ar-net.ruЗакрепление грунтов может выполняться отдельными элементами, массивами и сочетаниями элементов и массивов закрепленного грунта различной формы в плане и по глубине.
Основания из закрепленных грунтов могут быть использованы в качестве искусственных оснований фундаментов, а также временных ограждающих конструкций котлованов, противофильтрационных завес и других заглубленных конструкций.
6.9.2 Для закрепления грунтов в зависимости от цели закрепления и инженерно-геологических условий применяют следующие способы закрепления:
инъекционный - путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов с помощью погружаемых инъекторов или через скважины (смолизация, силикатизация, цементация);
виброинъекционный - путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов через инъекторы при одновременном воздействии на закрепляемый грунт высокочастотной вибрации (смолизация, силикатизация, цементация);
буросмесительный (глубинное перемешивание) - путем механического измельчения грунта без извлечения его на поверхность и смешивания с цементом и другими вяжущими веществами специальным буровым устройством в процессе погружения или извлечения его с вращением с созданием элементов закрепленного грунта;
струйный - позволяющий разрушать струей высокого давления грунт в скважине и смешивать его с цементным раствором путем нарушения естественной структуры грунтов с созданием элементов закрепленного грунта, обладающих заданными свойствами или полным замещением грунтов цементным раствором;
термический - путем спекания грунта в скважине высокотемпературными газами или с помощью электронагрева грунта.
Способ закрепления, рецептура растворов и технологические параметры должны обеспечивать необходимые расчетные физико-механические характеристики закрепленного грунта и удовлетворять требованиям по охране окружающей среды.
6.9.3 Инъекционный способ закрепления грунтов при инъекции через скважины и инъекторы следует применять в следующих грунтовых условиях:
силикатизация и смолизация - в песках с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут;
силикатизация - в просадочных грунтах при коэффициенте фильтрации не менее 0,2 м/сут и коэффициенте водонасыщения Sr <= 0,7;
цементация с использованием цемента общестроительного назначения с удельной поверхностью частиц не более 4 x 103 см2/г - в трещиноватых скальных грунтах с удельным водопоглощением не менее 0,01 л/мин·м2, в крупнообломочных грунтах при коэффициенте фильтрации не менее 80 м/сут, а также для заполнения карстовых полостей и закрепления закарстованных пород;
цементация особо тонкодисперсным вяжущим (ОТДВ), то есть цементом с высокодисперсным гранулометрическим составом, с удельной поверхностью частиц более 1 x 104 см2/г - в песках с коэффициентом фильтрации от 1 до 80 м/сут.
6.9.4 Виброинъекционный способ (силикатизация, смолизация, цементация) применяется в песках с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 80 м/сут.
6.9.5 Буросмесительный способ допускается применять в любых грунтах (глинистых, песчаных, лессовых, илах), за исключением торфов и сапропелей. Возможность применения глубинного способа укрепления заторфованных грунтов с повышенным (более 10%) содержанием органических примесей устанавливается лабораторными исследованиями коррозионной стойкости грунтоцемента. Возможность применения метода в условиях высокой агрессивности грунтовых вод должна быть подтверждена исследованиями в лабораторных условиях с применением специальных устойчивых к агрессии вяжущих.
6.9.6 Струйный способ применяется для закрепления песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов, способных под воздействием энергии струи диспергироваться с разрушением структуры и смешиваться с цементным раствором.
6.9.7 Термический способ следует применять для закрепления лессовых просадочных грунтов с коэффициентом водонасыщения Sr <= 0,5.
6.9.8 Для химического закрепления используют в качестве крепителей водные растворы силиката натрия, акрилаты, лигниты, уретаны карбамидных и других синтетических смол, в качестве отвердителей - неорганические или органические кислоты и соли, а также газы. Для регулирования процессов гелеобразования или предварительной обработки закрепленного грунта применяют рецептурные добавки.
6.9.9 Рецептуры растворов для цементации грунтов способами инъекции, буросмесительными и по струйной технологии и физико-механические характеристики закрепленных грунтов следует уточнять по результатам закрепления в лабораторных и полевых условиях. Допускается определение вида и расхода вяжущего на основании имеющихся данных для аналогичных грунтовых условий.
6.9.10 Изыскания при проектировании оснований из закрепленных грунтов способом инъекции должны выполняться по специально разработанной дополнительной программе изысканий. Материалы инженерно-геологических изысканий и лабораторных исследований помимо характеристик, указанных в 5.1.16, должны содержать данные о коэффициенте фильтрации грунта, химическом составе водных вытяжек грунтовых вод. В программу должны быть включены дополнительные требования по проведению, в рамках изысканий, лабораторных и при необходимости (определяется на этапе проектирования в зависимости от уровня ответственности объекта или объектов окружающей застройки) полевых опытных работ по закрепляемости грунтов.
6.9.11 Рекомендуется назначать следующие характеристики закрепленного грунта: нормативное сопротивление одноосному сжатию - Rstb, угол внутреннего трения - cstb, удельное сцепление - 
, модуль деформации - Estb.
, модуль деформации - Estb.6.9.12 Принятые при проектировании значения расчетных характеристик закрепленного грунта должны быть подтверждены результатами опытно-производственных и контрольных работ, выполняемых на всем протяжении закрепления. Объемы опытно-производственных и контрольных работ назначаются при проектировании и должны обеспечивать возможность достоверной оценки закрепления.
6.9.13 Расчет искусственных оснований из закрепленного грунта должен выполняться по 1-й и 2-й группе предельных состояний для сооружений геотехнических категорий 2 и 3 в обязательном порядке. Для сооружений геотехнической категории 1 выполнение расчета по 1-й группе предельных состояний определяется требованиями, изложенными в разделе 5.
6.9.14 При проектировании искусственных оснований из элементов закрепленного грунта для зданий и сооружений геотехнических категорий 2 и 3 следует предусматривать полевые испытания статической нагрузкой как отдельных элементов, так и закрепленного массива.
Размеры штампов следует определять размерами элементов.
6.9.15 Проектом закрепления грунтов должны быть предусмотрены опытно-производственные работы по закреплению. При 1-й геотехнической категории опытно-фильтрационные работы допускается не предусматривать. На этапе проектирования назначаются расчетные технологические параметры. Рабочие технологические параметры уточняются по результатам опытно-производственных работ.
6.9.16 До получения результатов опытных работ допускается назначать значения характеристик по таблице 6.13.
При проектировании для элемента закрепленного грунта рекомендуется принимать следующие характеристики:
Для инъекционных способов закрепления:
расчетный радиус - расстояние от оси скважины/инъектора до границы закрепления, за пределами которой сопротивление сжатию равно "0". Назначается при проектировании в зависимости от вида и свойств раствора, фильтрационных характеристик грунта и подтверждается по результатам опытных работ;
расчетная глубина - расстояние от нижней до верхней границы закрепления в пределах сечения с расчетным радиусом, за пределами которой сопротивление сжатию равно "0".
Для буросмесительного способа закрепления - расчетная глубина и расчетный радиус - расстояние от оси скважины до границы закрепления, за пределами которой сопротивление сжатию равно "0". Назначается при проектировании и определяется размером бурового инструмента.
