На первом этапе получать подробные данные о геологическом строении грунтов, гидрогеологических условиях участка и физико-механических характеристиках грунтов на основании исследований, выполненных согласно 4.1, или проведенных дополнительно для уточнения инженерно-геологических условий применительно к особенностям ведения инъекционных работ.
На втором этапе выполнять лабораторные исследования и опытные работы по закреплению грунтов в натурных условиях, обеспечивающие выбор исходных материалов для приготовления раствора, определение его физико-механических и реологических характеристик.
После назначения вида и состава инъекционного раствора проводить опытное инъектирование грунта на строительной площадке для проверки и уточнения параметров инъекционного закрепления грунтов и уточнения технологии закрепления.
6.7.3.5 Опытное закрепление грунтов, как правило, проводить в тех случаях, когда закрепление грунтов должно применяться для особо ответственных сооружений или в особо сложных инженерно-геологических условиях, а также при необходимости гарантированного получения заданных характеристик закрепленного грунта.
При проведении опытных работ определяются расчетный объем и радиус закрепления, физико-механические характеристики закрепленных грунтов, уточняются технологические приемы и параметры инъекции (давление нагнетания, расход инъекционных материалов), время инъекции единицы объема грунта, а при струйной цементации давление нагнетания раствора и воздуха, скорость подъема и вращения монитора, количество и диаметр сопел, расход раствора на 1 м скважины.
Если опытная инъекция не проводится, то не менее 10% инъекционных скважин считаются опытными.
По результатам проведения опытных работ выполняется корректировка проектной документации на инъекционное закрепление грунтов.
6.7.3.6 В процессе производства работ технологические параметры инъекционных работ корректировать в зависимости от изменений геологических и гидрогеологических характеристик грунтов, выявляемых в процессе ведения работ.
6.7.3.7 Рабочую документацию инъекционного закрепления грунтов должна разрабатывать специализированная проектная организация. Документация должна содержать следующие технические решения и данные:
- технико-экономическое обоснование выбора способа закрепления грунтов;
- решение о назначении типа (вида) основания или другой конструкции из закрепленных грунтов и конструктивной схемы закрепления в соответствии с решаемой технической задачей;
- масштабные инженерно-геологические планы и разрезы с нанесением расчетных контуров и размеров закрепляемых массивов грунта, а также требования к прочностным, деформационным и другим свойствам закрепленных грунтов;
- данные об объемах закрепления грунтовых массивов и общем количестве необходимых для выполнения работ материалов;
- расположение в закрепляемом массиве грунтов инъекционных и контрольных скважин в плане и по глубине с указанием их глубин, наклонов, диаметров, допускаемых отклонений;
- данные о номенклатуре, характеристиках и количестве необходимых для выполнения работ механизмов и оборудования (бурового, забивного, насосного, инъекционного, компрессорного, емкостей и др.);
- порядок обработки грунтов инъекционными растворами, их удельный расход, давление нагнетания, порядок приготовления инъекционных растворов;
- технологические карты или схемы с описанием способов и технологической последовательности проводимых работ, трудозатрат и потребностей в механизмах и материалах по этапам, скорости вращения и подъема монитора при струйной цементации грунтов;
- объемы работ по контрольному закреплению грунтов и указания по их выполнению;
- дополнительные указания к мероприятиям по контролю качества работ, технике безопасности, охране окружающей среды;
- календарный план работ, в котором на основе объемов работ, технологии и наличия механизмов и оборудования устанавливаются последовательность и сроки выполнения отдельных видов работ;
- другие данные общестроительного характера (вспомогательные устройства, мероприятия при работах в зимних условиях и т.п.).
6.7.3.8 Работы по инъекционному закреплению грунтов должны выполняться строительной организацией или участком, имеющим опыт ведения буровых и инъекционных работ.
6.7.3.9 Организация работ по закреплению грунтов должна предусматривать:
- подготовку стройплощадки к работам, в том числе, сооружение (при необходимости) специальных камер, выработок при проходке зон неустойчивых водонасыщенных грунтов, ограждение рабочих участков, устройство временных бытовок, складов, навесов, утепление растворных узлов;
- обеспечение участка электроэнергией, водой, сжатым воздухом;
- геодезическую выноску оси и контура тоннеля при проведении работ с дневной поверхности;
- доставку, размещение, подключение и проверку технологического оборудования; доставку и складирование строительных материалов;
- организацию лабораторного поста.
6.7.3.10 Инъекционные работы подлежат обязательному документированию с указанием времени начала и окончания вида работ, номеров скважин и границ участков, в пределах которых ведутся работы, основных технических характеристик используемого оборудования, составов растворов. Необходимо также фиксировать данные о режимах и расходах растворов, их характеристиках, результаты гидроопробования скважин, отклонения от требований ППР и вызвавшие их причины.
При выполнении инъекционных работ следует вести общий журнал работ, а также журналы бурения и гидроопробования скважин, нагнетания и контроля параметров инъекционного раствора и тампонажного камня.
6.7.3.11 В случае обнаружения изменений инженерно-геологических условий, необходимости изменения способов производства работ и в других обоснованных случаях дальнейшие работы выполнять только после внесения в проектную документацию соответствующих изменений и дополнений.
6.7.3.12 К инъекционным растворам предъявляются следующие требования:
- высокая проникающая способность;
- обеспечение максимального выхода тампонажного камня;
- возможность регулирования технологических (реологических) параметров (вязкости, сроков схватывания или отверждения и др.);
- механическая прочность и противофильтрациоцная плотность закрепленного грунта, соответствующая цели инъекции.
Основные типы инъекционных растворов и их краткая характеристика представлены в таблице 6.7.3.
Таблица 6.7.3
| Вид инъекционного раствора | Характеристики инъекционных растворов | Характеристики закрепленного грунта | ||||||
| Состав раствора | Плотность раствора, г/см3 | Весовое или объемное соотно- шение компо- нентов | Время схваты- вания (начало - конец), ч | Подвиж- ность, см (вяз- кость, спз) | Проч- ность, МПа | Водонепро- ницаемость Кф, см/с | ||
| Суспензии стабильные и неста- бильные | Цементные | Различные виды цемента, в том числе вибро- домолотый, с инертными и химическими добавками разного назначения | 1,2-2,0 | В:Ц=0,5-10 | 0,75-12 | 18-24 | До 30 | 10-4 |
| Цементно- глинистые | Цемент, глина, добавки разного назначения | 1,5-1,65 | Ц:Г=1:1-1:4 В:Ц=0,5-5 | 4-24 | То же | До 25 | 10-4-10-6 | |
| Цементные для струйной цементации | Цементные, цементобен- тонитовые, с силикатом натрия и химическими добавками | 1,5-1,6 | В:Ц=0,8-1 | 2-4 | 18-24 | До 30 | ||
| ОТДВ Микродур | Микродур с пласти- фикатором и ускорителем схватывания | 1,1-1,5 | В:Ц=6-1 | 2,5-4,0 | 20-30 | 0,5-30 | 10-6-10-9 | |
| Растворы силикатов и смол | Двухрастворная силикатизация | Силикат натрия | 1,35-1,44 | 1 | 0-0,01 | (25-50) | 1,5-3,5 | 10-4-10-6 |
| Хлористый кальций | 1,26 | 1 | ||||||
| Однорастворная силикатизация (мягкие гели) | Силикат натрия | 1,04-1,19 | 1 | 0,5-16 | (1,5-3,0) | 2-4 | 10-6-10-9 | |
| Отвердители: | ||||||||
| фосфорная кислота | 1,025 | 3-4 | ||||||
| серная кислота | 1,06 | 0,87 | ||||||
| сернокислый алюминий | 1,06 | 0,47 | ||||||
| алюминат натрия | 1,05 | 2,0-0,35 | ||||||
| кремне- фтористо- водородная кислота | 1,037 | 0,01-0,02 | ||||||
| То же (твердые гели) | Силикат натрия | 1,3 | 1 | 0,5-1 | (3-5) | 20-40 | ||
| Кремне- фтористо- водородная кислота | 1,08-1,10 | 0,2-0,3 | ||||||
| Растворы смол | Карбамидная смола марки КМ | 1,08-1,16 | 1 | 0,07-4 | (3-14) | До 30 | ||
| Отвердители: | ||||||||
| щавелевая кислота | 1,03-1,04 | 0,03-0,15 | ||||||
| соляная кислота | То же | 0,04-0,10 | ||||||
| Примечание - В:Ц - водоцементное отношение; Ц:Д - соотношение цемент:добавка. | ||||||||
При выборе типа и состава инъекционного раствора учитывать: