Геотехнические противокарстовые мероприятия

5.6.1. К геотехническим противокарстовым мероприятиям относятся:

- тампонажные работы, которые направлены на закрепление закарстованных пород и разуплотненных зон и промежуточных полостей в покровной толще;

- прорезка ненадежных грунтов с опиранием фундаментов на незакарстованные грунты (при неглубоком залегании карстующихся пород);

- устройство буронабивных или бурозабивных свай-стоек (при глубине залегания карстующихся пород до 15 м).

Закрепление закарстованных пород, разуплотненных зон и промежуточных полостей в покровной толще следует применять:

- перед строительством зданий и сооружений, относящихся к I и II уровням ответственности, когда на участке расположения зданий и сооружений имеются опасные карстовые полости;

- под эксплуатируемыми зданиями и сооружениями, относящимися к I и II уровням ответственности, построенными без должной противокарстовой защиты, при возможности образования провалов под фундаментами или в непосредственной близости от зданий и сооружений.

При этом следует иметь в виду, что закрепление карстующихся пород водонепроницаемыми или слабопроницаемыми материалами может привести к изменению гидрогеологической обстановки и к активизации карста на прилегающих участках. В связи с этим проекты закрепления карстующихся пород должны сопровождаться прогнозом изменения активности карстовых процессов на участках расположения сооружений, находящихся в непосредственной близости от места тампонажных работ.

Процесс закрепления закарстованных пород в основании объекта состоит в тампонаже (инъецировании) под давлением через скважины в закарстованную толщу (полости, каналы, разрушенные, ослабленные и разуплотненные зоны) тампонажного раствора до полного их заполнения.

5.6.2. Проектирование закрепления закарстованных пород производят, используя:

- данные разведочного бурения;

- данные инженерно-геологических изысканий (в т.ч. статического зондирования);

- результаты гидрогеологических исследований;

- результаты геофизической разведки;

- технические характеристики конструкций сооружений.

Материалы инженерно-геологических изысканий и бурения разведочных скважин должны содержать:

- инженерно-геологические разрезы и карты с расчленением карстующейся толщи и с выделением подземных форм закарстованных и покрывающих отложений на литолого-стратиграфические горизонты и инженерно-геологические элементы;

- данные об уровнях водоносных горизонтов, химическом составе трещинно-карстовых вод, агрессивности к карстующим породам и цементному камню, направлении и скорости движения вод.

Материалы геофизических работ должны содержать результаты количественной интерпретации геофизических данных в виде комплексных геолого-геофизических разрезов и карт, характеристики инженерно-геологических элементов, выделенных с помощью геофизических методов.

Проект по закреплению карстующихся и покровных пород должен содержать следующие материалы:

- крупномасштабные карты и разрезы с изображением контуров объекта, подлежащего тампонажным работам;

- данные об объемах работ и методику их выполнения;

- данные о пространственном размещении проектируемых скважин в плане и по глубине, очередности и технологии бурения;

- данные об общем количестве необходимых для производства буровых и тампонажных работ материалов;

- данные о составах тампонажных растворов, их типы и требования к ним;

- данные о характеристиках и количестве необходимых для выполнения работ механизмов и оборудования;

- перечень работ, подлежащих контролю;

- требования по охране труда и технике безопасности;

- смету и расчет норм времени на производство работ.

5.6.3. Бурение и гидравлическое опробование скважин.

Способ бурения тампонажных скважин выбирается исходя из инженерно-геологических условий объекта и возможностей производственной организации. В покровных отложениях до карстующихся пород скважины следует обсаживать металлическими, а при проведении межскважинной радиотомографии - пластиковыми трубами. В карстующихся породах скважины следует бурить без обсадки с промывкой водой или продувкой воздухом. Диаметр бурения назначается в зависимости от глубины скважины и выбранного способа бурения.

В скважинах рекомендуется периодически производить гидравлическое опробование с целью уточнения состава тампонажного раствора.

Гидравлическое опробование производится, как правило, при давлении 3, 0 атм. Давление после его стабилизации следует поддерживать неизменным в течение 10-15 минут, за это время следует произвести 2-3 замера изменения расхода и рассчитать удельное водопоглощение.

5.6.4. Тампонажные растворы, их применение.

Тампонажные растворы, рекомендуемые для закрепления закарстованных и ослабленных грунтов, подразделяются на четыре типа:

- инертные растворы - глинисто (суглинисто)-песчаные, песчано-глинистые (суглинистые);

- стабильные растворы - цементно-глинистые;

- нестабильные растворы - чистоцементные, цементно-песчаные и цементно-песчано-глинистые;

- поризованные растворы - вспениваемые и вспучиваемые цементно-глинистые растворы.

