2.2. Расчет основных параметров

Расчетный радиус закрепления при силикатизации и смолизации грунта зависит от водопроницаемости грунтов и определяется по табл.9. При создании сплошного закрепленного массива инъекторы или скважины в плане располагаются рядами в шахматном порядке (рис.13 и 14). Расстояния между рядами инъекторов и инъекционных скважин вычисляются

l_d = 1,5 r, (3)

а расстояние между ними в ряду – по формуле

l_d1 = 1,73 r. (4)

где r – расчетный радиус закрепления от одиночной инъекции, м.

ТАБЛИЦА 9. РАСЧЕТНЫЙ РАДИУС ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ ГРУНТОВ

Способ	Грунт	Коэффициент фильтрации, м/сут	Радиус закрепления грунта, м
Двухрастворная силикатизация	Пески разной крупности	2-10 10-20 20-50 50-80	0,3-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Однорастворная силикатизация	То же	0,5-1 1-2 2-5	0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Газовая силикатизация	»	0,5-1 1-5 5-20	0,3-0,5 0,5-0,8 0,8-1
Однорастворная силикатизация	Просадочный лессовый	0,2-0,3 0,3-0,5 0,5-2	0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Смолизация	Пески разной крупности	0,5-1 1-5 5-10 10-20 20-50	0,3-0,5 0,5-0,65 0,65-0,85 0,85-0,95 0,95-1

Рис.13. Расчетная схема инъекционного химического закрепления грунтов

а – для одиночной заходки; б – для сплошного

массива; 1 – инъекторы; 2 – расчетный массив

закрепленного грунта от одной заходки; Рис.14. Конструктивные схемы

3 – действительный массив закрепленного грунта инъекционного закрепления грунтов

для однородной среды; 4 – перфорированная часть основания

инъектора; 5 – сплошной массив закрепленного а – сплошного; б – армированного;

грунта в - комбинированного

Для непрерывного закрепления грунтов одним инъектором или через инъекционную скважину по глубине (вертикально, наклонно или горизонтально) закрепляющие реагенты нагнетают последовательно – заходками.

Величина заходки определяется по выражению

l_s = l + kr, (5)

где l – длина перфорированной (действующей) части инъектора (скважины), м; k – коэффициент, принимаемый для песков 0,5.

Объем закрепленного грунта, м³, от одиночной инъекции в одну захватку

V_st = πr²l_s. (6)

Объемы закрепляющих растворов, л, с рабочими концентрациями в общем случае находятся по зависимости

V_sol = 100V_stna, (7)

где n – пористость грунта, доли единицы; a – коэффициент, принимаемый при двухрастворной силикатизации для каждого раствора 0,5; при однорастворной силикатизации – песков 1,2, лессовых просадочных грунтов 0,7; при смолизации песчаных грунтов 1,0; при газовой силикатизации – песчаных грунтов 0,7, плывунов и просадочных лессовых грунтов 0,8; V_st – общий объем закрепленного грунта.

Объем раствора крепителя с рабочей концентрацией на одиночную инъекцию при однорастворном закреплении песчаных грунтов определяется по формуле

V``_sol = V`_sol/(1 + α), (8)

где V`_sol – объем гелеобразующей смеси на одиночную инъекцию, л; α – объемное отношение отвердителя к крепителю для данной рецептуры.

Объем отвердителя рабочей концентрации находится как разность объемов гелеобразующей смеси и крепителя.

Количество исходного раствора химических реагентов, л, необходимое для приготовления заданного объема раствора рабочей концентрации, для всех способов определяется по выражению

Q_sol = (ρ`_sol – ρ_ω)υ_sol/(ρ_sol – ρ_ω), (9)

где ρ_sol – плотность исходного раствора, г/см³; ρ`_sol – плотность раствора рабочей концентрации, г/см³; ρ_ω – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Количество воды, добавляемое к раствору исходной концентрации при приготовлении раствора рабочей концентрации, находится как разность объемов этих растворов.

При газовой силикатизации количества углекислого газа для предварительной активации грунтов А, кг, и для отверждения силикатного раствора в порах грунта В, кг, рассчитываются по формулам:

А = V_st nc ρ_g; (10)

В = V_st nbρ_g, (11)

где ρ_g – плотность углекислого газа, кг/м³; c – коэффициент, равный 2,5; b – коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов 8, для плывунов 10, для просадочных грунтов 4.