Закрепление грунтов

Закрепление грунтов

Инъекционное закрепление грунтов – это искусственное целенаправленное преобразование строительных свойств грунтов нагнетанием под давлением скрепляющих растворов.

Нашим предприятием освоено три вида закрепления грунтов:

  1. Методом цементации – нагнетание растворов на основе цемента.
  2. Методом силикатизации – нагнетание растворов на основе силиката натрия.
  3. Методом смолизации – нагнетание растворов на основе карбамидных смол.

Метод цементации основан на нагнетании цементной суспензии в закрепляемый грунт (песчано-гравелистый или трещиноватый скальный) посредством системы пробуренных в грунте скважин. При этом соотношение цемента и воды должно быть в пределах 0,1—2. Добавка сульфитно-спиртовой барды повышает подвижность цементно-песчаных и цементных растворов. Содержание барды в растворе должно быть в пределах 0,01—0,25%. Добавка хлористого кальция ускоряет схватывание растворов и увеличивает первоначальную прочность цементного камня. Содержание хлористого кальция должно быть в пределах 1—5%. После цементации значительно увеличиваются прочность и водонепроницаемость грунта.

Закрепление грунтов посредством силикатизации и смолизации, а также цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков допускается оставлять в закрепленном массиве забивные инъекторы или трубы манжетно-тампонных инъекторов в качестве арматуры. Непосредственно нагнетаемые в грунты рабочие растворы и смеси не должны содержать взвешенных механических примесей, затрудняющих инъекцию и закрепление грунтов в целом.

Для удаления взвесей растворы до их нагнетания в грунты заблаговременно отстаиваются, не допуская в дальнейшем перемешивания, или применяются соответствующие фильтры, а нагнетание гелеобразующих смесей производится только с применением фильтров. Нагнетание реагентов в грунты во всех случаях силикатизации и смолизации, а также при цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков производится под пригрузкой, в качестве которой используются залегающие над областью инъекции грунты, само сооружение или специально уложенные бетонные плиты, которые по весу и прочностным свойствам не должны в процессе нагнетания в грунты реагентов подвергаться разрушению с выходами реагентов на поверхность или в сооружение.

Величины предельно допустимых давлений и расходов при нагнетании реагентов во всех случаях силикатизации и смолизации, а также при цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков определяются на стадии проектирования на основании данных инженерно-геологических исследований.

Область применения технологии

В промышленном и гражданском строительстве технология применяется:

  • для предварительного закрепления породы в основании проектируемых зданий и сооружений;
  • для крепления откосов;
  • в качестве временного мероприятия при проходке подземных выработок;
  • для устройства противофильтрационных завес;
  • для ремонта канализационных коллекторов.

Инъекционное метод повышает механическую прочность, устойчивость, уменьшает сжимаемость и водопроницаемость дисперсных пород.

Усиление грунтов методом цементации также эффективно при заполнении пустот и каверн в закарстованных породах.

Технологический процесс при закреплении грунтов

Технология работ при инъекционном закреплении грунтов аналогична работам по усилению фундаментов и также состоит из трех основных этапов:

  1. Бурение инъекционных скважин.
  2. Оборудование скважин перфорированными металлическими трубами.
  3. Нагнетание скрепляющих растворов.

Применяемое оборудование

Применяемое оборудование подробно описано на странице «Усиление фундаментов». Оно позволяет выполнять работы в самых сложных инженерно-геологических условиях.

Технология производства работ по закреплению грунтов методом гидроразрыва (манжетная технология)

Закрепление грунтов в основании фундаментов выполняются методом манжетной технологии.

В процессе нагнетания инъекционный раствор проникает в грунтовый массив по ослабленным зонам, образуя в нем линзы цементного камня. При этом происходит не только заполнение цементным камнем пустот грунтового массива, но и уплотнение грунта в основании фундаментов со значительным улучшением его прочностных характеристик. Также цементный раствор под давлением отжимает грунт от инъекционной трубы, разрывает и внедряется в него по отдельным слабым зонам, формируя вокруг трубы столб цементного камня с многочисленными линзами и прослоями.

Работы по закреплению грунтов производятся в следующей последовательности:

1. Изготовление перфорированных инъекционных труб

Инъекционные трубы изготавливаются из металлических труб диаметром 57 мм. Толщина стенки трубы 3,5-5,0 мм. Колонна инъекционной трубы собирается из отдельных кусков длиной от 3,0 до 1,0 м, соединенных между собой при помощи резьбы. Донный торец инъекционной трубы глушится деревянной пробкой.

В проектных интервалах закрепления грунтов, трубы перфорируются. Перфорация выполняется в виде радиальных, сквозных отверстий диаметром 6-8 мм через 250 мм по длине трубы. Перфорационные отверстия закрываются манжетами, выполненными из резинового шланга. Высота манжет 40-50 мм.

2. Бурение инъекционных скважин

Бурение скважин производится переносной малогабаритной установкой УКБ-12/25 с электродвигателем. Бурение инъекционных скважин выполняется через подошву фундамента. Способ бурения - колонковый с промывкой глинистым раствором. Бурение осуществляется коронками диаметром – 112 мм.

После бурения производится чистка скважины от бурового шлама. Скважины промываются водой или продуваются сжатым воздухом при помощи компрессора.

В очищенную от бурового шлама скважину устанавливается перфорированная труба. Если условия производства работ (незначительная высота помещений) не позволяют опускать перфорированную трубу целиком полной длиной, тогда спуск трубы производится по частям, последовательно свинчивая и задавливая в скважину отдельные ранее подготовленные куски инъекционных труб.

3. Герметизация затрубного пространства

Бурение инъекционных скважин осуществляется диаметром 112 мм. Диаметр инъекционных труб 57 мм. Для качественного проведения инъекционных работ, образовавшееся затрубное пространство между трубой и стенкой скважины надежно герметизируют.

Затрубное пространство засыпается песком с трамбовкой. Верхняя часть затрубного пространства от устья скважины до подошвы фундамента заливается цементно-песчаным раствором.

4. Приготовление скрепляющего раствора

Приготовление скрепляющего раствора производится в передвижном инъекционном комплексе непосредственно перед нагнетанием его в грунтовый массив.

Водоцементное соотношение инъекционного раствора для нагнетания В\Ц 1:1.

Скрепляющий раствор готовится отдельными порциями по 0,1 м3. По мере его расходования готовится новый объем раствора.

По мере выработки отдельных компонентов происходит дозаправка расходных емкостей. Цемент на площадку строительства завозится «навалом» цементовозом порциями по 15 тонн. Вода пополняется из водовода технической воды.

5. Нагнетание скрепляющего раствора

Для нагнетания скрепляющего раствора применяются инъекционные насосы НБ1-25/16 или НБ2-63/40. Давление нагнетания может достигать 16 атм.

Подача скрепляющего раствора в грунтовый массив производится при помощи специальных инъекторов (двойных пакеров). Подача скрепляющего состава из стационарного инъекционного комплекса к инъектору осуществляется по высоконапорным шлангам. При длине напорной магистрали более 40 метров, для поддержания необходимого рабочего давления скрепляющего раствора устанавливается дополнительный инъекционный насос.

Перед производством работ скважины разделяются на зоны, по которым производится поочередное нагнетание раствора.

Для качественного закрепления грунтового массива процесс инъектирования скрепляющего состава через скважины производится отдельными метровыми зонами в 3  этапа. Проектный объем скрепляющего состава, приходящийся на 1 пм скважины, делится на три части. На каждом этапе инъекции в грунтовый массив инъектируется одна третья часть (100 л) проектного объема скрепляющего состава.

Состав работ каждого этапа следующий:

  • установка пакеров в скважины первой зоны;
  • присоединение высоконапорных шлангов;
  • нагнетание раствора;
  • промывка скважины технической водой;
  • перемещение нагнетательной линии в другую зону.

В следующей зоне состав работ повторяется и т.д.

Перерыв во времени между этапами нагнетания одни сутки. Таким образом, время обработки грунтового массива одной зоны, составляет не менее 3-х суток.

При возникающих прорывах скрепляющего состава на земную поверхность, процесс инъекции останавливают, скважину промывают, устраивают технологический перерыв необходимый для схватывания цементного раствора. После технологического перерыва переходят на быстросхватывающий раствор. Время обработки грунтового массива через эти скважины (одной зоны) может достигать 5-7 суток.

После окончания нагнетания на каждом этапе работ, все оборудование, находящееся в соприкосновении со скрепляющим составом, промывается водой или продувается сжатым воздухом под давлением не менее 0,6 МПа.


<<< Все виды работ


Москва
(495) 643-78-54
Уфа
(917) 378-07-48
Ижевск
(3412) 56-62-11
Новосибирск
(983) 508-17-15
Казань
(843) 296-66-61
Ростов-на-Дону
(863) 311-36-36
Крым
(988) 240-90-82
(978) 939-38-33
Краснодар
(861) 240-90-82
Тюмень
(3452) 74-49-75
(3452) 73-29-63
Красноярск
(391) 208-17-15
Челябинск
(351) 223-24-53

Рейтинг@Mail.ru