Существует схема, характеризующая весь технологический процесс работ по химическому закреплению грунтов однорастворным и двухрастворным способами силикатизации, а также способом смолизации, которая приведена на рис. 1.

Технологический процесс и оборудование несколько изменяется в зависимости от применяемого способа. При двухрастворной силикатизации по приведенной схеме организации работ путь, который проходит силикат натрия, начинается с доставляемой “навалом” с заводов силикат-глыбы, развариваемой на месте в автоклавах.

После автоклавов раствор силиката натрия нагревают для снижения вязкости до 60°С или до предусмотрен­ной проектом температуры. Из запасных чанов, пройдя насосы и затем пульт, где регулируются расход и давле­ние нагнетаемого раствора, силикат натрия закачивается через систему инъекторов в грунт.

Рис. 1. Схема механизации работ при закреплении грунтов

1 – забивка инъектора электрокором; 2 – то же, пневмомолотом; 3 – пультовые распределители реактива; 4 – насосная; 5 – силикаторазварочный узел; 6 – котельная; 7 – компрессорная; 8 – емкости для растворов CaCl₂.

Путь раствора хлористого кальция аналогичен пути раствора силиката натрия.

Из схемы ясно, что каждый из растворов имеет свое насосное оборудование и свою регулирующую сеть, но один и тот же инъектор. В этом случае перед нагнетани­ем хлористого кальция необходимо прокачать через инъ­ектор небольшую порцию воды, что в значительной сте­пени предохранит инъектор от образования в нем кремнегеля.

Наряду с оборудованием для забивки инъекторов, станками для бурения скважин, насосным оборудовани­ем и разводящей сетью, снабженной манометрами, рас­ходомерами и пр., площадка, где производится закреп­ление грунтов, должна быть снабжена электроэнергией, водой и' сжатым воздухом.

Наконец, производство работ по химическому закреп­лению грунтов должно быть обеспечено постоянным кон­тролем за качеством применяемых растворов и закреп­ленного грунта.

Инъекторы

Конструкция инъектора и механизма для его погру­жения в грунт зависит от характера и мощности подле­жащего закреплению грунта (рис. 2).

Рис. 2. Схемы забивки и задавливания инъекторов

При закреплении грунта на глубину до 20 м применя­ют инъектор, состоящий из наголовника, колонн глухих звеньев труб, перфорированного звена, наконечника и соединительных частей-ниппелей. Забивку инъектора на глубину до 20 м в песчаные и лессовые грунты можно осуществлять отбойными молотками (рис. 2, а).

Закрепление грунтов на глубину до 30 м требует применения более прочного инъектора, сделанного из цельнотянутых труб диаметром 58—62 мм. Перфориро­ванная часть такого инъектора имеет длину 1,5—2,0 м, а отверстия во избежание их засорения закрыты резино­выми кольцами. Погружение таких инъекторов осущест­вляется более мощным оборудованием (рис. 2, б).

Забивку инъекторов выполняют как с поверхности земли, так и из подземных выработок. Для забивки инъ­екторов применяют преимущественно механизмы, обору­дованные пневмоударниками или пневматическими мо­лотками типа перфораторов. Например, используют бу­рильный станок с пкевмоударником СБУ-100 или НКР-ЮОМ, смонтированный на ходовой тележке СБУ-2 или КБУ-50, а также различные опытные установки типа портативных передвижных копровых установок.

Для извлечения инъекторов кроме указанных выше установок можно использовать гидравлические спарен­ные домкраты грузоподъемностью до 10т.

При силикатизации просадочных лессовых грунтов с влажностью 16—20 % инъекцию силикатного раствора плотностью 1,13—1,20 г/см³ можно осуществлять с помо­щью забивки инъекторов (рис. 2, в) или через стенки пробуренных скважин (рис. 2, г). Для этого бурильным станком ЦГБ-50 проходят скважину глубиной, равной длине первой заходки. Длина заходки в существующей практике составляет 2—3 м. Затем в верхней зоне за­ходки устанавливают надувной тампон, через который по шлангу от насоса раствор нагнетают в грунт. Затем тампон вынимают из скважины и производят ее бурение на длину следующей заходки. Так повторяют на всю глу­бину закрепления просадочного лесса.

При химическом закреплении песчаных грунтов на глубине 50—150 м, как это было при создании противофильтрационной завесы в основании Высотной Асуан­ской плотины, нагнетание химических растворов осуще­ствляют через манжетные инъекторы, опускаемые в про­буренную под защитой глинистого раствора скважину диаметром 120—150 мм. Скважину пробуривают на всю глубину закрепляемой зоны, затем в скважину, запол­ненную глинистым раствором (благодаря чему стенки ее не требуют крепления), погружают инъектор с резиновы­ми манжетами, закрывающими его отверстия. После этого через нижнюю манжету с применением тампона нагнетают цементно-глинистый раствор, который запол­няет зазор между инъектором и стенкой скважины. Этот •вариант позволяет в дальнейшем нагнетать закрепляю­щий раствор в любой зоне инъектора (рис. 2, д). Манжетный инъектор может быть использован для закрепления грунта под существующими зданиями путем задавливания его из специально подготовленной траншеи (рис. 2, е).

Таким образом, применение инъекторов различной конструкции позволяет нагнетать химические растворы на требуемую глубину.

Требования, предъявляемые по забивке инъекторов

К работам по забивке инъекторов предъявляют сле­дующие требования:

1) инъектор должен быть забит строго по указанному в проекте направлению и с точностью угла наклона 2—3°;

2) забивка должна быть произведена на заданную глубину в возможно короткий срок;

3) при забивке оборудование нс должно подвергать­ся сильному износу.

Перечисленные требования предъявляют, в свою оче­редь, серьезные требования к механизмам и оборудова­нию, применяемому на этих работах.

Производить забивку инъекторов в вертикальном и наклонном направлениях, а также извлекать их из грун­та можно с помощью портативной копровой установки с перфоратором КЦМ-4. Она состоит из сварной рамы, трубчатых направляющих, по которым перемещается перфоратор, и ручной лебедки.

Список литературы

1. Соколович В.Е. Химическое закрепление грунтов. – М.: Стройиздат, 1980.-119 с., ил.

1. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. – М.: Стройиздат, 1986.-264 с.: ил. – (Надежность и качество).