Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83)

3. ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Данные инженерно-геологических изысканий и специальных исследований вместе с техническими данными о сооружениях являются основой для выбора инъекционного химзакрепления грунтов в качестве способа устройства оснований и фундаментов или решения других строительных задач, а также исходным материалом для проектирования и производства работ по закреплению грунтов.

3.2. При двухэтапном проектировании, согласно пособию, предшествующие проектированию изыскания и специальные исследования производятся соответственно в два последовательных этапа.

Изыскания на первом этапе, в основном преимущественно обычные типовые инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания и исследования грунтов, выполняются в соответствии с требованиями действующих СНиП и Руководства по проектированию оснований зданий и сооружений, а также главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства.

Специальные изыскания и исследования на втором этапе осуществляются, руководствуясь требованиями настоящего пособия.

3.3. Инженерно-геологические изыскания для инъекционного химзакрепления грунтов на первом этапе должны обеспечить получение подробных данных о геологическом строении и литологическом составе грунтов, сведений о гидрогеологических условиях участка и следующих физико-механических и физико-химических характеристиках состава, состояния и свойств грунтов:

для всех видов грунтов - плотность частиц грунта и плотность грунта, влажность, водопроницаемость (коэффициент фильтрации для нескальных, удельное водопоглощение для скальных), химический состав водных вытяжек и грунтовых вод;

для всех видов нескальных грунтов - пористость;

для песчаных и крупнообломочных грунтов - гранулометрический состав;

для скальных грунтов - временное сопротивление при одноосном сжатии, коэффициент размягчаемости и степень выветрелости;

для просадочных лессовых грунтов - относительная просадочность, начальное просадочное давление и влажность, прочностные и деформационные характеристики (угол внутреннего трения, удельное сцепление, модуль общей деформации, прочность при одноосном сжатии).

Результаты инженерно-геологических изысканий на этом этапе при цементации,  кроме того, должны содержать данные:

о водопроницаемости и трещиноватости отдельных литологических разновидностей грунтов и об изменении этих характеристик в районе сооружения, в том числе об анизотропии фильтрационных свойств грунтов;

о фильтрационной устойчивости грунтов, возможности развития химической и механической суффозии;

о наличии мест тектонических нарушений грунтов;

отчет по опытным цементационным работам.

3.4. Специальные изыскания и исследования на втором этапе включают лабораторные исследования и опытные работы по закреплению грунтов в натурных условиях.

В состав специальных лабораторных исследований при силикатизации и смолизации грунтов входят определения следующих характеристик грунтов и параметров закрепления:

а) определения физико-химических характеристик грунтов и закрепляющих растворов согласно прил.1-6: рН грунтов и грунтовых вод, емкости поглощения для просадочных лессовых грунтов, содержания карбонатов, гипса и органического вещества и определение модуля силиката натрия;

б) определения параметров инъекционного химзакрепления грунтов, согласно прил.7-11 и соответствующим ГОСТам: коэффициента фильтрации грунтов, зависимости времени гелеобразования от объемного соотношения компонентов закрепляющих смесей при однорастворной силикатизации и смолизации песчаных грунтов, пробное закрепление песчаных и просадочных лессовых грунтов с последующими определениями прочностных и деформационных характеристик закрепленных грунтов (угла внутреннего трения, модуля общей деформации, временного сопротивления при одноосном сжатии, коэффициента Пуассона) и водостойкости;

в) для закрепляемых водонасыщенных грунтов при необходимости определение направления и скорости грунтовых вод;

г) для просадочных грунтов дополнительно определяют следующие характеристики согласно прил.10: просадочность силикатированных грунтов (коэффициент относительной просадочности и начальное просадочное давление при различных удельных расходах силиката натрия); определение оптимального удельного расхода силиката натрия.

Изучение просадочности закрепленных грунтов ведется на образцах, отобранных начиная с кровли закрепляемого массива просадочных грунтов и далее через каждые 1-2 м по глубине до кровли непросадочных грунтов.

3.5. Для обеспечения на втором этапе специальных лабораторных исследований необходимыми данными и образцами грунтов на строительной площадке производят дополнительные изыскания проходкой шурфов и бурением скважин с соответствующим описанием грунтов и отбором проб. Скважины располагаются на площадке по квадратной сетке на расстояниях не более чем через каждые 15 м. Образцы грунтов отбирают из каждого литологического слоя, но не менее чем через каждые 0,5-1 м по глубине, а пробы грунтовой воды по 1-2 л из каждого горизонта. Образцы песчаных и крупнообломочных грунтов отбирают в состоянии нарушенной  структуры, но с сохранением естественной влажности и в таком виде они должны быть доставлены в лабораторию. Образцы просадочных лессовых грунтов отбираются в виде монолитов с сохранением естественной структуры и влажности по 1-2 с каждой глубины.

3.6. В состав определяемых в лаборатории параметров цементных и цементно-глинистых растворов для подбора составов при цементации грунтов входят: определение подвижности растворов согласно прил.12; массовое и ареометрическое определение плотности тех же растворов согласно прил.13 и 14.

3.7. Опытные работы по закреплению грунтов силикатизацией и смолизацией в натурных условиях на втором этапе осуществляются с целью проверки и уточнения полученных в лаборатории и заданных проектом следующих параметров инъекционного закрепления грунтов: водопроницаемости, расчетного объема (радиуса) закрепления, прочностных и деформативных характеристик закрепленных грунтов.

Опытные работы назначают для объектов с объемом работ более 5000 м или когда химзакрепление грунтов применяется для особо ответственных сооружений. Вопрос о необходимости проведения опытного закрепления грунтов решается проектной организацией. В состав опытных работ входят:

полевое изучение водопроницаемости подлежащих закреплению грунтов согласно прил.17;

опытное закрепление грунтов по заходкам с последующей проверкой расчетного объема и радиуса закрепления и с определением прочностных и деформационных характеристик закрепленных грунтов согласно прил.18;