Выбор типа тампонажного раствора для закрепления закарстованных пород можно производить согласно табл. приложения 7.

5.6.5. Материалы для тампонажных растворов.

В качестве вяжущего средства применяется портландцемент марки не ниже 400.

При наличии агрессивных подземных вод следует применять химически стойкие по отношению к ним цементы. Для приготовления стабильных цементно-глинистых растворов применяются глины и суглинки каолинитовые, бентонитовые и др. Для приготовления нестабильных растворов применяются песок, зола уноса, каменная мука, допускается применение лессов. Крупность частиц указанных материалов не должна превышать 2 мм. Для приготовления вспененных цементных растворов рекомендуется применять специальные поверхностно-активные вещества. Для регулирования сроков схватывания тампонажных растворов в их состав следует вводить силикат натрия, хлористый кальций, углекислый калий и другие вещества.

5.6.6. Приготовление тампонажных растворов.

Технология приготовления тампонажных растворов является важнейшим элементом качества работ.

Дозировка материалов для приготовления тампонажных растворов должна производиться с точностью до 5%.

Продолжительность перемешивания нестабильных растворов до готовности зависят от консистенции раствора и типа растворомешалки и составляет в среднем 5 мин. В дальнейшем готовый раствор рекомендуется непрерывно перемешивать во избежание его расслоения.

Приготовление стабильного цементно-глинистого раствора следует производить путем раздельного приготовления глинистого и цементного растворов с последующим смешиванием их в отдельной растворомешалке.

Приготовление вспененного цементного раствора следует производить путем раздельного приготовления стабильного цементно-бентонитового раствора и воздушно-механической пены с последующим смешиванием их в растворомешалке.

5.6.7. Нагнетание растворов.

Инъекцию растворов в закарстованные грунты следует производить отдельными зонами по глубине. Размер зон зависит от трещиноватости и пустотности пород и в среднем составляет 5 м, в породах с карстовыми полостями и крупными трещинами длину зон принимают укороченной - до 1-3 м.

Объем раствора, подлежащий закачке, принимается по расчету, исходя из состояния закрепляемой породы и заданного радиуса распространения раствора по методикам НИИОСП, ГП “Противокарстовая и береговая защита”, “Гидроспецпроект” и др. организаций.

5.6.8. Контроль работ.

Тампонажные работы должны контролироваться на всех этапах их производства путем:

- - оперативного производственного и технического контроля в ходе работ;

- контроля качества выполненного тампонажа на отдельных участках сооружения;

- оценки выполненного тампонажа в целом по сооружению.

Контролю подлежат:

- очередность бурения скважин;

- соответствие технологических режимов инъекции (давление, расход, вид и состав раствора) проекту;

- правильность дозировки компонентов приготавливаемого раствора, соответствие фактических характеристик материалов и растворов, заданных в проекте;

- полнота и достоверность записей в журналах работ.

Состав и объем контрольных работ по определению результатов и качества инъекционного уплотнения устанавливается проектом.

Контрольные работы могут включать:

- анализ качества и результатов инъекции по исполнительной документации;

- контрольное опробование уплотненного участка путем нагнетания в контрольные скважины;

- контрольные измерения физических характеристик закарстованных грунтов геофизическими методами;

- исследование керна закрепленных пород.

Контрольные скважины назначаются в объеме 5-10% от объема рабочих скважин. Бурение контрольных скважин в закарстованных грунтах производится со сплошным отбором керна и гидравлическим опробованием. Присутствие цементного камня в керне дает возможность признать тампонажные работы достаточными. В противном случае в тех местах, где контрольные скважины показали неудовлетворительные результаты, проектная организация назначает дополнительные скважины для дальнейшего проведения тампонажных работ.

5.6.9. Техническая документация.

Данные по бурению скважин, их гидравлическому опробованию, нагнетанию раствора должны фиксироваться в журналах.

На основании первичной документации составляются технический отчет и исполнительные чертежи, которые являются документами постоянного хранения.

5.6.10. Другие виды закрепления грунтов.

При выявлении разуплотненных участков в песчаных грунтах в активной зоне основания сооружения на глубину 5 м от подошвы фундамента применяется химическое закрепление грунта в соответствии со СНиП 2.01.28-85 [приложение 2, п.16].

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: