13.2.4. Технологическая схема закрепления

Инъекторы погружают в закрепляемый грунт забивкой, задавливанием и установкой в пробуренные инъекционные скважины. При закреплении грунтов через предварительно пробуренные скважины используется буровое оборудование, характеристики которого представлены в табл. 13.15—13.24.

ТАБЛИЦА 13.15. ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ ГРУНТОВ

Оборудование Марка
Бетонолом
Перфоратор
Инъектор переменного сечения
Инъекторы-тампоны (гидравлические, пневматические)
Установки для бурения скважин
Компрессор
Центробежный насос
Пневмоустановка
Домкрат реечный
Углекислотный редуктор
Электронагревательный элемент к углекислотному редуктору
Весы
С-358
ПР-24
ИПС-1
ИТГ-58, ИТГ-124, ИТП-124, ИТП-68

ДК-9
ЗК-45/55 (ЗК-6)

ДР-7
УР-7
Э-12
РП-150-МГ

ТАБЛИЦА 13.16. ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНОЛОМОВ

Показатели Бетоноломы
ПЛ-1М ИП-4602 (С-358) ИЭ-4601 (С-850)
Рабочее давление воздуха, МПа 0,5—0,7 0,6
Расход воздуха м3/мин 1,2 1,6
Число ударов в 1 мин 1250 850 1000
Масса, кг 31,7 16,7 20
Длина, мм 635 670 655
Диаметр шланга, мм 16 18
Мощность электродвигателя АП-42В, кВт 1,2
Напряжение, В 220

ТАБЛИЦА 13.17. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРФОРАТОРОВ

Показатели Перфораторы
ПР-24Л;
ПРШ-24Л
ОМ-506Л ПРО-24 ЛУ ПР-19
Глубина бурения, м 5 5 4 4
Рабочее давление воздуха, МПа 0,4—0,6 0,4—0,6 0,4 0,4
Чисто ударов в 1 мни 3000 1700 2600 1850
Расход воздуха, м3/мин 3,5 2,2 3,5 2,5
Диаметр шланга, мм 25 19 25 25
Масса, кг 30 29 28,8 20
Наибольший диаметр колонки, мм 58 56 56 40

Примечание. Перфоратор марки ПРШ-24Л выпускается с глушителем шума.

ТАБЛИЦА 13.18. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНЪЕКТОРОВ

Показатели Инъекторы
ИПС-2 (инъектор переменного сечения) ИТГ-58 ИТГ-124 ИТП-58 ИТП-124
Диаметр:
   скважины, мм
   перфорированной части, мм
 

32
 
68
32
 
130
32—38
 
68
32
 
130
32—38
Длина перфорированной части, 500 500 500 500 500
Длина запорной части, мм 1000 2000 2000 2000 2000
Рабочее давление при закрывании скважины, МПа 0,12—0,35 0,12—0,45 0,3—0,35 0,3—0,45

ТАБЛИЦА 13.19. ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Марка компрессора Производительность м3/мин Рабочее давление, МПа
ПКС 3,5 3,5 0,7
ПКС-5,25 5,25 0,7
ПК-10 10,5 0,7
ПВ-10 10 0,7
6БКМ 25,6 0,8
ПКС-6к 6 0,7
ПР-10 10 0,7

Технологическая схема приготовления гелеобразующей смеси при однорастворной силикатизации и смолизации показана на рис. 13.21, технологическая схема силикатизации просадочных лёссовых грунтов через скважины — на рис. 13.22, а пневматическая установка для нагнетания закрепляющих растворов в грунты изображена на рис. 13.23.

При газовой силикатизации нагнетание углекислого газа в грунт (порядок приготовления смеси см. в табл. 13.9) производится в режиме заданного давления, определенного при контрольных работах по закреплению грунтов. Давление при нагнетании газа для активизации грунта не должно превышать 0,15—0,2 МПа, а при подаче газа для отверждения силикатного раствора составляет 0,4—0,5 МПа.

ТАБЛИЦА 13.20. ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ ИНЪЕКЦИОННЫХ СКВАЖИН

Показатели Станки колонкового бурения Станок вращательного бурения ПВБОМ-15 Станок шнекового бурения УКБ-25 Станки ударно-вращательного бурения Механический
пробоотборник MП-1
КБУ-50 КБУ-80 СБА-500 НКР-100М НКМ-4М
Диаметр скважин, мм
52; 60; 65 65; 75 59—151 70 62;
70;
102
105 105 60—92
Глубина бурения, м 25 30 500 До 50 До 35 1,5—7,0
То же, шнеками 25 30 15 15
То же, колонковый снарядом 15
Длина штанги или шнеков, мм 1000 1220 1000 1213
Масса установки, без бурового става, кг 500 680 90/165 90 360 460 14
Габариты станка
(с электродвигателем), мм:
   длина
   ширина
   высота










1670
1130
1620



540
1770


1776
1090
2600


1500
655
672


2550
1000
850—2200


565
355
485

ТАБЛИЦА 13.21. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ РАСТВОРОВ В ГРУНТЫ

Механизм Масса, кг Давление, МПа Производительность, м3 Высота всасывания, м Мощность двигателя, кВт Диаметр плунжера, мм Число ходов; плунжера в 1 мин Условный диаметр патрубков, мм
Пневмоустановка с баком диаметром 1220 мм и рабочим объемом 1,5 м3 613 0,6 4,8
Центробежные
насосы:
   2К20/30 (2К-6)
   3К45/55 (3К-6)
   4К90/85 (4К-6)
 
 
72
294
570
 
 
0,31
0,54
0,67
 
 
19,8
45
90
 
 
6
6
5
 
 
4,5
14
55
 
 


 
 


 
 
50/40
80/50
100/70
Насосы-дозаторы:
   НЛ-1000/10
   НД-1600/10
   НД-2500/10
   2ДА
   4ДА
   6ДА
 
150
239
245
509
733
1165
 
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
 
1,0
1,6
2,5
0,945
3,4
8,28
 
3
3
3
3
3
3
 
2,2
3
3
1,7
2,8
4,5
 
60
80
100
25; 40
32; 65
40; 70
 
100
100
100
150
150
150
 
32
32
40
20
32
45
Технологическая схема приготовления гелеобразующей смеси при однорастворной силикатизации и смолизации грунтов
Рис. 13.21. Технологическая схема приготовления гелеобразующей смеси при однорастворной силикатизации и смолизации грунтов
1 — автоцистерна; 2 — емкость для отвердителя исходной концентрации; 3 — насосы для перекачивания растворов; 4 — емкость для отвердителя рабочей концентрации; 5 — дозатор для отвердителя; 6 — насосы для нагнетания закрепляющих растворов в грунты; 7 — емкости для гелеобразующей смеси; 8 — дозатор для крепителя; 9 — емкость для крепителя исходной концентрации; 10 — емкость для крепителя исходной концентрации; 11 — компенсатор для перемешивания растворов сжатым воздухом; 12 — хранилище для крепителя
Технологическая схема силикатизации просадочных лессовых грунтов через скважины
Рис. 13.22. Технологическая схема силикатизации просадочных лессовых грунтов через скважины
1 — стенка скважины; 2 — шланг для подачи закрепляющего раствора; 3 — инъектор-тампон; 4 — грунтовый массив; закрепленный двумя заходками
Пневматическая установка для нагнетания закрепляющих растворов
Рис. 13.23. Пневматическая установка для нагнетания закрепляющих растворов
1 — патрубок с вентилем для подачи раствора к инъекторам; 2 — люк для осмотра и чистки емкости; 3 — патрубок с вентилем для подачи сжатого воздуха; 4 — вентиль, регулирующий давление; 5 — манометр; 6 — предохранительный клапан; 7 — патрубок с вентилем для заливки растворов; 8 — корпус емкости; 9 — шкала расхода; 10 — водомерное стекло; 11 — патрубок с вентилем для проб раствора; 12 — салазки

ТАБЛИЦА 13.22. ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕКИСЛОТНЫХ РЕДУКТОРОВ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ГРУНТОВ

Показатели Углекислотные редукторы
ДЗД-139 М У-Р1 УР-2
Давление, МПа:
   на входе
   на выходе

15
0,15

120
6

125
3
Производительность, л/мин, при давлении 0,5 МПа 6 100 100
Габариты, мм 190×135×140 150×94×165 176×94×165
Масса, кг 1,74 1,1 1,27

ТАБЛИЦA 13.23. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПОЛЬНЫХ ВЕСОВ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ

Показатели Весы РП-150-МГ
Пределы взвешивания, кг
Погрешность взвешивания, кг
Размеры платформы, мм
Габариты, мм
Масса, кг
10—150
±0,15
350×280
495×510×1300
30

ТАБЛИЦА 13.24. ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЗМОВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНЪЕКТОРОВ

Показатели Домкрат ДР-7 Автопогрузчик 4046
Грузоподъемность, т
Высота подъема, мм
Габариты, мм
7
350
514×230×940
4,5
4000
5945×2250×3400

Нарушение режима подачи газа и превышение предельных значений давлений может привести к разрывам грунта, а следовательно, к нарушению монолитности закрепления.

Перерыв во времени между нагнетанием силиката натрия и газа не должен превышать 30 мин.

Расстояние между инъекторами или скважинами, через которые одновременно производится нагнетание газа, должно быть не менее шести радиусов закрепления.

13.2.5. Проектирование оснований и фундаментов из химически закрепленных инъекцией грунтов

Нормативные и расчетные характеристики закрепленных грунтов устанавливаются в результате лабораторных исследований и опытных работ в натурных условиях, включающих закрепление грунтов принятым способом и определение соответствующих прочностных и деформационных характеристик закрепленных грунтов. Эти данные должны быть апробированы контрольным закреплением непосредственно перед производством работ и откорректированы при расхождении с проектными данными.

Под прочностью закрепленного грунта понимается предел прочности при одноосном сжатии образцов из закрепленного грунта в 28-дневном возрасте, определяемый по ГОСТ 17245-79.

Исходными материалами для разработки проекта инъекционного закрепления грунтов химическими способами являются: инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания на площадке строительства; лабораторные исследования и опытные работы в натурных условиях по химическому закреплению грунтов инъекцией; генеральный план площадки со всеми коммуникациями; технические данные о зданиях и сооружениях, о расположении подземных коммуникаций (водопровод, электрокабель, канализация и др.); планы и разрезы фундаментов зданий и сооружений с указанием действующих на них нагрузок; схема размещения технологического оборудования с указанием действующих на него нагрузок, допустимых осадок, а также нагрузок на полы.

Глубина заложения фундаментов на основаниях из закрепленных грунтов назначается в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 и должна быть не менее расчетной глубины промерзания для данного района.

При использовании химически закрепленных инъекцией грунтов в качестве оснований сооружений должны быть установлены лабораторными исследованиями и опытными работами следующие расчетные и нормативные характеристики закрепленных грунтов: временное сопротивление одноосному сжатию R; угол внутреннего трения φ; сцепление с; модуль деформации Е; плотность ρ; коэффициент Пуассона v.

Инъекционное закрепление с целью устройства фундаментов и других подземных конструкций из химически закрепленных грунтов допускается с применением способов, обеспечивающих прочностное и другие физико-механические свойства закрепленных грунтов, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым к материалам таких конструкций, включая требования по морозостойкости. Такими способами в настоящее время являются: двухрастворная силикатизация, однорастворная силикатизация с кремнефтористоводородной кислотой в качестве отвердителя и смолизация песчаных грунтов.

При использовании химически закрепленных грунтов в качестве жестких фундаментов и других подземных конструкций лабораторными исследованиями и опытными работами должны быть дополнительно установлены расчетные и нормативные характеристики закрепленных грунтов: призменная прочность Rс и растяжение Rbt (осевое).

Химически закрепленные грунты не армируются и не могут использоваться как гибкие фундаменты. Размеры подошвы фундаментов определяются в соответствии с требованиями гл. 5.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения