СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 Освоение подземного пространства. Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве (с Поправкой)

5.1.1 В дополнение к основным инженерно-геологическим изысканиям (см. СП 47.13330) для выбора метода укрепления грунтов и получения исходных данных для проектирования инъекционных работ следует проводить специальные изыскания и исследования (по СП 3.02.01-83 [2], руководству [3], СТО 86494684-001-2010* [4]) в установленной 5.1.1.1-5.1.1.4 последовательности.

________________

* Документ, упомянутый здесь и далее по тексту, является авторской разработкой. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

5.1.2 Если опытная инъекция не проводится, то при проведении работ по укреплению грунта не менее 10% скважин от общего их числа считаются опытными.

По результатам проведения работ по укреплению грунта на опытных скважинах выполняется корректировка проектной документации на инъекционное укрепление грунтов.

5.1.3 В процессе производства работ по укреплению грунта, в зависимости от выявляемых изменений геологических и гидрогеологических характеристик грунтов, должны корректироваться предусмотренные проектом технологические параметры выполнения работ.

5.2.1 Разработка проектов на укрепление грунтов должна выполняться с соблюдением положений ГОСТ Р 21.1101 в две (проект и рабочая документация) или одну стадию (рабочий проект).

Проектная документация на инъекционное укрепление грунтов должна разрабатываться специализированной проектной организацией.

Примечание - Под специализированной организацией понимается организация, основным направлением деятельности которой является выполнение комплексных исследований и проектирования данного вида работ, располагающая квалифицированным и опытным персоналом, в т.ч. с обязательным привлечением научных кадров, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением (СП 22.13330).

5.2.2 Проектная документация на укрепление грунтов должна включать следующие технические решения и данные (СП 3.02.01-83 [2]):

- технико-экономическое обоснование выбора способа укрепления грунтов;

- решение о назначении типа (вида) основания или другой конструкции из укрепленных грунтов и конструктивной схемы укрепления в соответствии с решаемой технической задачей;

- масштабные инженерно-геологические планы и разрезы с нанесением расчетных контуров и размеров укрепляемых массивов грунта, а также требования к прочностным, деформационным и другим свойствам укрепленных грунтов;

- данные об объемах укрепления грунтовых массивов и общем количестве необходимых для выполнения работ материалов;

- расположение в укрепляемом 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, смесительного, 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 укреплению 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.).

5.2.3 Конструкция (конфигурация) или размеры зон укрепления, требования к прочностным и фильтрационным свойствам укрепленных грунтов устанавливают расчетом, руководствуясь нормативами по проектированию оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий и транспортных сооружений (СП 22.13330, СП 45.13330, руководство [3], МГСН 2.07-97* [5], СП 32-105-2004 [6], СП 50-101-2004 [7]).

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ТСН 50-304-2001 г.Москвы (МГСН 2.07-01), здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

5.2.4 Задаваемое проектом расположение инъекционных скважин или инъекторов в плане, углы наклона и нормы нагнетания раствора по глубине должны обеспечивать сплошность укрепления грунтового массива, заданную конфигурацию и размеры согласно назначенной проектом конструктивной схеме укрепления грунтового массива.

5.3.1 Инъекционные методы используются для повышения прочности и водонепроницаемости неустойчивых водонасыщенных дисперсных и скальных грунтов (ГОСТ 25100) со значительными водопритоками, для повышения несущей способности, стабильности устойчивости грунтовых массивов (СП 116.13330).

Границы применения методов инъекционного укрепления грунта приведены в таблице А.1 (приложение А).

5.3.2 При выборе метода инъекционного укрепления грунтов для конкретных инженерно-строительных и гидрогеологических условий объекта необходимо учитывать:

- цели инъекции (укрепление грунтов, стабилизация или уплотнение грунтовых массивов, защита от притока грунтовых вод);

- требуемые проектом параметры укрепления;

- границы применения того или иного способа в зависимости от характеристик укрепляемых грунтов;

- способ ведения работ (с дневной поверхности, из подземной выработки, подземного сооружения и т.п.);

- требования экологии;

- технико-экономические показатели вариантов укрепления грунта;

- организационные, технические и экономические возможности застройщика (технического заказчика) объекта;

- другие инженерно-строительные условия объекта.