6.9.17 Расчетное сопротивление сжатию (Rr), закрепленного всеми способами грунта по результатам испытаний образцов, следует вычислять по формуле
(6.39)где Rstb - нормативное сопротивление закрепленного грунта сжатию, МПа;
- коэффициент надежности по материалу, принимаемый по результатам опытных работ в зависимости от коэффициента вариации по методике контроля прочности бетона.Таблица 6.13
Параметры песчаных и лессовых грунтов, закрепленных инъекцией химических и цементных растворов | ||||
Способ закрепления | Грунт | Коэффициент фильтрации, м/сут | Радиус закрепления грунта, м | Нормативное сопротивление сжатию R, МПа |
| Силикатизация двухрастворная на основе силиката натрия и хлористого кальция | Песок | 10 - 20 | 0,2 - 0,3 | 1 - 1,5 |
20 - 50 | 0,3 - 0,6 | 1,5 - 2,5 | ||
50 - 80 | 0,6 - 1,0 | 2,5 - 8,0 | ||
| Силикатизация однорастворная с H2SiF6 | Песок | 1,0 - 10 | 0,3 - 0,5 | 1 - 2 |
10 - 50 | 0,5 - 0,8 | 2 - 5 | ||
| Силикатизация однорастворная двухкомпонентная с отвердителем: алюминат натрия или ортофосфорная кислота | Песок | 0,5 - 1,0 | 0,3 - 0,5 | 0,1 - 0,5 |
1,0 - 5,0 | 0,5 - 0,8 | |||
| Силикатизация газовая на основе силиката натрия и газа CO2 | Песок | 0,5 - 5,0 | 0,3 - 0,5 | 1 - 2 |
5 - 20 | 0,5 - 0,8 | 2,0 - 3,5 | ||
| Силикатизация однорастворная однокомпонентная | Лесс | 0,2 - 0,5 | 0,3 - 0,5 | 0,5 - 2,0 |
0,5 - 2 | 0,5 - 0,8 | 2,0 - 3,5 | ||
| Силикатизация газовая на основе силиката натрия и газа CO2 | Лесс | 0,1 - 0,5 | 0,4 - 0,6 | 0,5 - 2,0 |
0,5 - 2 | 0,6 - 1,0 | 2,0 - 3,5 | ||
| Смолизация однорастворная двухкомпонентная на основе карбамидной смолы и кислого отвердителя | Песок | 0,5 - 5 | 0,3 - 0,5 | 0,5 - 1,5 |
5 - 20 | 0,5 - 0,65 | 1,5 - 3,0 | ||
20 - 50 | 0,65 - 0,85 | 3,0 - 4,5 | ||
| Цементация раствором ОТДВ | Песок | 1 - 80 | 0,2 - 0,7 | 0,5 - 1,5 |
6.9.18 Расположение элементов закрепленного грунта в плане искусственных оснований может производиться по схемам, приведенным на рисунке 6.13.
 | |
| 1655 × 1411 пикс. Открыть в новом окне | |
а, б - сплошное из рядом расположенных элементов;
в, г - отдельно стоящих элементов; д, е, ж - отдельно
расположенных рядов сплошных элементов
Рисунок 6.13 - Принципиальные схемы расположения
элементов закрепленного грунта в плане
6.9.19 Геометрические параметры элементов (радиус закрепления) должны подтверждаться результатами опытно-производственных работ. Глубина закрепления назначается предварительно на основании данных инженерно-геологических изысканий, выбранного способа закрепления конструкций проектируемых фундаментов, проектных нагрузок и требований норм по предельно допустимым деформациям и уточняется по результатам расчетов.
6.9.20 Расчет основания по предельным состояниям проводят в соответствии с требованиями разделов 5 и 6. По результатам расчета и работ на опытном участке, при необходимости, проводят корректировку геометрических параметров массива и отдельных элементов закрепленного грунта.
6.9.21 В проекте закрепления должна быть определена последовательность устройства элементов в плане и по глубине массива и технологические параметры (скорость проходки буросмесителя/форсунки, интенсивность подачи раствора, режимы инъекции, давление), позволяющие обеспечить требуемую форму, размеры и прочность закрепляемого элемента.
6.9.22 По результатам опытно-производственных работ уточняют расчетные значения и параметры и назначают прочностные и деформационные параметры. При необходимости выполняют корректировку проекта с уточнением фактических параметров закрепленного грунта.