Цементация грунтов и пород

Цементация трещиноватых скальных пород и гравелистых грунтов производится путем нагнетания тампонажных растворов через инъекторы, смонтированные в про­буренных скважинах. Цементация производится цементными суспензиями, цемент­ными растворами с добавлением глины, песка, суглинка и др. инертных материалов.

Работа по цементации производится в соответствии с проектом, в котором указа­ны марка цемента, вид и крупность заполнителя, химические добавки, состав раствора, тип и производительность насосов и инъекционного оборудования.

Нагнетание растворов через каждую скважину надлежит производить до «отказа». За «отказ» при цементации скальных грунтов следует принимать:

— поглощение скважиной (зоной) расчетного количества раствора при давлении нагнетания, не превышающем проектное;

— снижение расхода раствора до 5—10 л/мин на скважину (зону) с одновременным повышением давления нагнетания выше проектного, если величина расхода при «отказе» особо не оговорена в проекте.

Наиболее благоприятно для проведения термического закрепления грунтов наличие в основании объекта однородной толщи грунтов мощностью более 3 м с постоянной или мало меняющейся проницаемостью. Наличие грунтов с уменьшающейся или иным образом изменяющейся по глубине проницаемостью несколько усложняет тер­мическую обработку грунтов.

Для термического закрепления грунтов могут быть применены природные, искус­ственные и сжиженные газы, а также жидкое горючее.

Применение сжиженных газов требует специальных устройств для транспорта, хра­нения и смешивания их с воздухом, в связи с чем оно должно быть обосновано эконо­мическими расчетами.

Наличие в толще просадочных грунтов прослойки, обладающей весьма малой проницаемостью, ограничивает возможности способа термического закрепления. В этом случае нижняя отметка толщи закрепляемого грунта определяется кровлей упомянутой прослойки.

При всех условиях намеченные к закреплению грунты должны залегать выше уровня грунтовых вод.

Уменьшение просадочности грунта прямо пропорционально возрастанию темпера­туры, при которой производится его термическая обработка, и в каждой точке массива, обратно пропорционально расстоянию от скважины.

Выбор формы и размеров массива определяется его устойчивостью в условиях возможного замачивания окружающей просадочной толщи, при этом диаметр горизон­тального сечения массива, закрепленного вокруг одной скважины, должен быть не менее 1,5 м.

Верх массива обожженного грунта должен находиться несколько выше проектной отметки подошвы проектируемого фундамента.

Группируя несколько массивов, можно создать более крупный массив необходимого размера и очертания. Так, для закрепления основания столбчатых фундаментов массивы располагают группами (по два-три), а для закрепления основания ленточных фундамен­тов массивы располагают в один или два ряда.

При устройстве столбчатых опор, воспринимающих большие нагрузки, с целью получения слитного тела обожженного грунта под фундаментом, расстояние между одиночными скважинами назначают несколько меньшим, чем диаметры смежных массивов обожженного грунта. При нагнетании раскаленных газов одновременно через несколько скважин диаметры всех массивов, составляющих тело обожженного грунта, следует назначать одинаковыми.

При термическом закреплении грунта под существующими объектами массивы в зависимости от условий восприятия нагрузок и размеров фундамента располагают по контуру фундамента или под всей его подошвой (в последнем случае массив образу­ется путем слияния отдельных горизонтальных, наклонных и вертикальных массивов).

Во всех случаях термического закрепления грунта под существующими объектами температура у подошвы фундамента не должна превышать предела, допустимого по условию сохранения прочности материала кладки (для бетона 200 °С), поэтому верх обожженного массива не доводится до подошвы фундамента на 30—50 см.

Для обжига грунтов применяют вертикальные, наклонные и горизонтальные скважины.

Скважины размещают соосно с массивами закрепляемого грунта.

Забой вертикальных и наклонных скважин располагают на кровле грунтов, служа­щих основанием массивов обожженного грунта.

Горизонтальные скважины располагают над кровлей непросадочных грунтов на расстоянии, равном радиусу массива закрепляемого грунта. Длину их призабойного участка, через который нагнетают в грунт раскаленные газы, назначают не меньше соответствующего размера фундамента.

При недостаточной проницаемости грунтов или необходимости усиления движения газов в грунте в определенном направлении проектируют вытяжные скважины, распола­гаемые в конце основной скважины или вблизи нее.

Проницаемость стенок скважин должна быть не меньше естественной прони­цаемости грунтов на данной площадке. Это условие обеспечивается при выборе надле­жащего бурового оборудования и проведении буровых работ сухим способом.

Диаметры скважин назначаются в пределах 100—200 мм.

Скважины для обжига грунта оснащаются специальным устройством, обеспечиваю­щим подачу топлива и воздуха, их перемешивание и транспортирование.

Качество термически закрепленного грунта контролируют по результатам испыта­ния на прочность и неразмываемость образцов, отбираемых из контрольных скважин.

Образование размеров массивов термически закрепленного грунта контролируется термопарой в комплекте с потенциометром. Термопары должны быть установлены вер­тикально на расчетных границах массива. Образование закрепляемого массива следует считать законченным, если установленные в расчетном контуре термопары зафиксиро­вали достижение расчетной температуры не менее 350°С.

Приемка выполненных работ осуществляется на основе сопоставления с проектом количества и расположения скважин, фактических контуров закрепленного массива на уровне отметки заложения фундаментов и температурных диаграмм по всем масси­вам, данных журналов работ, результатов проходки контрольных скважин и лаборатор­ных испытаний образцов закрепленного грунта. После сдачи работ производят тампо­наж скважин путем бетонирования их или засыпки с уплотнением.

Таблица 2

Контролируемые показатели, предельные отклонения по закреплению грунтов основания фундаментов

Дата добавления: 2014-01-03