5.3.3 Предварительно метод укрепления грунта в зависимости от его характеристик может быть назначен по таблице А.1 (приложение А). Ориентировочные данные по прочностным и деформационным характеристикам укрепленного грунта в зависимости от их вида (ГОСТ 25100) при струйной цементации приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики метода струйной цементации грунтов

5.4.1 В зависимости от инженерно-геологических условий, месторасположения объекта, объема работ, габаритов и технических характеристик оборудования реализуется одна из технологических схем производства работ:

- укрепление грунтов с дневной поверхности (в зависимости от местных условий растворный узел перемещают по объекту по мере продвижения фронта работ или оставляют в центральной части, раствор подается по трубопроводам, проложенным к участку инъекционных работ);

- укрепление грунтов из подземной выработки в один этап или, при протяженной зоне неустойчивых грунтов, поэтапно, с чередованием фаз укрепления и проходки (буровое и инъекционное оборудование размещается в забое);

Примечание - Длина участка инъекции (обрабатываемого участка) в протяженных зонах неустойчивых грунтов ограничивается 3 м по допустимым отклонениям скважин.

- укрепление грунтов из подземной выработки при размещении бурового оборудования в забое, инъекционного (растворосмесительного и насосного) - на дневной поверхности.

5.4.2 Расположение инъекционных скважин должно обеспечить необходимый контур и сплошность укрепления грунтового массива (расстояние между скважинами и рядами скважин зависит от характеристик укрепляемого грунта и проникающей способности инъекционных растворов).

5.4.3 Дополнительные скважины следует назначать в том случае, если после инъекции раствора в скважинах будут обнаружены зоны с поглощением раствора, превышающим в 10 раз среднее поглощение для данной очереди скважин, участки с неполноценной инъекцией или участки скважин, которые не могли быть пробурены до проектной глубины по производственным обстоятельствам.

5.4.4 Для контроля и оценки качества работ проектом должно предусматриваться от 2% до 5% контрольных скважин от общего количества инъекционных скважин. Контрольные скважины назначаются также на основе анализа исполнительной документации по объекту на участках работ, где зафиксировано нарушение технологии инъекции, осложнение гидрогеологических условий и т.п.

5.4.5 При струйной цементации грунтов порядок обработки скважин устанавливается с тем расчетом, чтобы дать возможность сформироваться свае (схватиться инъекционному раствору). При этом обработка грунта выполняется через одну или через две скважины (СП 3.02.01-83 [2], пособие [8]).

5.4.6 Диаметры скважин назначают в зависимости от глубины бурения и технических характеристик бурового оборудования.

5.4.7 Основные технологические схемы производства инъекционных работ приведены на рисунках Б.1-Б.8 (приложение Б).

5.5.1 Оборудование для проведения работ по укреплению грунтов следует выбирать в зависимости от способа укрепления грунтов (инъекция, струйная цементация), объемов работ, вида инъекционного раствора и технологической схемы его приготовления и нагнетания.

5.5.2 Буровое оборудование в зависимости от назначения должно обеспечивать ударно-вращательный и вращательный способы бурения скважин, необходимое их направление, глубину бурения и диаметр скважин.

5.5.3 Смесительное и нагнетательное оборудование, оснащенное контрольно-измерительной аппаратурой, должно обеспечивать тщательное перемешивание компонентов раствора, требуемое давление нагнетания, высокие темпы работ при минимальных трудовых и материальных затратах, наименьшее загромождение строительных площадок, удобство транспортировки, монтажа, демонтажа и безопасное обслуживание.

Примечание - Состав оборудования для выполнения работ по укреплению грунтов различными методами приведен на рисунках В.1 и В.2 (приложение В).

5.5.4 В зависимости от гидрогеологических условий участка и принятой технологии инъекции при нагнетании раствора следует использовать кондукторы или пакеры. При обработке трещиноватых грунтов нагнетание раствора осуществляется через буровой став или манжетную колонну, а для обработки несвязных грунтов - через забивные инъекторы, инъекторы-тампоны или манжетные колонны.

Примечания.

5.6.1 В зависимости от инженерно-геологических условий, цели и принятого метода инъекции для укрепления грунтов следует применять инъекционные растворы на основе минеральных вяжущих (ГОСТ 13078, ГОСТ 30459, ГОСТ 31108, ГОСТ 25795, ТУ 5735-001-17466563-09 [9]) или полимерных материалов (ГОСТ 14231), обладающих широким диапазоном реологических и физико-механических характеристик.

Примечание - Для инъекции грунтов используются цементные, цементно-глинистые, цементно-песчаные, цементно-полимерные, цементно-силикатные растворы, растворы на основе тонкодисперсных цементов, глинистые и глино-силикатные, силикатные и растворы на основе полимерных смол, в том числе вспененные.

5.6.2 К инъекционным растворам предъявляются следующие требования:

- высокая проникающая способность;

- минимальная усадка тампонажного камня;

- возможность регулирования технологических (реологических) параметров (вязкость, сроки схватывания или отверждения и др.);

- прочность и водонепроницаемость укрепленного грунта, соответствующая цели инъекции.

5.6.3 Основные виды инъекционных растворов и их краткая характеристика приведены в таблице Д.1 (приложение Д).

5.6.4 При выборе вида и состава инъекционного раствора следует учитывать:

- геологические и гидрогеологические условия конкретного участка;

- минералогический и химический состав грунта и грунтовых вод (карбонатность, загипсованность, содержание глинистых и гумусовых частиц);

- цель инъекции (повышение прочности, стабильности или водонепроницаемости грунтов, заполнение крупных пустот или трещин, предотвращение водопритока и т.п.);

- назначение раствора (инъекционный, буровой, для устройства обоймы, грунтоцементных свай и др.);

- требования к физико-механическим характеристикам укрепленного грунта и к технологическим параметрам раствора (прочность, водонепроницаемость грунта, плотность, вязкость, сроки схватывания раствора и др.);

- требования технологии приготовления (высокая растворимость и смешиваемость материалов, простота приготовления, возможность полной механизации работ), стоимость и дефицитность исходных материалов, требования техники безопасности;

- экологические требования к материалам для приготовления растворов, правила безопасности при приготовлении растворов и производстве работ по укреплению грунта.

Примечание - Для укрепления грунтов используются различные виды и рецептуры инъекционных растворов. Вид раствора определяется материалом, на основе которого его приготавливают, рецептура - различными компонентами, добавками, улучшающими и регулирующими свойства раствора.

5.6.5 Для достижения необходимого эффекта укрепления грунтов в определенных инженерно-геологических условиях могут быть использованы комплексы растворов, нагнетаемые в грунт в последовательности, установленной опытным путем (см. 5.1.3).

5.6.6 Свойства растворов регулируют соотношением исходных компонентов и инертных и активных минеральных и химических добавок (ГОСТ 5802, ГОСТ 30459).

5.6.7 В каждом конкретном случае рабочие рецептуры инъекционных растворов назначают после проведения лабораторных исследований по укреплению грунтов и опытных инъекций в производственных условиях в соответствии с 5.1.3.

5.6.8 При обычной инъекции грунтов для обеспечения высоких прочностных характеристик грунтов (более 1,0 МПа) используются все виды растворов на основе цемента с различными добавками, тонкодисперсные минеральные вяжущие, силикатные (твердые гели) с органическими и неорганическими отвердителями (в том числе двухрастворная силикатизация), а также растворы полимерных смол.

5.6.9 Для повышения водонепроницаемости, устойчивости и обеспечения прочности укрепленного грунта от 0,3 до 1,0 МПа рекомендуется использовать цементные растворы жидких консистенций с силикатом натрия (ГОСТ 13078) и бентонитовой глиной (ГОСТ 25795, ТУ 5751-001-41219638-2010 [10]), растворы на основе тонкодисперсных вяжущих (ТУ 5735-001-17466563-09 [9]), силикатные растворы с неорганическими отвердителями (однорастворная силикатизация), растворы на основе полимерных смол малой концентрации.

5.6.10 Для струйной цементации грунтов рекомендуется использовать растворы минеральных вяжущих (цемент, бентонитовая глина и др.) жидких консистенций (В:Ц=0,8-1,2) с химическими добавками разного назначения.

5.6.11 Инъекционные растворы (суспензии) на основе минеральных материалов (цемент, глина, зола и т.п.) с химическими добавками, регулирующими свойства раствора, следует использовать для заполнения пустот, крупных пор и трещин, повышения прочности и снижения водопроницаемости крупнопористых несвязных грунтов с коэффициентом фильтрации 50 м/сут, а также трещиноватых скальных грунтов с величиной раскрытия трещин от 0,1 мм и более и удельным водопоглощением грунта от 0,01 л/(мин·м·м вод.ст.) (руководство [3] и ВСН 34-83 [11]).

Примечания.

5.6.12 Тонкодисперсные минеральные вяжущие* рекомендуется использовать для инъекции:

_______________

* Типа Микродур.

- несвязных грунтов (в том числе пылеватых и мелкозернистых песков) с коэффициентом фильтрации 0,3 м/сут;

- скальных грунтов с раскрытием трещин более 0,05 мм, при необходимости значительного (более 2,0 МПа) повышения прочности несвязных грунтов (СТО 86494684-001-2010 [4]);

- в случаях, когда применение растворов смол запрещается экологическими требованиями (СанПиН 1.2.2363-08* [12]) или требованиями проекта на укрепление грунтов.

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СанПиН 1.2.2353-08, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Примечание - Инъекционные растворы на основе тонкодисперсных минеральных вяжущих обладают свойствами обычных цементных суспензий, отличаясь от них гранулометрическим составом, вязкостью, сопоставимой с вязкостью воды и водорастворимых полимерных смол и силикатов.

5.6.13 Силикатные растворы рекомендуется использовать для повышения прочности и водонепроницаемости пористых грунтов с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80,0 м/сут и скальных грунтов с раскрытием трещин более 0,05 мм, а также для вторичной (после инъекции растворов на основе обычного цемента) обработки грунтов.

5.6.14 Для обеспечения высоких прочностных характеристик грунта (2,0 МПа и выше) должна использоваться двухрастворная силикатизация и однорастворная рецептура с отвердителем кремнефтористоводородной кислотой.

Силикатные рецептуры с другими отвердителями обеспечивают прочность укрепленного грунта от 0,3 до 1,0 МПа и водонепроницаемость грунта. Они рекомендуются для обработки грунтов до и после их цементации, а также самостоятельно, в зависимости от гидрогеологических характеристик грунтов и требований к укреплению грунта.

5.6.15 Инъекционные растворы на основе полимерных смол (как правило, карбамидные смолы марок КМ, с отвердителем щавелевой кислотой) следует использовать для инъекции несвязных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,3 м/сут.

Примечание - Применение полимерных смол может ограничиваться экологическими требованиями.

5.6.16 Если укрепляемые грунты имеют повышенное содержание карбонатов или органических частиц (от 0,1% до 3,0%), а также при необходимости снизить степень отфильтровывания жидкой фазы суспензий на основе минеральных вяжущих, рекомендуется проводить предварительную обработку грунтов слабыми растворами кислот (отвердителей к растворам смол).

5.6.17 Вспененные полимерные растворы на основе полиуретановых или полимерсиликатных материалов рекомендуется использовать для водоподавления, ликвидации выносов воды и грунта, герметизации течей или стабилизации водонасыщенных несвязных грунтов.

6.1.1 Работы по инъекционному укреплению грунтов должны выполняться специализированной строительной организацией или подразделением организации, имеющим опыт ведения буровых и инъекционных работ.

6.1.2 Организация работ по укреплению грунтов в соответствии с СП 48.13330 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 осей и контура участка укрепления грунтов при поведении работ с дневной поверхности;

- доставку, размещение, подключение и проверку технологического оборудования; доставку и складирование строительных материалов;

- организацию лабораторного поста для контроля параметров инъекционных растворов.

6.1.3 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, состава растворов. Должны фиксироваться 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 (см. приложение Е).

6.1.4 В случае обнаружения несоответствия инженерно-геологических условий проектным, при необходимости изменения методов производства работ и в других обоснованных случаях, дальнейшие работы следует выполнять только после внесения в проектную документацию соответствующих изменений и дополнений.

6.2.1 Всем скважинам до начала бурения следует присваивать номера, указывающие на последовательность расположения скважин по фронту работ, независимо от времени бурения и инъекции.

Всем дополнительным скважинам, назначаемым по ходу инъекционных работ, должны присваиваться номера близлежащих проектных скважин с добавлением букв "п" (повторная), "к" (контрольная) и т.п.

6.2.2 Бурение и инъекция скважин должны проводиться от внешних контуров к внутренним, от нижних к вышерасположенным скважинам и способом последовательного сближения скважин - очередями.

Фактическое отклонение устьев скважин от проектного не должно превышать 0,1 м.

Примечание - При такой последовательности последующие отдельные скважины или группы скважин являются контрольными по отношению к ранее обработанным или образованным при струйной цементации грунтоцементным сваям.

6.2.3 Разведочные и инъекционные скважины на участках с высоким гидростатическим давлением грунтовых вод должны буриться через превенторы, чтобы не допустить прорыва воды с неуправляемым выносом грунта и обеспечить возможность быстрого нагнетания раствора в скважину для ликвидации выноса.

6.2.4 Бурение скважин и инъекция растворов выполняются нисходящими или восходящими заходками.

Глубина заходок (длина инъектируемого участка скважины) не должна превышать 10 м. В неустойчивых, нарушенных, сильно обводненных грунтах глубину заходок следует уменьшить до 3 м.

Примечания.

6.2.5 Режимы бурения скважин (число оборотов бурового инструмента, осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, количество промывочной жидкости) должны выбираться с учетом конкретных горно-геологических условий, диаметра бурения, типа породоразрушающего инструмента, глубины скважин и характеристик применяемого бурового оборудования.

6.2.6 После бурения и промывки инъекционной скважины должно быть проведено гидравлическое опробование и определено удельное водопоглощение грунтов, подлежащих укреплению.

На основании полученных гидродинамических характеристик назначают вид и концентрацию инъекционного раствора.

6.2.7 Инъекция в несвязные грунты выполняется через специальные перфорированные трубы*.

_______________

* Инъекторы.

Погружение инъекторов в грунты для инъекции раствора может производиться забивкой, задавливанием или установкой в предварительно пробуренные инъекционные скважины (см. рисунок В.1 приложения В). Выбор способа погружения зависит от вида грунта, глубины укрепления и наличия окружающей застройки.

6.2.8 Инъекцию через буровой став с превентором выполняют в том случае, когда стенки скважин неустойчивы и не позволяют установить нагнетательную арматуру. Во избежание попадания частиц грунта в буровой став и излива раствора на забой при наращивании бурового става он должен быть оборудован обратным клапаном (рисунок В.2 приложения В).

6.2.9 Инъекция через манжетную колонну должна выполняться следующим образом:

- под глинистым раствором или водой бурят на проектную длину инъекционную скважину (горизонтальная скважина бурится через превентор);

- в скважину устанавливают манжетную колонну;

Примечание - Манжетная колонна - металлическая или пластмассовая труба, перфорированная отверстиями на расстоянии от 0,33 до 0,50 мм друг от друга, закрытыми резиновыми манжетами.

- зазор между стенками скважины и манжетной колонной заполняется обойменным раствором с помощью обтюратора* через нижнюю манжету;

_______________

* Двойной тампон.

Примечание - Под обойменным раствором понимается раствор, нагнетаемый в зазор между манжетной трубой и стенками скважины для предотвращения выхода инъекционного раствора вдоль манжетной колонны на поверхность.

- после набора прочности обойменного раствора до величин от 1 до 5 МПа приступают к инъекции грунта.

Примечание - Прочность обойменного раствора назначается в зависимости от характеристик грунта и времени выстойки скважины на стадии опытных работ.

