26.5. Проектирование закрепления грунтов

Закрепление грунтов производится в целях повышения их прочно­сти и водонепроницаемости в основании проектируемых или существую­щих сооружений и сетей. Массивы из закрепленного грунта могут быть использованы в качестве для заглубленных емкостных сооружений и тру­бопроводов. Для закрепления массивов в зависимости от их назначения и грунтовых условий применяются следующие способы:

• инъекционный, осуществляемый путем нагнетания в ipynr хими­ческих цементационных растворов с помощью инъекторов или в скважины (смолизация, силикатизация, цементация);

• буросмесительный (путем разработки и перемешивания грунта с цементом или цементными растворами в скважинах);

• термический (путем нагнетания в скважины высокотемператур­ных газов или с помощью электронагрева грунта).

Способ закрепления и рецептура растворов должны обеспечивать расчетные физико-механические характеристики закрепленного грунта и удовлетворять требованиям по охране окружающей среды.

Инъекционные способы закрепления грунтов применяются в сле­дующих грунтовых условиях:

• силикатизацию и смолизацию - в песчаных грунтах с коэффици­ентом фильтрации к от 0,5 до 80 м/сут, в просадочных фунтах при к = 0, 2 м/сут и степени влажности S_r = 0,7;

• цементацию - в трещиноватых скальных фунтах с удельным во-допоглощением не менее 0,01 л/мин м²; в крупнообломочных фунтах при к > 40 м/сут, а также для заполнения карстовых по­лостей и закрепления закарстованных пород.

Буросмесительный способ следует применять для закрепления не­зависимо от коэффициента фильтрации илов (в том числе со слоями глин и суглинков с показателем текучести J_L = 0,5 или слоями песков рыхлых и средней плотности), а также лессовых просадочных фунтов с числом пла­стичности от 0,02 до 0,15 в фунтовых условиях I типа.

Термический способ применяется для закрепления лессовых про­садочных фунтов со степенью влажности S_r = 0,5.

Для силикатизации и смолизации используют в качестве закрепи­телей - водные растворы силиката натрия, карбамидные и другие синтети­ческие смолы, в качестве отвердителей - неорганические или органические кислоты и соли, а также газы. Для регулирования процессов гелеобразова-ния или предварительной обработки закрепленного фунта применяются ре­цептурные добавки.

Для цементации фунтов применяются цементационные растворы (цементные, цементно-песчаные, цементо-глинистые, цементно-песчано-глинистые и др.), а также поризованные и вспененные растворы при не­обходимости с химическими добавками.

При наличии афессивных подземных вод надлежит применять стойкие по отношению к ним цементы.

Форму и размеры закрепленных массивов, а также физико-механические характеристики закрепленных фунтов следует устанавливать исходя из инженерно-геологических и гидрогеологических условий пло­щадки, принятого способа и технологии работ по закреплению фунтов, учитывая взаимодействие закрепленного массива с окружающим фунтом.

Расположение инъекторов и скважин и порядок захваток должны обеспечить создание закрепленного массива требуемой формы и размера.

Последовательность создания закрепленного массива должна ис­ключить возможность возникновения неравномерных осадок возводимых или существующих сетей и сооружений водоотведения.

Предельное давление нагнетания при закреплении фунтов инъек­ционными способами должно назначаться из условия исключения возмож­ности разрывов сплошности закрепляемого фунта.

26.6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ

ГРУНТОВ

Искусственное замораживание грунтов следует предусматривать для устройства временных ледогрунтовых ограждений котлованов при строительстве заглубленных сооружений систем водоотведения в водона-сыщенных, неустойчивых и трещиноватых скальных грунтах.

Для искусственного замораживания грунтов применяются холо­дильные установки с использованием в качестве хладоагента аммиака. В обоснованных случаях допускается использовать фреон и жидкий азот.

Искусственное замораживание грунтов производят холодоносите-лем (рассолом), циркулирующим в рассолопроводах и замораживающих колонках.

Вид, концентрация и температура холодоносителя должны опреде­ляться в зависимости от температуры, засоленности и скорости движения подземных вод. Как правило, в качестве холодоносителя используется вод­ный раствор хлористого кальция.

Толщину стен и объем ледогрунтового мраждения, а также мощ­ность холодильной установки определяют статическими и теплотехниче­скими расчетами в зависимости от размеров и очертания котлована и физи­ко-механических характеристик замороженного грунта.

Скважины для замораживающих колонок располагаются по конту­ру котлована с шагом 1,0-1,5 м. Расстояние между рядами скважин при их многорядном расположении принимается равным 2-3 м.

Расстояние от оси скважины до внутренней грани ледогрунтового ограждения следует принимать равным 0,6 расчетной толщины ледогрун­тового ограждения. Скважины должны быть заглублены в водоупорный слой грунта не менее, чем на 3 м. При отсутствии водоупорного слоя обра­зуется искусственный водоупорный слой специальными способами (на­пример, цементацией или замораживанием грунта по всей площади котло­вана). Толщина водоупорного слоя должна быть определена расчетом на возможный прорыв подземных вод.

Для наблюдения за процессом замораживания устраиваются кон­трольные скважины - гидрогеологические и термометрические. Количество и места их расположения определяются в зависимости от инженерно-геологических условий.

Работа замораживающей станции и подача холодоносителя в замо­раживающие колонки должна быть непрерывной в течение всего периода активного замораживания грунта. После создания ледогрунтового огражде­ния работа замораживающей станции должна обеспечить его сохранение до окончания возведения заглубленных сооружений систем водоотведения.

В проекте должна быть предусмотрена защита существующих со­оружений и коммуникаций (теплоизоляция, перекладка коммуникаций и пр.), попадающих в зону влияния ледогрунтового ограждения.