ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМЕНИ Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР Пособие к СНиП 3.02.01-83 По химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве

Содержит материалы, разъясняющие и конкретизирующие нормы и правила проектирования и производства работ по химическому закреплению грунтов в их естественном залегании инъекционными способами при устройстве оснований и фундаментов зданий и сооружений, а также других заглубленных конструкций из скрепленных грунтов в промышленном и гражданском строительстве.

Для инженерно-технических работников проектно-изыскательских, проектных и производственных организаций, занимающихся устройством оснований, фундаментов и подземных сооружений.

Разработано НИИОСП им. Н. М. Герсеванова при участии ряда научно-исследовательских и проектных организаций под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Б.А. Ржаницина и ст. инж. Л.И. Курденкова.

Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве составлено к разделам «Закрепление грунтов» действующих СНиП на проектирование и на производство работ по устройству оснований и фундаментов, без буросмесительного и термического закреплений грунтов, которые не относятся к инъекционным способам.

Разработано на основе результатов выполненных в СССР и за рубежом за последнее время научно-исследовательских работ в области закрепления грунтов в строительстве, а также на основе отечественного и зарубежного опыта применения прогрессивных технологий и новых средств механизации в этой области. При этом использованы также соответствующие, не утратившие своего значения материалы из подлежащего замене Руководства по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов. (М., Стройиздат, 1977 г.), в частности подраздел по цементации грунтов, выполненный ранее инж. А.П. Коржецким.

Работа выполнена ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР, научный руководитель - д-р техн. наук, проф. Б.А. Ржаницын, ответственный исполнитель - ст. инж. Л.И. Курденков.

В подготовке материалов для пособия принимали участие: кандидаты техн. наук А .М . Голованов , В .Н . Баранов , А .Т . Черный , канд. геол.-минерал. наук Л . П . Шувалова ; инженеры В.Ю.  Зеленский  и В .Д . Топорков  (Ростовский Промстройниипроект), инж. В .В . Торгашов  (Гидроспецпроект); канд. техн. наук Б .С . Смолин,  инж. В .И . Шароватов  (ГПИ «Фундаментпроект»); кандидаты техн. наук Е .С . Дзекцер , Ф .И . Тютюнова ; канд. геол.-минерал. наук Н .П . Затеницкая  (ПНИИИС Госстроя СССР).

Сотрудники лаборатории закрепления грунтов НИИОСП д-р техн. наук В .Е . Соколович , кандидаты техн. наук А .Н. Токин,  М .Н . Ибрагимов , В .К . Чувелев  и мл. науч. сотр. И .Б . Вебер  во время работы давали консультации и сделали ценные замечания и предложения по тексту.

Общая редакция - д-р техн. наук Б .А . Ржаницын  и ст. инж. Л.И. Курденков .

Употребляемый часто в тексте ради краткости термин «химзакрепление», имеющий в общем более широкое значение, применяется здесь исключительно как инъекционное химическое закрепление грунтов.

Пособие отменяет относящиеся к инъекционному химзакреплению грунтов (способами силикатизации, смолизации и цементации) подразделы и приложения разд. 5 Руководства по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов.

Замечания и предложения по пособию просьба направлять по адресу; 109389, Москва, Ж-389, 2-я Институтская, 6.

1.1. Как способ производства строительных работ химическое закрепление грунтов в широком смысле слова представляет собой искусственное целенаправленное преобразование строительных свойств естественных грунтов их химической обработкой различными реагентами, основанной на реакциях взаимодействия реагентов между собой или с участием химически активной части грунтов. Такое закрепление грунтов обеспечивает необратимость и долговечность приобретенных ими свойств.

1.2. В зависимости от технологии химической обработки грунтов химическое закрепление имеет два направления:

инъекционное химическое закрепление, когда реагенты в виде растворов или газов вводятся в грунты в условиях их естественного залегания и без нарушения их структуры, нагнетанием под давление;

буросмесительное закрепление грунтов, когда оно осуществляется с нарушением их естественной структуры механическим перемешиванием грунтов с цементами или другими реагентами и добавками, с применением специальных механизмов.

1.3. Инъекционное закрепление распространяется на грунты, обладающие определенной водопроницаемостью, включая песчаные, крупнообломочные, трещиноватые скальные и полускальные грунты, а также просадочные лессовые грунты.

Буросмесительное закрепление распространяется в принципе на все нескальные грунты, включая глинистые, независимо от их водопроницаемости.

Инъекционное химзакрепление давно и прочно вошло в практику строительства. Буросмесительное закрепление находится в стадии становления, но уже сейчас способно успешно решать некоторые важные практические задачи.

Оба направления вместе дополняют друг друга и обеспечивают возможность закрепления всех без исключения грунтов в естественном залегании, что в значительной мере способствует разрешению проблемы строительства на слабых грунтах в сложных инженерно-геологических условиях.

1.4. Настоящее Пособие, разработанное в соответствии с требованиями действующих СНиП, распространяется на проектирование и производство работ по химическому закреплению грунтов при решении различных практических задач в области промышленного и гражданского строительства инъекционными способами силикатизации, смолизации и цементации.

1.5. Не подлежат инъекционному химзакреплению грунты, пропитанные нефтепродуктами, и водонасыщенные грунты при скоростях грунтовых вод св. 5 м/сут. Возможность химического закрепления засоленных грунтов устанавливается специальными исследованиями.

1.6. Инъекционное химзакрепление необратимо повышает механическую прочность и устойчивость, уменьшает сжимаемость и водопроницаемость грунтов, указанных в п. 1.3, а также устраняет просадочность при замачивании лессов и лессовидных грунтов, что обеспечивает широкие возможности его применения для решения многих практических задач в строительстве.

1.7. В промышленном и гражданском строительстве инъекционное химзакрепление грунтов применяется для:

усиления и устройства оснований, фундаментов вновь строящихся зданий и сооружений;

усиления оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений;

устройства защитных стен и других подземных конструкций из закрепленных грунтов в качестве мероприятий против подвижек грунтов при их подработке горными выработками;

устройства подпорных стенок и укрепления откосов при вскрытии строительных котлованов и других открытых выработок;

повышения несущей способности свай и других опор;

в качестве временного мероприятия при проходке в слабых грунтах различных подземных выработок.

На рис. 1 - 8 схематически показаны различные случаи практического применения инъекционного химзакрепления грунтов.

1.8. С химической точки зрения в основе инъекционного химзакрепления грунтов лежит явление конденсации неорганических и органических полимеров (крепителей) при их взаимодействии с коагулянтами (отвердителями) и заключающееся в отверждении полимеров в порах и трещинах грунтов, чем обеспечиваются положительные изменения физико-механических свойств закрепляемых грунтов, указанные в п. 1.6.

В качестве крепителей применяют водные растворы силиката натрия (неорганический полимер), а также растворы карбамидных и других синтетических смол (органические полимеры) В качестве отвердителей применяют различные неорганические и органические кислоты, соли и химические добавки к ним, некоторые газы.

Закрепление грунтов на основе растворов силиката натрия независимо от применяемых отвердителей называется силикатизацией,  на основе карбамидных смол - смолизацией , на основе цементных растворов - цементацией .

Участвующие в процессе закрепления грунтов химические вещества в растворах или газы называются закрепляющими реагентами.

Смесь растворов крепителей и отвердителей рабочих концентраций при однорастворном химзакреплении грунтов называется гелеобразующей  смесью.