VIII.5.2. Основные указания по проектированию (ч. 2)

Перерыв во времени между нагнетанием первой порции углекислого газа и раствора силиката натрия должен быть не более 30 мин, а между нагнетанием раствора силиката натрия и второй порцией углекислого газа — не более значений, приведенных ниже.

Скорость грунтовых вод, м/сут Перерыв, ч
0—0,5 1
0,5—5 0,5

Количество химических растворов, необходимое для закрепления грунта, определяется по приведенным ниже формулам.

При двухрастворной силикатизации количество жидкого стекла находится из выражения

X = 5Vn
(VIII-4)

где V — объем закрепляемого грунта, м3; n — пористость грунта, %.

Количество раствора хлористого кальция должен быть таким же (по объему), как и жидкого стекла.

При однорастворной силикатизации количество гелеобразующего раствора вычисляется по формуле

X = 12Vn.
(VIII-5)

При смолизации количество гелеобразующего раствора определяется из уравнения

X = 10Vn.
(VIII-6)

При газовой силикатизации количество раствора силиката натрия (жидкого стекла) рассчитывается по формуле

X = 8Vn.
(VIII-7)

Количество исходного раствора силиката натрия или смолы, необходимое для приготовления заданного объема раствора рабочей концентрации, определяется из выражения

Количество исходного раствора силиката натрия,
(VIII-8)

где Qк — количество исходного раствора силиката натрия или смолы, л; Qр — количество раствора силиката натрия или смолы рабочей концентрации, л; γк — плотность исходного раствора силиката натрия или смолы, г/см3; γp — плотность раствора силиката натрия или смолы рабочей концентрации, г/см3.

Количество углекислого газа, необходимое для закрепления грунта газовой силикатизацией, определяется по следующим формулам:

а) для предварительной активизации грунта (первая порция)

Г1 = V n c r;
(VIII-9)

б) для отверждения раствора силиката натрия в порах грунта (вторая порция)

Г2 = V n β r,
(VIII-10)

где V — объем закрепляемого грунта, м3; n — пористость грунта, %; r — плотность углекислого газа, равная 1,98 г/см3; с — коэффициент, равный 0,025; β — коэффициент, равный для песков крупных и средней крупности 0,08, для мелких песков и плывунов — 0,1.

Количество закрепляющего раствора в л на одну заходку определяется по формуле

Q = πr2l n a,
(VIII-11)

где r — радиус закрепления, м; l — длина заходки, м; n — пористость грунта, %; а — коэффициент, равный при двухрастворной силикатизации 5 (для каждого раствора), при однорастворной силикатизации 12, при смолизации 10 и при газовой силикатизации 8.

Нормы расхода тампонажного раствора (глиноцементного или бентонитосиликатного), вводимого в грунт через один манжет, рассчитываются по формуле

N = AnVk1k2,
(VIII-12)

где N — норма расхода на 1 манжет, м3; V — объем грунта, закрепленного от одного манжета; А — коэффициент заполнения пор инъекционным раствором, равный 0,6—0,7; k1 — коэффициент распространения раствора за пределы закрепленного массива, равный для крайних рядов массива 1,25, для внутренних — 1; k2 — коэффициент, учитывающий объем отжатой из раствора воды, равный 1,25—1,4; n — пористость грунта в долях единицы.

Растворы должны нагнетаться в песчаные грунты равномерно и медленно. В табл. VIII-9 приведен рекомендуемый режим нагнетания (насосный) раствора.

Давление при нагнетании закрепляющих растворов должно быть менее предельного, при котором могут возникнуть разрывы закрепляемого грунта.

Таблица VIII-9

Режим нагнетания раствора

Грунт Коэффициент фильтрации, м/сут Расход нагнетания раствора, л/мин
Песок мелкозернистый 2—10
10—20
20—30
1—2
2—3
3—5
Песок пылеватый 0,5—1
1—5
1—2
2—5
Примечания: 1. Не допускается при нагнетании химических растворов доводить давление до критического, при котором могут возникнуть разрывы закрепляемого пласта и прорывы раствора за пределы закрепляемого контура.
2. В просадочные грунты растворы нагнетаются с непрерывным нарастанием их расхода.
3. Если при нагнетании раствора будет наблюдаться выход его на поверхность по затрубному пространству либо через трещины в грунте, нагнетание следует немедленно прекратить и места выхода раствора затампонировать.

Ниже приведены предельные величины давления нагнетания в песчаные грунты.

Глубина от поверхности, м Максимальное давление, МПа
2—4 0,3—0,5
4—1 0,5—1

 

В просадочных грунтах давление нагнетания не должно превышать 0,5 МПа.

Давление при нагнетании газа для активизации песка (способ газовой силикатизации) должно быть не более 0,15—0,2 МПа. Давление нагнетания газа для отверждения силиката натрия не должно превышать давления при нагнетании силиката натрия, значения которого приведены ниже.

Глубина от поверхности, м Максимальное давление, МПа
2—4 0,3—0,5
4—1 0,5—1

При инъекции тампонажных растворов (глиноцементных и бентонитосиликатных) давление должно обеспечивать проникание в грунт заданного количества раствора. Оно зависит от свойств грунтов и инъецируемого раствора, расхода раствора и от мощности пригрузочного слоя. При нагнетании раствора в грунт на глубину 5—30 м давление в зависимости от указанных факторов может варьировать в пределах 0,5—0,2 МПа.

Прочность на сжатие закрепленного грунта назначается при проектировании объекта, причем она не должна быть более указанной в табл. VIII-10.

Таблица VIII-10

Значения прочности на сжатие закрепленного грунта

Способ закрепления Грунты Коэффициент фильтрации, м/сут Предел прочности на сжатие Rсж, МПа
Двухрастворная силикатизация Пески крупной и средней крупности 5—10
10—20
20—80
3,5—3
3—2
2—1,5
Однорастворная силикатизация (раствор силикатно-кремнефтористоводородный) Пески мелкие и пылеватые Пески средней крупности 0,5—5
5—20
2—1,5
1,5—1
Однорастворная силикатизация (растворы силикатно-фосфорнокислые и алюмосиликатные) Пески мелкие и пылеватые 0,5—5 0,3—0,2
Однорастворная силикатизация (раствор силикатный) Лессы 0,1—2 1,4—1
Газовая силикатизация Пески мелкие и пылеватые Пески средней крупности 0,5—5
5—20
1,5—1,2
1,2—0,8
Смолизация Пески мелкие и пылеватые Пески средней крупности 0,5—5
5—25
2,5—2
2—1,5
Бентонитосиликатные растворы Пески крупные и средней крупности 5—50 τ*>0,5
Глиноцементные растворы Пески гравелистые и крупные >80 0,1—0,05
* τ — предельное сопротивление сдвигу, МПа.

Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты