3.2. Закрепление грунтов оснований (ч. 2)

В последние годы для усиления фундаментов существующих зданий и сооружений получил применение способ смолизации, основанный на использовании карбамидных смол и отвердителей — соляной и щавелевой кислот. С его помощью усилены фундаменты: в Москве — завода "Борец" и фабрики "Большевичка", в Ленинграде — Театра оперы и балета им. Кирова, здания молококомбината, Малого зала филармонии и Московского вокзала, в Угличе — Воскресенского собора, в Орехово-Зуеве — завода "Карболит" и др. [41, c. 105]. Способом смолизации устроена подпорная стенка при сооружении опускных колодцев в непосредственной близости от фундаментов колонн в одном из пролетов цеха холодного проката на Ново-Липецком металлургическом комбинате [49, с. 153; 44, с. 122—132]. Смолизацией, осуществленной в горизонтальном направлении, выполнено закрепление основания фундаментов церкви, расположенной в Московском Кремле [42, с. 196—200]. Инъекторы, которые размещались ниже фундаментов в четыре яруса с расстоянием между собой 0,7—1 м, задавливали в основание из двух технологических шахтных колодцев, расположенных по обе стороны здания. Способ смолизации может быть также использован для закрепления грунта в межсвайном пространстве при необходимости усиления свайных фундаментов [32, с. 180; 45, с. 10]. Закрепление грунтов смолизацией при усилении оснований и фундаментов, а также ликвидации течи в подземных помещениях широко используют и за рубежом [47, 48].

В качестве примера закрепления грунтов силикатизацией рассмотрим проектирование усиления основания здания клуба на 800 мест в г. Георгиевске Ставропольского края. Здание П-образной формы в плане построено на ленточных фундаментах шириной до 2 м и давлением по подошве 0,25—0,3 МПа. Основанием фундаментов являлись лессовидные суглинки, которые в условиях эксплуатации неоднократно замачивались, в результате чего в здании стали развиваться недопустимые деформации. При разработке проекта усиления Укрспецстройпроектом было рассмотрено несколько вариантов: уширение фундаментов с устранением просадочных свойств основания методом организованного замачивания, усиления фундаментов сваями и силикатизацией. При технико-зкономическом сравнении за основной был принят вариант усиления основания силикатизацией.

Закрепление было выполнено способом однорастворной силикатизации на основе силиката натрия (плотность 1,3 г/см³) и кремнефтористо-водородной кислоты повышенной концентрации (плотность 1,1 г/см³). Гелеобразующая смесь для указанных компонентов соединялась в соотношении 10 : 2,7, в результате чего получался силикатный раствор с плотностью 1,13—1,17 г/см³, Время гелеобразования составляло 18—20 мин.

Инъекторы для закачки силикатного раствора погружались с обеих сторон ленточных фундаментов (рис. 3.8). Расстояние между инъекторами вдоль фундаментов определялось из условия взаимного перекрытия площади закрепления грунта от каждого инъектора. Радиус закрепления для лессовидных грунтов первоначально был принят 0,4 м. Затем он проверялся с помощью изготовления опытного куста путем инъекции по четырем инъекторам и бурения скважин.

Силикатный раствор нагнетался снизу вверх с отметки 9 м в несколько приемов при глубине заходки, равной 1,5 м. Работы по силикатизации выполнялись захватками по, шесть скважин одновременно. На каждой захватке мотобуром Д-10 бурилась скважина диаметром 90 мм. Инъекторы в пробуренные скважины погружались с помощью отбойных молотков типа КЦМ-4, а извлекались гидравлическими домкратами грузоподъемностью 5—10 т. Закрепляющий раствор силиката натрия нагнетался насосом НС-3 под давлением 0,2—0,3 МПа, заходками снизу вверх одновременно в шесть скважин.

Как показали штамповые испытания, прочность закрепленного грунта составляла 1—1,4 МПа. Деформации здания были прекращены.