6.2.10 Инъекция трещиноватых скальных грунтов в зависимости от способа инъекции, принятого проектом режима нагнетания и физико-механических свойств грунтов, должна выполняться через кондуктор или пакер (см. рисунок В.1 приложения В).

6.3.1 Материалы при приготовлении инъекционных растворов по ГОСТ 28013 механизированным способом следует дозировать по массе. Вода по ГОСТ 23732 и водные растворы силикатов, смол и добавок дозируются по объему.

Погрешность дозировки для воды и цемента не более 3%, для заданных объемов компонентов растворов на основе силикатов и смол, а погрешность дозирования добавок - не более 5%.

6.3.2 Выбор смесительного оборудования (турбулентные смесители или лопастные растворомешалки) для приготовления растворов определяется типом, рецептурой и объемами инъектируемых растворов. Технические характеристики смесительного оборудования приведены в приложении Г.

6.3.3 Загрузка в емкость растворомешалки каждого последующего компонента должна начинаться при получении однородной смеси после загрузки предыдущих компонентов в полном количестве.

Добавки для улучшения свойств растворов (ГОСТ 30459) готовятся заранее в виде раствора повышенной концентрации и вводятся в воду затворения в количестве, обеспечивающем рабочую концентрацию их в нагнетаемом растворе.

6.3.4 Компоненты растворов на основе цемента должны вводиться в растворомешалку в очередности: вода - бентонитовая глина - цемент - силикат натрия. Цементный раствор с момента приготовления должен непрерывно перемешиваться или находиться в движении до момента его поступления в скважину.

6.3.5 Цементный раствор требуемого состава приготавливают путем смешивания сухих материалов с водой или разбавлением густого* раствора на стационарном растворном узле.

_______________

* Маточного.

6.3.6 Растворы на основе тонкодисперсных вяжущих (например, типа Микродур по ТУ 5735-001-17466563-09 [9]) должны готовиться в высокоскоростной растворомешалке с числом оборотов смесителя не менее 3000 об/мин при мощности электродвигателя не менее 2 кВт или в турбулентном смесителе с активатором и автоматическим дозированием вяжущего, воды и добавок.

Очередность введения компонентов в растворомешалку: вода - суперпластификатор - ускоритель схватывания - минеральное тонкодисперсное вяжущее. Компоненты раствора должны загружаться в смеситель постепенно и порционно, в зависимости от объема смесителя.

6.3.7 Силикатные и полимерные растворы должны готовиться непосредственно перед нагнетанием. Рабочие растворы жидкого стекла, смолы и их отвердителей следует смешивать в объемных соотношениях и порядке, установленном рецептурой инъекционного раствора.

6.3.8 При смешивании компонентов растворов силикатов и смол в растворомешалке отвердитель следует добавлять к силикату и смоле (а не наоборот, смолу и силикат к отвердителю). Заданное время гелеобразования (схватывания) контролируют путем отбора проб от момента приготовления до момента гелеобразования.

6.4.1 Инъекционный раствор нагнетается в скважину непосредственно вслед за гидравлическим опробованием скважин.

6.4.2 В зависимости от технологических параметров раствора нагнетание выполняют однокомпонентными или многокомпонентными насосами.

Примечания.

6.4.3 При нагнетании инъекционных растворов рекомендуется использовать насосы с регулируемым приводом. В случаях применения насосов с нерегулируемым приводом, они должны быть оборудованы регулятором, обеспечивающим плавное изменение нагнетания* раствора (СП 3.02.01-83 [2], руководство [3]).

_______________

* Подачу.

6.4.4 Нормальным режимом инъекции считается ход нагнетания раствора, при котором нагнетание ведется непрерывно, с постепенным снижением расхода раствора (при этом давление раствора соответствует давлению отказа или постепенно возрастает до давления отказа), а весь нагнетаемый раствор поступает в грунт.

6.4.5 Состав (плотность) нагнетаемого раствора не должен меняться, если при непрерывном нагнетании расход раствора при постоянном давлении нагнетания уменьшается или давление нагнетания раствора при постоянном его расходе возрастает.

6.4.6 Плотность раствора следует увеличивать (сгущать) в тех случаях, когда при нагнетании раствора с максимальным достигнутым расходом давление нагнетания не повышается или при достижении давления отказа расход раствора не уменьшается.

6.4.7 При инъекции растворов на основе силикатов и смол режим нагнетания должен выбираться в зависимости от времени гелеобразования*, позволяющего, с учетом проницаемости грунтов, вязкости раствора и допустимого давления нагнетания, выполнить инъекцию необходимого объема раствора (см. 5.1.3 и 6.3.6).

_______________

* Схватывания.

6.4.8 При обнаружении выхода раствора на поверхность или в другую скважину место выхода немедленно затампонировать паклей, деревянными клиньями или пробками, быстросхватывающимся раствором.

Примечание - Эффект может дать также повышение плотности нагнетаемого раствора, уменьшение давления нагнетания и т.п.

В случае невозможности устранить утечку раствора в процессе инъекции, скважину оставляют на выстойку на срок от нескольких часов до двух-трех суток.

6.5.1 Способ струйной цементации грунтов следует применять для укрепления и стабилизации грунтов, устройства ограждений и противофильтрационных завес при строительстве и реконструкции любых объектов в несвязных, неустойчивых и водонасыщенных грунтах (пособие [8]).

Примечание - Струйная цементация грунтов основана на разрушении природной структуры грунта энергией высокоскоростной струи жидкости* и перемешивании его с нагнетаемым под высоким давлением (от 20 до 80 МПа) раствором до образования в грунтовом массиве грунтоцементной сваи**, диаметр которой зависит от характеристик укрепляемого грунта и используемого метода струйной цементации.

_______________

* Инъекционного раствора.     

** Столба.

6.5.2 В зависимости от физико-механических характеристик укрепляемых грунтов и проектных требований к параметрам укрепления может применяться одно- ("Jet-1"), двух- ("Jet-2") и трехкомпонентный ("Jet-3") метод струйной цементации (СП 22.13330, пособие [8]).

6.5.3 Однокомпонентный способ обработки грунта рекомендуется применять для укрепления рыхлых грунтов (крупно- и среднезернистых песков), а двух- и трехкомпонентный - для укрепления мелкозернистых песков, связных и других видов грунтов.

Примечание - "Jet-1", "Jet-2", "Jet-3" - принятое сокращенное обозначение, соответственно, одно-, двух- и трехкомпонентного метода струйной цементации грунтов.

6.5.4 При однокомпонентном способе струйной цементации размыв* и перемешивание грунта производят высоконапорными струями инъекционного раствора с образованием грунтоцементной сваи из укрепленного грунта диаметром от 0,3 до 0,8 м.

_______________

* Разрушение.

При двухкомпонентном способе в грунт подается одновременно инъекционный раствор и сжатый воздух для предварительного разрушения грунта воздушной струей с образованием грунтоцементной сваи из укрепленного грунта диаметром от 1,5 до 2,0 м.

Трехкомпонентный способ заключается в размыве грунта водовоздушной струей под давлением от 40 до 60 МПа и выше с отдельной подачей под давлением от 3 до 5 МПа укрепляющего раствора из нижерасположенного сопла, при этом диаметр укрепления грунта достигает от 2 до 3 м.

Примечание - Струйный скважинный монитор предназначен для нагнетания в скважину под высоким давлением раствора, размыва грунта и перемешивания разрыхленного грунта с твердеющим раствором.

6.5.5 Основные технологические параметры методов струйной цементации грунтов приведены в таблице 2.

Таблица 2

6.5.6 Состав работ по струйной цементации грунтов включает бурение направляющих скважин и спуск монитора в скважину, установку его на проектной глубине, приготовление инъекционного раствора, подъем монитора с одновременной подачей инъекционного раствора через сопла*, размыв в грунте полостей и заполнение их грунтоцементным материалом, извлечение рабочего органа и перемещение агрегата на новую точку (см. рисунки Б.6 и Б.7 приложения Б).

_______________

* Форсунки.

6.5.7 Давление нагнетания инъекционного раствора должно находиться в пределах от 20 до 80 МПа.

Примечание - При струйной цементации грунтов давление нагнетания раствора зависит от характеристик обрабатываемых грунтов и проектных размеров грунтоцементных свай.

6.5.8 Нагнетание раствора при струйной цементации грунта должно проводиться триплексными насосами высокого давления по соединенным с монитором* нагнетательным армированным шлангам.

_______________

* Буровым ставом.

6.5.9 Монитор следует спускать в скважину при обеспечении подачи воды и воздуха с малым расходом и низким давлением в соответствии с таблицей 2. После установки монитора на проектной глубине при неподвижном его положении разрушение грунта должно проводиться в течение от 1 до 2 мин (до появления пульпы из скважины). Подъем монитора следует начинать после увеличения расхода, давления раствора и воздуха до рабочих величин. Подъем монитора следует осуществлять плавно и непрерывно. Максимально допустимая скорость подъема должна устанавливаться по результатам опытных работ (см. 5.1.4).

6.5.10 Наиболее эффективная обработка несвязных грунтов достигается при относительно больших расходах инъекционного раствора, а в связных грунтах (плотные, суглинки, глины) - при относительно высоких давлениях нагнетания раствора.

6.5.11 Расход инъекционного раствора при струйной цементации грунта должен регулироваться по выносу раствора с грунтовой пульпой из скважины.

Нормальный процесс цементации сопровождается незначительным выносом раствора от 30% до 40% от инъектируемого объема раствора. При чрезмерном выносе расход раствора должен быть уменьшен, при отсутствии выноса - увеличен.

7.2.1 Правильность расположения и очередность бурения и инъекции скважин проверяется на соответствие принятым проектом расстояниям между скважинами и рядами скважин, углам наклона, общему количеству скважин на участке работ и порядку их бурения и инъекции (см. 5.2.4).

7.2.2 При контроле соответствия технологических режимов инъекции проектным должны контролироваться: консистенция (плотность) инъекционных растворов путем отбора проб после их приготовления и испытания строительной лабораторией; расход раствора и давление нагнетания производителем работ по контрольно-измерительной аппаратуре, установленной на нагнетательном оборудовании.

7.3.1 Оценка соответствия свойств укрепленных грунтов проектной документации устанавливается по назначенным проектом (см. 5.2.2) всем или нескольким следующим критериям оценки:

- выход керна при бурении контрольных скважин в пределах от 50% до 75% (руководство [3]);

- устойчивость стенок скважин в течение 24 ч после бурения (руководство [3]);

- величина остаточного дебита контрольных скважин через 24 ч после бурения, не превышающая 0,5 л/мин на погонный метр скважины в скальных грунтах и от 0,2 до 0,3 л/мин на погонный метр скважины в несвязных грунтах (руководство [3]);

- удельное водопоглощение контрольных скважин, не превышающее 0,01 л/(мин·м·м·вод.ст.) в скальных грунтах и 0,05 л/(мин·м·м·вод.ст.) в несвязных грунтах (руководство [3], ВСН 34-83 [11]);

- прочность укрепленного грунта (путем отбора по РД 51-60-82 [14] и испытания образцов грунта по ГОСТ 12248);

- динамическое зондирование или испытание статической нагрузкой массива закрепленного грунта (ГОСТ 19912);

- геофизическое исследование сплошности, однородности и прочности укрепленного грунта (СП-11-105-97 [15]).

7.3.2 Вид и объем контрольных испытаний назначаются первоначально проектом в зависимости от конкретных условий строительства и их следует корректировать на основании анализа исполнительной документации по инъекции грунтов (см. 5.2.2).

7.3.3 Инъекционные работы по укреплению грунта считаются законченными и удовлетворительными при достижении проектных объемов укрепления грунтов и обеспечении требуемых проектом физико-механических характеристик укрепленного грунта.

7.3.4 В случае, если критерии оценки, определенные проектом, не достигаются, необходимо установить причины недостаточности результатов инъекционных работ и определить необходимость и целесообразность выполнения дополнительных инъекционных работ для обеспечения проектных требований.