Общестроительные работы

Основания и фундаменты

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Работы по химическому закреплению грунтов выполняются строго по проекту. Изменения и отклонения от проекта допускаются лишь с ведома проектной организации и оформляются актом. Начинать работы по закреплению грунтов можно только после опробования в производственных условиях всех механизмов и смонтированных установок.

Химическое закрепление грунтов включает следующие работы:

приготовление закрепляющих растворов;

погружение инъекторов;

нагнетание растворов;

извлечение инъекторов;

вспомогательные работы.

Закреплять грунты в зимнее время допускается при температуре грунта в зоне закрепления не ниже 5°С и в тепляках с положительной температурой.

Приготовление закрепляющих растворов. Концентрация и рецептура рабочих растворов и гелеобразующих смесей назначаются соответственно приведенным в § 2, 3 данной главы.

Для получения раствора рабочей концентрации  (силиката натрия, смолы, кислоты) исходный раствор разбавляют водопроводной водой, количество которой определяется по формуле

Кристаллические  исходные   материалы    (хлористый кальций, алюминат натрия, щавелевая и фосфорная кислоты)  растворяют на месте. При этом вначале следует приготовить   концентрированные   растворы   указанных кислот или солей, а затем, по мере надобности разбавляя водой, доводить до рабочей концентрации [количество добавляемой воды определяется по формуле

При однорастворной и газовой силикатизации раствор жидкого стекла рабочей концентрации готовят за 3—4 дня до приготовления гелеобразующей смеси или закачки. За это время примеси, имеющиеся в жидком стекле, осядут па дно емкости, а само жидкое стекло станет прозрачным.

Растворы фосфорной и кремнефтористоводородной кислот и алюмината натрия разбавляют водой до рабочей концентрации непосредственно перед приготовлением гелеобразующей смеси.

При смолизации рабочие растворы смолы и коагулянтов приготовляются одновременно перед их смешением.

При производстве работ по химическому закреплению грунтов гелеобразующая смесь готовится непосредственно перед употреблением: рабочие растворы жидкого стекла или смолы и соответствующих коагулянтов смешивают в объемных соотношениях и порядке, указанном в § 2.

Приготовление силикатно-кремнефтористводороднол смеси в зависимости от требований, предъявляемых к гелеобразующей смеси, можно вести по двум вариантам:

смесь с продолжительным временем гелеобразэванич (1—2 ч) приготовляется при условии доведения готоьой смеси до температуры  от 5 до 10° С;

смесь с сокращенным временем гслеобразоза: ;:л (30—40 мин) готовится и закачивается в обычных температурных условиях (20° С) небольшими порциям:: (75—100 л). В этом случае для приготовления смеси необходима дополнительная емкость, из которой ведется закачка смеси в грунт.

При приготовлении гелеобразующей смеси необходимо строго соблюдать следующие правила:

объемы основных растворов и растворов-коагулянтов должны быть отмерены возможно точно;

приливать раствор-коагулянт к основному раствору следует тонкой струей;

смешивать оба раствора рекомендуется при тщательном перемешивании;

контролировать время гелеобразования смеси отбором проб.

При работах с соляной и кремнефтористоводородной кислотами для предохранения от коррозии металлической емкости и инъекционного оборудования в кислоту следует добавлять ингибитор в количестве 1%. В качестве ингибитора применяется Упикол-2— продукт конденсации анилина и уротропина.

В случае производства работ по двухрастворной силикатизации при температуре воздуха ниже 15° С рабочие растворы жидкого стекла и хлористого кальция нагреваются до 40° С.

Погружение и извлечение инъекторов. При закреплении грунта с поверхности должен быть оставлен слой незакрепленного грунта не менее 1—1,5 м либо устроена бетонная плита толщиной не менее 10 см с отверстиями диаметром 50 мм для погружения инъекторов. Число отверстий назначается проектом.

Способ погружения инъектора в грунт зависит от геологических условий площадки и выбранной конструкции инъектора.

Погружение инъектора с перфорированным звеном осуществляется следующими способами:

забивкой, если выше области закрепления залегают несвязные грунты, не содержащие крупных включений (крупного гравия или щебня, строительного мусора и т.п.);

опусканием в предварительно пробуренные скважины с применением обсадных труб типа ТМГ, если выше области закрепления массива залегают плотные глины и крупнообломочные грунты, или при проходке несвязных грунтов, если погружение забивкой на данную глубину окажется неосуществимым.

Пространство между обсадной трубой и инъектором тампонируется песком или влажной глиной. Инъекторы забивают с помощью направляющих в строго заданном проектном направлении.

Глубина погружения инъекторов в грунт при забивке—15 м; при опускании инъектора в предварительно пробуренные скважины — более 15 м.

Варьирование глубин забивки по заходкам зависит От принятого способа нагнетания раствора, указанного в § 5 настоящей главы.

Перед погружением инъектора отверстия перфорированного звена замазывают пластичной глиной или тавотом.

По мере забивки в грунт инъектор наращивают глухими звеньями. Во время наращивания необходимо следить за тщательностью соединения звеньев.

Манжетный инъектор погружают в грунт следующими способами: сжатым воздухом — в мелких и средних песках, не содержащих крупных включений, с различной степенью влажности (до водонасыщенных грунтов). Глубина погружения до 8 м.

При погружении сжатым воздухом нижний конец инъектора имеет вид сопла с вмонтированным в него шариковым клапаном.

Порядок погружения следующий:

в трубу с манжетами вставляют внутреннюю трубу с одним тампоном и в нее подают сжатый воздух. Манжет под напором воздуха разжимается и воздух проникает в сопло, а затем и в грунт, в результате чего инъектор без особых усилий погружается в грунт на заданную глубину;

опусканием в готовую скважину. Глубина пробуренной скважины в сухих грунтах без крепления стенок может достигать 14—16 м. Пространство между инъекто-ром и стенками скважины заполняется песком. В этом случае нижний конец трубы инъектора имеет заглушку.

Инъектор горизонтального направления погружается в грунт с помощью задавливающего механизма. Инъектор в данном случае погружается но следующей схеме: открывают шурф, в котором одна из стен крепится целиком, другая (близлежащая к фундаменту, например) имеет несплошное крепление, так как через нее ведутся работы по задавливанию инъекторов. У стены со сплошным креплением устанавливают вертикальную металлическую плиту размером 1,5Х1»5Х1»5м, толщиной 2—3 см для упора задавливающего механизма, который размещают в шурфе. Один его конец закреплен на оси и упирается в металлическую плиту. Механизм свободно (под разными углами к оси) может разворачиваться в одной плоскости, благодаря чему можно получить веерообразное расположение инъекторов в грунте. Механизм можно устанавливать на любую высоту, создавая таким образом условия для получения массива из закрепленного грунта любых габаритов.

При помощи такого механизма можно задавить инъ-ектор на глубину до 20 м. Метод перспективен для застроенных районов, где нельзя вести работы по закреплению грунта с дневной поверхности.

В процессе погружения инъекторов ведется журнал, в котором фиксируются номера скважин, заходок и глубина погружения.

Механизмы, с помощью которых инъекторы извлекаются из грунта, перечисляются в § 6 настоящей главы.

Нагнетание химических растворов. Порядок нагнетания растворов зависит от применяемого способа и устанавливается проектом. Для всех видов силикатизации и смолизации грунтов порядок нагнетания раствора описан в § 5 данной главы.

Растворы в грунт нагнетаются с помощью насосного оборудования, перечисленного в § 6.

При однорастворной силикатизации и смолизации ге-леобразующие растворы нагнетают вначале в первый ряд инъекторов, затем во второй и т.д. При двухрас-творной силикатизации растворы жидкого стекла и хлористого кальция нагнетают вначале в нечетные ряды инъекторов, а затем в четные или наоборот.

При нагнетании гелеобразующих растворов с предварительной обработкой грунта кислотами (смолизация и силикатно-кремнефтористоводородная рецептура однорастворной силикатизации) вначале в заходку подают раствор кислоты рабочей концентрации в количестве, предусмотренном проектом, затем прокачивается небольшое количество воды (30—50 л) и после этого нагнетают гелеобразующий раствор. Перерыв во времени между нагнетанием кислоты и гелеобразующего раствора для водонасыщенных песков не должен быть более 1 ч.

Количество нагнетаемого в одну заходку раствора устанавливается проектом по формуле и проверяется при опытных работах по закреплению грунтов. Отклонения в количестве нагнетаемого в каждую заходку раствора не должны быть более 5%.

Давление при нагнетании растворов устанавливается проектом и корректируется при опытных работах по закреплению грунтов. Отклонения в величине давления при нагнетании растворов не должны быть более 10%.

Если раствор в заданном количестве при установленном давлении не нагнетается, необходимо извлечь инъ-ектор из грунта, промыть его, забить вновь й после этого продолжить нагнетание.

В случае преждевременного образования геля (при смолизации и однорастворной силикатизации) нагнетание необходимо прекратить, а все оборудование (насосный агрегат, шланги и инъектор, извлеченный из грунта) промыть. После этого вновь забить инъектор и нагнетать раствор. При производстве работ по новой технологической схеме подобные явления исключаются.

Если при нагнетании раствор выходит на поверхность по затрубному пространству либо через трещины в грунте или бетонной подготовке, нагнетание следует немедленно прекратить и обнаруженные места выхода раствора затампонировать подручным материалом (ветошью, паклей, цементом, пропитанными жидким стеклом пли глиной). Когда при нагнетании в грунте обнаруживаются разрыхленные зоны или пустоты (значительно понижается давление при избыточном поглощении грунтом раствора), нагнетание необходимо прекратить. Разрыхленные зоны должны быть предварительно зацементированы под давлением.

По окончании нагнетания растворов в грунт давление в системе должно быть постепенно снижено до нуля (открывается сбросной вентиль на насосе). Только после этого разрешается отсоединить шланги от инъектора (резкое снижение давления приводит к забиванию инъектора грунтом).

Вспомогательные работы. По химическому закреплению грунтов к вспомогательным работам относятся:

подогрев химических растворов (при двухрастворной силикатизации);

промывка и чистка оборудования;

тампонаж скважин;

устройство тепляков в зимнее время (при нагнетании растворов с поверхности земли).

Подогревать раствор можно в баках объемом 1 — 1,5 м3 паром, пропускаемым через змеевики, или электропечами. При подогреве необходимо определять температуру и концентрацию растворов. Во избежание интенсивного испарения раствора баки должны иметь крышки. В случае повышения концентрации сверх предусмотренной проектом раствор разбавляют водой.

Промывать и прочищать инъекторы необходимо сразу после их извлечения из грунта.

Насосы, шланги и емкости для растворов промывают водой после окончания работ каждой смены. Технический осмотр насосов следует производить ежедневно. Необходимо систематически проверять исправность манометров, а при газовой силикатизации — и газового редуктора.

После   извлечения   инъекторов   скважины   надлежит затампонировать    цементно-песчаным     раствором    или пластичной глиной.

Тепляк для работ в зимнее время оборудуют согласно указаниям в проекте.