Закрепленные грунты

6.9.1. Закрепление грунтов производят в целях повышения их прочности и водонепроницаемости в основании строящихся или существующих сооружений.

Возможность и способ закрепления грунтов в основании существующих сооружений должны устанавливаться с учетом характера деформаций оснований и состояния конструкций сооружения (приложение В).

Массивы из закрепленного грунта (закрепленные массивы) могут быть использованы в качестве фундаментов и других заглубленных конструкций.

6.9.2. Для устройства закрепленных массивов в зависимости от их назначения и грунтовых условий применяют следующие способы:

- инъекционный, осуществляемый путем нагнетания в грунт химических или 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 необходимые расчетные физико-механические характеристики закрепленного грунта и удовлетворять требованиям по охране окружающей среды.

6.9.3. Инъекционные способы закрепления грунтов следует применять в следующих грунтовых условиях:

- силикатизацию и смолизацию - в песках с коэффициентом фильтрации k - 0, 5 £ k £ 80 м/сут;

- силикатизацию в просадочных грунтах при k ³ 0, 2 м/сут и степени влажности S_r £ 0, 7;

- цементацию - в трещиноватых скальных грунтах с удельным водопоглощением не менее 0, 01 л/мин· м²; в крупнообломочных грунтах при k ³ 40 м/сут, а также для заполнения карстовых полостей и закрепления закарстованных пород.

6.9.4. Буросмесительный способ следует применять для закрепления илов независимо от их коэффициента фильтрации (в том числе при наличии слоев глин и суглинков с показателем текучести I_L ³ 0, 5 или песков рыхлых и средней плотности), а также лессовых просадочных грунтов с числом пластичности от 0, 02 до 0, 15 в грунтовых условиях I типа по просадочности.

Применение буросмесительного способа закрепления грунтов допускается для сооружений III уровня ответственности.

6.9.5. Термический способ следует применять для закрепления лессовых просадочных грунтов со степенью влажности S_r £ 0, 5.

6.9.6. Для силикатизации и смолизации используют в качестве крепителей водные растворы силиката натрия, карбамидные и другие синтетические смолы, в качестве отвердителей - неорганические или органические кислоты и соли, а также газы. Для регулирования процессов гелеобразования или предварительной обработки закрепленного грунта применяют рецептурные добавки.

6.9.7. Для цементации грунтов следует применять цементационные растворы (цементные, цементно-песчаные, цементно-глинистые, цементно-песчано-глинистые и др.), а также поризованные и вспененные растворы при необходимости с химическими добавками.

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

6.9.8. Рецептуры растворов для инъекционных и буросмесительных способов закрепления грунтов и физико-механические характеристики закрепленных грунтов должны уточняться по результатам их закрепления в лабораторных или полевых условиях.

6.9.9. Форму и размеры закрепленных массивов, а также физико-механические характеристики закрепленных грунтов следует устанавливать исходя из инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, принятого способа и технологии работ по закреплению грунтов, а также результатов расчета оснований в соответствии с требованиями раздела 5 с учетом взаимодействия закрепленного массива с окружающим грунтом.

При наличии в основании специфических грунтов (например, просадочных) следует учитывать дополнительно требования соответствующих разделов настоящего СП.

Основания, усиленные отдельными закрепленными массивами (столбами) диаметром от 0, 6 до 1, 0 м, должны проектироваться в соответствии с нормативными документами по свайным фундаментам.

6.9.10. При проектировании закрепления грунтов рекомендуется привлекать специализированные организации для решения вопросов о способе закрепления, составе растворов, о прочностных и деформационных свойствах закрепленных грунтов.

6.9.11. Материалы инженерно-геологических изысканий и лабораторных исследований помимо характеристик, указанных в 5.1.8, должны содержать данные о гранулометрическом составе и коэффициенте фильтрации грунта, химическом составе водных вытяжек грунтовых вод, а для закрепленных грунтов - о прочностных и деформационных характеристиках (j _з, c_з, R_з, E_з).

6.9.12. Проектирование закрепления грунтов производят в следующей последовательности:

- на основании материалов изысканий и лабораторных исследований назначают способ закрепления грунтов, прочностные и деформационные характеристики закрепленного грунта. Допускается значения j _з, c_з, E_з песков принимать по таблице 6.11 в зависимости от прочности закрепленного грунта на одноосное сжатие R_з;

- выбирают конструктивную схему закрепления грунтов основания: а) сплошное закрепление на заданную глубину; б) армирование грунтов основания отдельными опорами из закрепленного грунта; в) комбинированная схема, предусматривающая сверху сплошное закрепление, а ниже - из отдельных опор;

- назначают предварительные геометрические размеры закрепленного грунта в плане и по глубине. Минимальный вынос закрепления за контуры фундамента принимают по таблице 6.12 в зависимости от расчетного давления под подошвой фундамента и значения R_з;

- производят расчет закрепленного основания по предельным состояниям в соответствии с разделом 5. По результатам расчета производят корректировку геометрических размеров закрепленного грунта;

- назначают радиус закрепления грунта от инъектора (скважины) в зависимости от коэффициента фильтрации по таблице 6.13;

- назначают схему расположения инъекторов (скважин) в плане и по глубине, обеспечивающую создание массива требуемой формы и размеров;

- определяют потребные объемы закрепляющих реагентов на одну заходку инъектора (захватку скважины) и на весь объем закрепления;

- назначают последовательность обработки инъекторов (скважин) и режим инъекции (давление, скорость инъекции), позволяющие обеспечить требуемую форму, размеры и прочность закрепленного грунта.

Таблица 6.11

Таблица 6.12

Таблица 6.13

6.9.13. Предельное давление нагнетания при закреплении грунтов инъекционными способами должно назначаться из условия исключения возможности разрывов сплошности закрепляемого грунта.

6.9.14. Последовательность создания закрепленного массива должна исключить возможность возникновения неравномерных осадок возводимого или существующих сооружений.

6.9.15. В проекте следует предусматривать на первоначальном этапе производства работ контроль соответствия физических параметров закрепленного грунта проектным.