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/ч | 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 |
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.