и давление газов в скважине при термическом закреплении грунтов | По проекту | Измерительный, непрерывно |
| Прочность, деформативность и водостойкость грунта в массиве, закрепленном термическим способом | Не ниже установленных проектом | Измерительный, каждый закрепленный массив |
Искусственное замораживание грунтов
- Замораживающие колонки следует погружать сразу после окончания бурения, а вводить их в эксплуатацию в период до 5 суток.
- В процессе замораживания водоносных пластов, заключенных между глинистыми прослойками, следует постоянно контролировать обеспечение свободного подъема подземной воды через разгрузочные скважины.
- В период эксплуатации замораживающих систем следует регистрировать температуру холодоносителя, уровень воды в гидрологических наблюдательных скважинах и другие параметры.
- Производство СМР в пределах ледогрунтового ограждения разрешается при постоянном контроле за его состоянием.
- Извлечение замораживающих колонок и демонтаж холодильного оборудования следует производить после окончания всех работ, выполнение которых было намечено произвести под защитой ледогрунтового ограждения.
Скважины в процессе извлечения из них замораживающих колонок должны тампонироваться с регистрацией в журнале работ. Порядок извлечения колонок должен быть определен проектом. Искусственное оттаивание грунтов следует производить в тех случаях, когда оно предусмотрено проектом.