6.3 Закрепление грунтов оснований

6.3.1 Закрепление грунтов оснований следует применять при соответствующем тех- нико-экономическом обосновании для усиления оснований фундаментов и для повышения несущей способности свай и других глубоких опор существующих зданий и сооружений.

6.3.2 Следует применять такие способы закрепления грунтов:

- химическое закрепление инъекцией;

- цементация;

- струйное инъектирование;

- буро-смесительный способ закрепления;

- термическое закрепление.

6.3.3 Проект закрепления грунтов оснований разрабатывают с учётом указаний раз-дела 16 СНиП 2.02.01. Он должен содержать:

- технико-экономическое обоснование выбора способа закрепления грунтов;

- планы и разрезы с нанесением обоснованных расчётом контуров и указанием рас-чётных размеров закреплённых массивов и требования к прочностным, деформационным и другим свойствам закреплённых грунтов;

- обоснованные расчётом данные об объёмах и количестве необходимых для выпол- нения работ химических и других материалов;

- данные о пространственном расположении в закрепляемых массивах иньекторов и контрольных скважин;

- данные о необходимых механизмах и оборудовании;

- обоснованные расчётами и опытными работами решения по режиму процесса закре- пления (удельные расходы, величины давлений, температура нагнетаемых растворов);

- строительный генеральный план;

- технологические карты на основные технологические процессы;

- решения по технике безопасности и охране окружающей среды;

- сметную документацию;

- календарный план работ.

6.3.4 Размеры массивов закреплённых грунтов, их местоположение в грунтовой сре- де и требования к прочностным, деформационным и другим свойствам закреплённых грун- тов следует устанавливать расчётами по двум предельным состояниям.

Необходимые характеристики закреплённых грунтов для указанных расчётов полу- чают в результате специальных изысканий и исследований. При этом за исходный показа- тель прочности следует принимать результаты штамповых испытаний или прочность при одноосном сжатии образцов диаметром 40 - 50 мм, полученных путём выпиливания из за-креплённых массивов. Результаты испытаний образцов группируют по интервалам расстоя- ний от иньектора, при этом интервал расстояния принимают кратным 10 см. Обеспеченность получаемых характеристик прочности должна быть не ниже 0,85.

6.3.5 Несущую способность фундамента, опирающегося на закреплённый грунт, оп- ределяют из условия:

Р_ф  R_гр , (6.1)

где Р_ф - удельное давление на грунт от нагрузки на фундамент, кПа;

R_гр - расчётное сопротивление закреплённого грунта под фундаментом, кПа.

Несущую способность закреплённого грунта, как правило, определяют путём штам- повых испытаний массивов закреплённого грунта. При этом необходимо в полученные при испытаниях данные вводить коэффициент запаса, величина которого зависит от величины статистической обеспеченности полученных данных при испытаниях. Следует вводить сле- дующие коэффициенты запаса:

а) при обеспеченности равной или менее 0,85 - К₃ = 3;

б) при обеспеченности 0,85  0,90 - К₃ = 2;

в) при обеспеченности 0,90  0,95 и более - К₃ = 1,5.

При невозможности получения результатов штамповых испытаний несущая способ-ность массива закреплённого грунта под фундаментом может быть определена на основа- нии результатов испытания образцов, полученных из закреплённого массива. При этом в расчётах следует учитывать:

- масштабный фактор;

- неравномерность закрепления грунта вдоль радиуса инъекции;

- положение иньектора относительно подошвы фундамента;

- степень перекрытия подошвы фундамента закрепленным грунтом;

- коэффициент запаса, зависящий от тщательности проведения работ и методов кон-троля их качества.

6.3.6 Мероприятия по контролю качества работ по закреплению грунтов должны быть заложены в проект. При этом основная роль в оценке качества грунтов принадлежит вскры- тию и обследованию закреплённых массивов шурфами и скважинами с отбором проб и ла-бораторным определением физико-механических характеристик закреплённых грунтов.

6.3.7 Расчёт взаимодействия закреплённых массивов грунта с основанием следует производить в соответствии со СНиП 2.02.01.

Расчёт отдельных опор из закреплённого грунта следует производить в соответствии со СНиП 2.02.03.

6.3.8 Химическое закрепление инъектированием применяют в грунтовых массивах, обладающих определённой водопроницаемостью, включая грунты трещиноватые скальные и полускальные, крупнообломочные, песчаные, просадочные лёссовые при коэффициенте фильтрации от 0,2 до 80 м/сут и скорости движения грунтовых вод менее 5 м/сут.

