13.2.2. Расчет основных параметров
Расчетный радиус закрепления при силикатизации и смолизации грунта зависит от водопроницаемости грунтов и определяется по табл. 13.14. При создании сплошного закрепленного массива инъекторы или скважины в плане располагаются рядами в шахматном порядке (рис. 13.13 и 13.14). Расстояния между рядами инъекторов и инъекционных скважин вычисляются по формуле
а расстояние между ними в ряду — по формуле
где r — расчетный радиус закрепления от одиночной инъекции, м.
ТАБЛИЦА 13.14. РАСЧЕТНЫЙ РАДИУС ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ ГРУНТОВ
Способ | Грунт | Коэффициент фильтрации, м/сут | Радиус закрепления грунта, м |
Двухрастворная силикатизация | Пески разной крупности |
2—10 10—20 20—50 50—80 |
0,3—0,4 0,4—0,6 0,6—0,8 0,8—1 |
Однорастворная силикатизация | То же |
0,5—1 1—2 2—5 |
0,4—0,6 0,6—0,8 0,8—1 |
Газовая силикатизация | –||– |
0,5—1 1—5 5—20 |
0,3—0,5 0,5—0,8 0,8—1 |
Однорастворная силикатизация | Просадочный лессовый |
0,2—0,3 0,3—0,5 0,5—2 |
0,4—0,6 0,6—0,8 0,8—1 |
Смолизация | Пески разной крупности |
0,5—1 1—5 5—10 10—20 20—50 |
0,3—0,5 0,5—0,65 0,65—0,85 0,85—0,95 0,95—1 |
Для непрерывного закрепления грунтов одним инъектором или через инъекционную скважину по глубине (вертикально, наклонно или горизонтально) закрепляющие реагенты нагнетают последовательно — заходками.
Величина заходки определяется по выражению
где l — длина перфорированной (действующей) части инъектора (скважины), м; k — коэффициент, принимаемый для песков 0,5, для лессовых грунтов 0,5.
Объем закрепленного грунта, м3, от одиночной инъекции в одну заходку
Объемы закрепляющих растворов, л, с рабочими концентрациями в общем случае находятся по зависимости
где n — пористость грунта, доли единицы; α — коэффициент, принимаемый при двухрастворной силикатизации для каждого раствора 0,5: при однорастворной силикатизации — песков 1,2, лессовых просадочных грунтов 0,7; при смолизации песчаных грунтов 1,0; при газовой силикатизации — песчаных грунтов 0,7, плывунов и просадочных лессовых грунтов 0,8; Vst — общий объем закрепленного грунта.
Объем раствора крепителя с рабочей концентрацией на одиночную инъекцию при однорастворном закреплении песчаных грунтов определяется по формуле
где V´sol — объем гелеобразующей смеси на одиночную инъекцию, л; α — объемное отношение отвердителя к крепителю для данной рецептуры.
Объем отвердителя рабочей концентрации находится как разность объемов гелеобразующей смеси и крепителя.
Количество исходного раствора химических реагентов, л, необходимое для приготовления заданного объема раствора рабочей концентрации, для всех способов определяется по выражению
где ρsol — плотность исходного раствора, г/см3; ρ´sol — плотность раствора рабочей концентрации, г/см3; ρω — плотность воды, принимая равной 1 г/см3.
Количество воды, добавляемое к раствору исходной концентрации при приготовлении раствора рабочей концентрации, находится как разность объемов этих растворов.
При газовой силикатизации количества углекислого газа для предварительной активации грунтов А, кг, и для отверждения силикатного раствора в порах грунта В, кг, рассчитываются по формулам:
где ρg — плотность углекислого газа, кг/м3; с — коэффициент, равный 2,6; b — коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов 8, для плывунов 10, для просадочных грунтов 4.