ar-net.ruа) однокомпонентная технология (Jet-1). Разрушение грунта производится струей цементного (возможно цементно-глинистого) раствора. Технология - наиболее простая в исполнении, посредством которой достигается наибольшая плотность и прочность грунтоцемента. Прочность на сжатие грунтоцемента при оптимальном расходе цемента (от 350 до 400 кг/м3) в песчаных грунтах, выполненных по технологии (Jet-1), составляет в среднем от 5 до 10 МПа, в глинистых грунтах - не более 4 МПа. Диаметр грунтоцементных свай в глинистых грунтах не превышает 500 мм, в песчаных грунтах - 700 мм. Возможны более высокие показатели диаметра и прочности при повышенных расходах цемента вплоть до полного замещения грунта цементным раствором;
б) двухкомпонентная технология (Jet-2). Для увеличения объема закрепляемого грунта дополнительно используется энергия сжатого воздуха, создающего искусственный воздушный поток вокруг струи раствора. Плотность и прочность грунтоцемента ниже на 10-15%, чем по технологии Jet-1, диаметр грунтоцементных элементов больше и достигает в глинистых грунтах 700 мм, в песках - 1000 мм;
в) трехкомпонентная технология (Jet-3). Разрушение грунта производится водной струей в искусственном воздушном потоке, а цементный (цементно-глинистый) раствор подается в виде отдельной струи. Плотность и прочность грунтоцемента значительно ниже, чем при Jet-1 и Jet-2, диаметр грунтоцементных элементов больше и может достигать при оптимальном расходе цемента в глинах 900 мм, в песках - 1500 мм.
16.5.7 Комплект технологического оборудования, необходимый для струйной цементации грунтов по технологии с использованием технологий Jet-1, Jet-2, Jet-3, в зависимости от решаемых технических задач включает:
а) буровой станок со струйным монитором, предназначенный для бурения направляющей скважины и перемещения в ней струйного монитора с вращением или без него;
б) растворный узел, скомпонованный растворомешалками для приготовления и хранения до реализации твердеющего раствора и высоконапорными насосами для подачи через монитор размывающего и твердеющего растворов;
в) компрессор для подачи сжатого воздуха с целью создания воздушного потока (для Jet-2, Jet-3);
г) склад (силос) для хранения и механизированной подачи цемента для приготовления твердеющего раствора.
16.5.8 Основные технологические параметры, предусмотренные при закреплении грунтов различными методами струйной цементации, приведены в таблице 16.4.
Таблица 16.4
Технологический параметр струйной цементации | Значение параметров для методов | |||||
Jet-1 | Jet-2 | Jet-3 | ||||
Не менее | Не более | Не менее | Не более | Не менее | Не более | |
Давление инъекционного раствора, МПа | 20 | 60 | 40 | 60 | 30 | 70 |
Расход инъекционного раствора, л/мин | 60 | 450 | 60 | 450 | 70 | 200 |
Давление воздушной струи, МПа | - | - | 0,6 | 1,2 | 0,6 | 1,2 |
Расход воздушной струи, м3/мин | - | - | 3 | 12 | 3 | 12 |
Давление водяной струи, МПа | - | - | - | - | 20 | 60 |
Расход водяной струи, л/мин | - | - | - | - | 70 | 150 |
Диаметр сопла, мм | 1,5 | 3,0 | 1,5 | 3,0 | 4,0 | 8,0 |
Диаметр воздушного сопла, мм | - | - | 1 | 2 | 1 | 2 |
Диаметр водяного сопла, мм | - | - | - | - | 1,5 | 3,0 |
Скорость вращения, об/мин | 10 | 30 | 7 | 15 | 5 | 15 |
Скорость подъема бурового става, см/мин | 10 | 50 | 7 | 30 | 5 | 30 |
16.5.9 Диаметры грунтоцементных элементов, полученных в различных грунтовых условиях по струйной цементации, приведены в таблице 16.5.
Таблица 16.5
Грунт | Метод обработки | Диаметр сваи, м | |
He менее | He более | ||
Песчаный, насыпной грунт (разнозернистые пески, супеси) | Jet-1 | 0,4 | 1,0 |
Jet-2 | 0,8 | 1,8 | |
Jet-3 | 1,2 | 2,5 | |
Связные грунты (суглинки, глины) | Jet-1 | 0,4 | 0,6 |
Jet-2 | 0,6 | 1,2 | |
Jet-3 | 0,8 | 1,5 | |
16.5.10 Работы по закреплению грунтов растворами по струйной цементации следует выполнять в соответствии с 16.1.2-16.1.4.
16.5.11 Выбор состава твердеющего раствора и расход цемента зависит от требуемой прочности грунтоцемента. Содержание цемента предварительно определяют по результатам лабораторных исследований. Для этого образцы грунта, отобранные с объекта или подобные им виды, закрепляются путем смешивания с цементным раствором различного состава по В/Ц. По результатам испытания на прочность определяют оптимальный расход цемента, обеспечивающий установленную РД прочность грунтоцемента, который затем уточняется при выполнении опытно-производственных работ.
16.5.12 Выбор технологии зависит от вида закрепляемого грунта и установленного РД диаметра и контролируемого показателя качества - прочности грунтоцемента. Для уточнения технологических параметров (скорости подъема и числа оборотов монитора и подбор кинетической энергии гидроструи), а также состава закрепляющего раствора, увязки их с конкретными грунтовыми условиями объекта рекомендуется предварительное проведение опытно-производственных работ. В процессе проведения опытных работ производят контроль геометрических параметров закрепленного грунта, качества (прочность и однородность) грунтоцемента в свае, а также их соответствия проектным требованиям.
16.5.13 По результатам опытно-производственных работ, при необходимости, выполняют корректировку РД, а участок грунтоцементных элементов, выполненный в процессе опытно-производственных работ при его соответствии проектным требованиям, может быть принят в качестве элемента проектируемой конструкции.
16.5.14 Работы по закреплению грунтов способом струйной цементации выполняют по РД, в которой должны быть кроме общих требований, включающих расположение свай в плане и по глубине, диаметры и прочностные их характеристики закрепленного грунтоцемента указаны следующие технологические параметры:
- скорость подъема монитора;
- давление цементного раствора перед монитором;
- В/Ц состав размывающего и закрепляющего раствора;
- расход цементного раствора (цемента) на единицу длины скважины (сваи).
16.5.15 Для закрепления грунтов по струйной технологии применяют цементный раствор преимущественно с В/Ц отношением от 1:1 до 0,6:1. Растворы с В/Ц < 0,6 затруднительно применять из-за более высокой вязкости, а также быстрого износа сопел монитора абразивными частицами цемента. Растворы с В/Ц > 1, отличающиеся меньшим содержанием цемента, закрепляют грунт с весьма невысокой прочностью.
16.5.16 При выполнении работ рекомендуется придерживаться следующих общих положений производства работ:
- расход цемента, оптимальный для устройства грунтоцементных элементов диаметром от 0,6 до 1,2 м, - 350-500 кг/п. м.;
- скорость подъема монитора варьируется в зависимости от вида и свойств грунта в пределах 0,25-0,5 м/мин с частотой вращения от 10 до 30 об/мин;
- давление подачи цементного раствора регулируется в зависимости от вида и свойств грунта от 10 до 70 МПа при расходе от 60 до 250 л/мин. Давление сжатого воздуха для Jet-2 и Jet-3 должно быть не менее 0,8 МПа;
- размыв глинистых грунтов рекомендуется производить при пониженной скорости подъема до 0,25 м/мин и повышенных оборотах монитора до 30 об/мин при максимальном давлении гидроструи;
- размыв песчаных грунтов рекомендуется производить при пониженном до 10 МПа давлении и повышенном до 250 л/мин расходе, и повышенной скорости подъема монитора до 0,5 м/мин, а также при небольших оборотах монитора до 10 об/мин.
16.5.17 Контроль качества и оценка завершенности работ по закреплению грунтов методом струйной цементации, относящихся к скрытым работам, следует проводить систематически на всех этапах производства работ, включая:
а) входной контроль поступающих материалов, заключающийся в проверке соответствия их стандартам, техническим условиям, паспортам и другим документам, подтверждающим качество материалов, в проверке соблюдения требований их разгрузки и хранения;
б) контроль за скважинами, их расположением в плане, габаритами (диаметром и глубиной), направлением и отклонением от вертикали в массиве;
в) оперативный контроль за соблюдением технологического режима производства работ (скорость подъема и вращения монитора, консистенция и расход цементного раствора, давление нагнетания размывающего и твердеющего растворов), соответствующего проектным рекомендациям;
г) контрольные работы по определению результатов укрепления основания струйной цементацией и соответствие их проектным требованиям.
16.5.18 Контроль качества закрепленных грунтов осуществляют путем отбора образцов проб при вскрытии закрепленных элементов контрольными шурфами или отбора керна при бурении контрольных скважин.
16.5.19 Количество и расположение грунтоцементных элементов для испытаний назначается проектной организацией, но должно быть не менее двух на каждые сто свай, расположенных в одинаковых грунтовых условиях.
16.5.20 Образцы из грунтоцементных элементов следует отбирать через каждые 1 м по глубине и не менее чем в двух точках в горизонтальном сечении на расстоянии от 1/3 и 5/6 радиуса закрепления.
16.5.21 Оценку прочности грунтоцемента в грунтоцементных элементах производят путем испытания на одноосное сжатие образцов и кернов, отобранных из тела грунтоцементных элементов (в центре и на периферии), не ранее чем через 14 сут и через 21 сут - кернов, отобранных в глинистых грунтах.
16.5.22 Значение нормативного сопротивления образцов сжатию, закрепленных по струйной технологии, рассчитывают по формуле
Rstb=0,11 R0+0,89Rt, (16.5.1)
где R0 и Rt - среднее значение сопротивления сжатию образцов, отобранных соответственно на расстоянии от оси скважины по радиусу 1/3 и 5/6.
16.5.23 Качество закрепленных методом струйной цементации грунтов следует оценивать по следующим контролируемым показателям:
- однородность закрепления по показателю качества - по интегральному значению прочности на одноосное сжатие, определяемому по формуле (16.5.1) для каждого метра закрепления по глубине (отклонения от проектных требований в сторону меньших значений не более 10%);
- однородность закрепления по отсутствию незакрепленных участков в плане и по глубине (определены РД, но не более 20%);
- формы и размеры грунтоцементного элемента/массива из грунтоцементных элементов с требуемым показателем качества прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов должны соответствовать требованиям РД. Предельные отклонения с уменьшением измеряемых величин - не более 10%.
16.6 Цементация грунтов по буросмесительной технологии (глубинного перемешивания)
16.6.1 Цементация грунтов по технологии глубинного перемешивания позволяет создавать в грунтах, включая пески, глинистые грунты, илы и лессы, конструкции из грунтоцемента в виде цилиндрических массивов (свай) диаметром до 0,8-1,0 м длиной не более 30 м.
16.6.2 Производство работ по закреплению грунтов буросмесительным способом состоит из двух основных операций:
а) приготовления закрепляющего водоцементного раствора;