Цементация грунтов
Использование смесей различных видов цемента допускается только после лабораторных испытаний с определением сроков схватывания и твердения. Физико-механические свойства цемента, предназначенного для приготовления цементационных растворов, должны быть проверены для каждой партии цемента, независимо от паспортных данных. Качество цементационных растворов должна контролировать лаборатория. Для цементации грунтов бурение скважин производят путем последовательного их сближения, начиная с расстояний, на которых гидравлическая связь между ними в процессе нагнетания растворов практически отсутствует. Бурение очередных зон по высоте одной и той же скважины и нагнетание в них растворов при отсутствии напорных грунтовых вод допускается производить только после окончания цементации предыдущих зон без задержки на время твердения цементного камня в зацементированной зоне. Если есть напорные грунтовые воды, в процессе бурения необходим перерыв на время твердения цементного камня. В крупнообломочных и песчаных грунтах цементацию проводят с помощью двойного тампона, позволяющего инъектировать раствор зонами по 0,3 – 0,5 м.
В скальных грунтах цементацию проводят следующими способами:
- на всю глубину пробуренной скважины
- способом «снизу вверх», при этом скважина пробуривается сразу на полную проектную глубину, а нагнетание производится восходящими зонами по 4 – 6 м путем перестановки передвижного тампона, начиная с кровли нижней зоны
- способом «сверху вниз», при этом скважина разбуривается на глубину первой зоны (4 – 6 м) и после ее цементации бурится следующая, и так до проектной глубины. Тампон устанавливают в кровле очередной зоны только до глубины, позволяющей применять высокое давление без опасных деформаций вышележащей толщи грунта.
Замораживание грунтов
Оси под замораживающие колонки разбивают от основных осей сооружения. Допустимое отклонение от проекта +/- 5см. Для бурения скважин под замораживающие колонки применяют установки ударного, вращательного, турбинного и комбинированного способов бурения. При вращательном способе бурения с глинистым раствором скважина должна быть ниже глубины замораживания на величину отстоя шлама, но не ниже 1 м. В процессе бурения скважин под замораживающие колонки необходимо принимать меры для предупреждения отклонений скважины от проектного направления. Максимальные отклонения устанавливаются проектом, но для вертикальных скважин они не должны превышать 1 % их глубины, для наклонных – 2%. При отклонении скважины от проектного направления более допустимого исправляют кривизну или пробуривают новую скважину.
Замораживающие колонки погружают сразу же по окончании бурения скважины. Перед спуском внутреннюю часть трубы очищают. Перед опусканием в скважину стык каждой наращиваемой трубы и башмака замораживающей колонки подвергают гидравлическому испытанию на герметичность давлением 2,5 МПа. Кроме того, герметичность колонки проверяют наблюдением за уровнем залитой в нее жидкости. Колонка считается герметичной, ели в трехдневный срок уровень жидкости в ней изменяется не более чем на 3 мм. При монтаже холодильной установки проводят индивидуальное гидравлическое и пневматическое испытание устанавливаемых аппаратов с освидетельствованием и регистрацией их в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденными Госгортехнадзором.
После окончания монтажа холодильной установки и трубопроводов хладоагента систему испытывают сжатым воздухом с давлением 1,2 МПа для всасывающей и 1,8 МПа для нагнетательной сторон. Монтаж системы считается выполненным качественно, если в течение первых 6 часов давление в системе снижается не более чем на 10%, а в течение остального времени остается постоянным. После окончания монтажа рассольную сеть промывают водой, а затем испытывают гидравлическим давлением, в 1,5 раза превышающем рабочее, но не меньшим, чем 0,6 МПа. Сеть считается пригодной для эксплуатации, если в течение 15 минут давление опрессовки не изменяется и при осмотре сети не обнаружено течи в соединениях и трубах.
Перед заполнением рассольной сети холодоносителем из замораживающих колонок и трубопроводов удаляют воду, оставшуюся после гидравлического испытания. При заполнении рассол пропускают через сетку с отверстиями 0,5 – 1 мм. Если порядок включения замораживающих колонок в работу не оговорен проектом, их вводят в эксплуатацию в период до 5 суток. Включение колонок в работу группами допускается только при соответствующем обосновании, при этом в первую очередь вводят в действие смежные колонки, имеющие небольшие отклонения в разные стророны.
Во время эксплуатации замораживающих колонок устанавливается контроль питания колонок рассолом. Температура выходящего из колонки рассола при установившемся режиме не должна отличаться от температуры рассола более чем на 3 гр.С. Температуру рассола измеряют в распределителе (на каждые 100 м замораживания). Функционирование замораживающей станции и подача рассола в замораживающие колонки должна быть непрерывной в течение всего периода замораживания грунта. работа замораживающей станции после создания ледогрунтового ограждения должна обеспечивать его ограждение по режиму, установленному проектом.
По ходу замораживания водоносных пластов, заключенных между глинистыми прослойками, контролируют обеспечение свободного подъема грунтовых вод через разгрузочные скважины. Получение проектных размеров и монолитность ледогрунтового ограждения устанавливают по следующим данным: наличию отрицательной температуры на разных глубинах во всех термометрических скважинах, расположенных в пределах ледогрунтового ограждения; подъему уровня воды в гидрологических наблюдательных скважинах в замкнутом контуре; стабильности температуры рассола.При достижении проектных размеров и монолитности ледогрунтового ограждения организация, проектировавшая ограждение, уточняет режим работы замораживающей станции и рассольной сети для поддержания проектных размеров и температуры ледогрунтового ограждения на срок до окончания работ, которые проводятся под его защитой.
В пределах ледогрунтового ограждения СМР выполняют при постоянном контроле его состояния и при необходимой корректировке работы замораживающей станции для сохранения размеров ограждения и его температуры. При разработке грунтов взрывным способом под защитой ледогрунтового ограждения, а также грунтов, которые плохо поддаются замораживанию, необходимо соблюдать меры предосторожности во избежание нарушения ограждения и изгиба замораживающих колонок. Замораживающие колонки извлекают по окончании всех работ, выполнение которых было намечено под защитой ледогрунтового ограждения. После извлечения замораживающих колонок скважины должны быть затампонированны.
Техника безопасности при закреплении грунтов
Трубопроводы, шланги и инъекторы, которые применялись на инъекционных работах по химическому закреплению грунтов, должны подвергаться гидравлическим испытаниям давлением, равным полуторной величине рабочего, но не ниже 0,05 МПа. Силикатоварки автоклавного типа и другие устройства, находящиеся под давлением в процессе эксплуатации, подвергают регулярным освидетельствованиям. Помещение, где готовят растворы для химического закрепления грунта, оборудуют вентиляцией и закрытыми емкостями для хранения материалов.
Скважины после прекращения работ надежно закрывают щитами или ограждают. На щитах и ограждениях устанавливают предупредительные знаки и сигнальное освещение. Оборудование и трубопроводы, предназначенные для выполнения работ по замораживанию грунтов, должны быть испытаны. Производство строительных работ в зоне искусственного закрепления грунта замораживанием допустимо только после достижения ледогрунтовым ограждением проектной толщины. Разрешение на производство работ оформляют с участием проектной организации. Подъем грунта из котлована, имеющего ледогрунтовое ограждение, разрешается при стабильной защите замороженной стенки от дождя и солнечных лучей. При работе должны соблюдаться меры предохранения ледогрунтового ограждения от механических повреждений.
Порядок контроля размеров и температуры ледогрунтового ограждения котлована в процессе замораживания и оттаивания грунта определяется проектом. Совмещение работ по искусственному оттаиванию грунтов со строительно-монтажными работами по возведению основных ведущих конструкций сооружения, размещаемого в пределах ледогрунтового ограждения, допускается только при техническом обосновании исключения недопустимых деформаций этих конструкций в случае изменения температурных режимов в окружающем грунтовом массиве.