6.3.9 Для химического закрепления грунтов инъектированием в инъекционные рас- творы, помимо крепителей-отвердителей, целесообразно также вводить регуляторы схва- тывания, пластификаторы и стабилизаторы, разрешенные для применения в цементных бе-тонах и растворах.

6.3.10 При технико-экономическом обосновании принятого метода химического за-крепления грунтов ориентировочную прочность при одноосном сжатии образцов закреплён- них массивов грунта принимают 0,5  3 МПа для методов смолизации карбамидными смо- лами и 5  10 МПа - для методов закрепления уретановым лигомером. Проектную проч- ность закреплённых массивов грунта следует определять исключительно опытным путём по результатам контрольного закрепления, выполненного непосредственно на проектируемом объекте.

Образцы лёссового грунта, закрепляемого по технологии однорастворной силикати- зации, следует также испытывать на устойчивость к выщелачиванию путем фильтрации че- рез них воды с градиентом напора не менее 1.

6.3.11 Процесс химического закрепления грунтов можно интенсифицировать пропус- канием через малопроницаемые глинистые грунты электрического тока с целью повышения их проницаемости.

В анизотропных грунтах инъекцию крепящего раствора рекомендуется производить таким образом, чтобы основные линии тока раствора совпадали с направлением макси-мального коэффициента фильтрации грунта.

6.3.12 Проект инъекционного химического закрепления грунтов разрабатывают на основе материалов, перечисленных в разделе 6.2, и результатов специальных полевых и лабораторных исследований, а также опытных работ, выполненных специализированной организацией.

6.3.13 Работы по химическому закреплению грунтов следует производить в соответ- ствии со СНиП 3.02.01.

6.3.14 Цементация используется:

- как вспомогательное средство при химическом закреплении грунтов для уплотнения контакта фундамента с основанием;

- для закрепления трещиноватых скальных и полускальных, в том числе крупнооб- ломочных грунтов;

- для закрепления лёссовых и других малопроницаемых грунтов в режиме разрыва пластов с армированием грунта пространственными элементами из цементного раствора.

6.3.15 Методы контроля выполненных цементационных работ должны быть установ- лены проектом в зависимости от особенностей цементируемых грунтов и конструкций. Как правило, контроль назначают в количестве 5 - 10 % от основных цементационных скважин.

6.3.16 Струйное инъектирование применяют для усиления основания фундаментов зданий и сооружений в мягких однородных грунтах, в том числе практически водонепрони- цаемых. С помощью струйной технологии устраивают вертикальные цилиндрические грун- тоцементные сваи диаметром до 1000 мм. Параметры струи, скорость её вращения и посту- пательного перемещения вверх, вид, марку и количество вводимого в грунт цемента опре- деляют проектом на основании опытных работ, выполненных в условиях конкретного объек- та.

6.3.17 Контроль качества свай, устраиваемых методом струйного инъектирования, производят не ранее семи дней с момента их устройства способом колонкового бурения те- ла свай с отбором кернов через 1 м по глубине с последующим испытанием полученных из кернов цилиндров на прочность. Количество контрольных скважин для отбора кернов назна- чают не менее 5 % от числа свай. При этом не менее 50 % контрольных скважин бурят для уточнения фактического радиуса свай.

Испытания свай, устроенных струйной технологией, на осевую сжимающую нагрузку производят в соответствии со СНиП 2.02.03. При этом количество опытных свай принимают не менее 2% от числа свай, но не менее 6 штук на объект.

6.3.18 Буросмесительный способ закрепления применяют преимущественно в или- стых и других слабых глинистых грунтах текучей консистенции. С помощью буросмеситель- ной технологии в толще слабого водонасыщенного глинистого грунта изготавливают цилин- дрические грунтоцементные сваи диаметром до 1000 мм. Параметры бурения, вид, марку и количество вводимого в грунт цемента определяют проектом.

6.3.19 Контроль качества устройства буросмесительных свай осуществляют анало- гично указаниям 6.3.17.

6.3.20 Термическое закрепление грунтов (глубинный обжиг) применяют для ликвида- ции просадочных и пучинистых свойств грунтовых оснований, укрепления откосов, устройств- ва из упрочнённых грунтов фундаментов и подпорных стенок. Этот способ следует приме- нять преимущественно в лёссовых и глинистых грунтах с содержанием глинистых частиц не менее 7 % при степени влажности не более 0,8.

6.3.21 Формы и размеры термогрунтовых свай и массивов устанавливают проектом и контролируют бурением в радиальном направлении от нагревательной скважины.

Проверку прочности закреплённого грунта следует производить испытанием образ-

цов, отобранных из обожжённого массива, контрольным бурением, вскрытием шурфами. Необходимость испытания обожжённых массивов штампом определяют проектом.