I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Типовая технологическая карта (именуемая далее по тексту ТТК) – комплексный организационно-технологический документ, разработанный на основе методов научной организации труда для выполнения технологического процесса и определяющий состав производственных операций с применением наиболее современных средств механизации и способов выполнения работ по определённо заданной технологии. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов организации капитального ремонта, Проектов производства ремонтно-строительных работ и другой организационно-технологической документации строительными подразделениями. ТТК является составной частью Проектов производства работ (далее по тексту – ППР) и используется в составе ППР согласно МДС 12-81.2007.
1.2. В настоящей ТТК приведены указания по организации и технологии производства работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации.
Определён состав производственных операций, требования к контролю качества и приемке работ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные и материальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности и охране труда.
1.3. Нормативной базой для разработки технологической карты являются:
– типовые чертежи;
– строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);
– заводские инструкции и технические условия (ТУ);
– нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);
– производственные нормы расхода материалов (НПРМ);
– местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.
1.4. Цель создания ТТК – описание решений по организации и технологии производства строительно-монтажных работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации, с целью обеспечения их высокого качества, а также:
– снижение себестоимости работ;
– сокращение продолжительности строительства;
– обеспечение безопасности выполняемых работ;
– организации ритмичной работы;
– рациональное использование трудовых ресурсов и машин;
– унификации технологических решений.
1.5. На базе ТТК разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ (СНиП 3.01.01-85* “Организация строительного производства”) по искусственному закреплению грунтов методом цементации.
Конструктивные особенности их выполнения решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.
РТК рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации.
1.6. ТТК можно привязать к конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесс состоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.
Порядок привязки ТТК к местным условиям:
– рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;
– проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени, марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов, состава звена рабочих) принятому варианту;
– корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантом производства работ и конкретным проектным решением;
– пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей, потребности в машинах, механизмах, инструментах и материально-технических ресурсах применительно к избранному варианту;
– оформление графической части с конкретной привязкой механизмов, оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическими габаритами.
1.7. Типовая технологическая карта разработана для инженерно-технических работников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих, выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления (обучения) их с правилами производства работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации, с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ.
Технологическая карта разработана на следующие объёмы работ:
– закрепляемый грунт – 150,0 м
.
II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации.
2.2. Работы по искусственному закреплению грунтов методом цементации, выполняются механизированным отрядом в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:
2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при искусственном закреплении грунтов методом цементации, входят следующие рабочие процессы и технологические операции:
– геодезическая разбивка местоположения забивки инъекторов;
– забивка инъекторов в грунт;
– подключение шлангов для нагнетания раствора;
– нагнетание раствора в грунт;
– извлечение инъекторов;
– ликвидация использованных скважин.
2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижной компрессор фирмы Atlas Copco XAS 97 Dd
(
подача сжатого воздуха 5,3 м /час, =0,7 МПа, m=940 кг);
отбойный молоток Atlas Copco TEX 09 PS 8461021102
(масса m=9,6 кг, =0,5 МПа, частота ударов 1800 уд/мин);
электрическая шлифовальная машинка PWS 750-125 фирмы Bosch
(Р=1,9 кг; N=750 Вт); ручная
инжекторная газовая горелка Р2А-01 с
внутренними и наружными мундштуками, ключом, уплотнительными кольцами, газовыми баллонами и редукторами;
трубонарезная головка REMS Ева;
дизельный
растворонасос Putzmeister M 740
(производительность до 5 м /час, =7 бар; общая масса m=1450 кг; габаритные размеры Д Ш В, 4500 1450 1200 мм).
Рис.1. Инжекторная газовая горелка Р2А-01
а – горелка; б – инжекторное устройство; 1 – мундштук; 2 – ниппель мундштука; 3 – наконечник; 4 – трубчатый мундштук; 5 – смесительная камера; 6 – резиновое кольцо; 7 – инжектор; 8 – накидная гайка; 9 – ацетиленовый вентиль; 10 – штуцер; 11 – накидная гайка; 12 – шланговый ниппель; 13 – трубка; 14 – рукоять; 15 – сальниковая набивка; 16 – кислородный вентиль.
Рис.2. Газовые баллоны и редукторы
а – кислородный баллон, объёмом 6 м ; б – ацетиленовый баллон, объёмом 5,32 м ; г – кислородный редуктор; д – ацетиленовый редуктор.
Рис.3. Компрессор Atlas Copco XAS 97 Dd
Рис.4. Молоток Atlas Copco TEX 09 PS
Рис.5. Растворонасос Putzmeister M 740
Рис.6. Трубонарезная головка REMS Ева
Рис.7. Электрошлифмашинка PWS 750-125
Струйная цементация основания
Технология струйной цементации, или jet grouting, состоит в размыве грунта с одновременным заполнением образовавшейся полости чистым или смешанным с грунтовой массой раствором. Такой метод укрепления грунта под фундаментом можно рассматривать двояко – как усиление грунтового основания с устройством противофильтрационной завесы и как формирование нового свайного фундамента под прежним.
В отличие от инъектирования струйная цементация подходит почти для всех типов грунта, результат усиления определяется с высокой точностью. Структура и состав грунта, а также процентное содержание цемента влияют на прочность затвердевшего грунтобетона.
Струйная цементация проводится в два этапа – сначала выполняется размывка и образуется скважина, при обратном ходе буровой колонны подают раствор. Диаметр колонны из застывшего раствора зависит от типа грунта, силы нагнетаемого давления, длительности размыва, применяемой технологии.
Варианты технологии:
- Однокомпонентный. Для размыва используют только цементный раствор, диаметр колонн наименьший.
- Двухкомпонентный. Дополнительно подают сжатый воздух, диаметр колонн приблизительно в два раза больше, чем в предыдущем случае.
- Трехкомпонентный. Размыв выполняют водовоздушной струей, в образовавшуюся полость закачивают цементный раствор без примесей. Диаметр колонн наибольший, однако технология укрепления наиболее сложная, требуется крупногабаритное оборудование.
Многие зарубежные фирмы сейчас начали применять для струйной цементации компрессоры повышенной мощности. Использование подобного оборудования дало возможность увеличить диаметр колонн до 5 метров.
III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
3.1. В соответствии с СП 48.13330.2001 “Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004” до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение (ордер) на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения (ордера) запрещается.
3.2. Общие требования
3.2.1.
Закрепление грунтов – есть искусственное преобразование строительных свойств грунтов физико-механическими методами в условиях их естественного залегания для повышения прочности или связности и придания водонепроницаемости. В результате закрепления грунтов увеличивается несущая способность оснований сооружений.
3.2.2.
Закрепление грунтов осуществляется нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрического тока, нагреванием и охлаждением грунтов.
3.2.3.
В соответствии с видом применяемых средств различают следующие способы закрепления грунтов:
– цементация;
– глинизация;
– битумизация;
– силикатизация;
– смолизация;
– термический и электрохимический способы.
3.2.4.
Пределы применяемости каждого из способов закрепления грунтов определяются требованиями, предъявляемыми к закреплённому грунту, и свойствам самих грунтов:
– водопроницаемостью;
– скоростью фильтрационного потока;
– однородностью грунтов и т.д.
Данные требования закладываются в рабочем проекте, и предлагается один из способов закрепления грунтов.
3.2.5.
Работы по закреплению грунтов должны производиться строго по проекту, допуская изменения и отклонения от него лишь по согласованию с проектной организацией. В проекте искусственного закрепления грунтов указываются:
– план фундаментов здания, профиль и объем закрепляемого массива грунта;
– схема расположения инъекторов и электродов в плане и разрезах, глубина забивки, а также количество заходок и их расположение по глубине;
– данные об объеме работ и контрольных выработках;
– данные о количестве химических растворов на одну заходку и весь объем работ, о режиме нагнетания растворов и режиме обработки грунта электрическим током;
– требования к закрепленному грунту: прочность, монолитность, водоустойчивость, водонепроницаемость и непросадочность, радиус закрепления;
– данные о затратах времени для выполнения процесса и его трудоемкости.
3.2.6.
Наиболее простыми и надежными способами укрепления грунтов являются цементация, силикатизация и электросиликатизация.
3.2.7.
Силикатизация
грунтов выполняется однорастворным (силикат натрия – жидкое стекло, алюминат натрия) или двухрастворным (жидкое стекло и хлористый кальций) составами, нагнетаемыми через инъекторы (перфорированные трубы диаметром 19. 38 мм и длиной 1 м) под давлением 0,3. 0,6 МПа (3. 6 атм). Силикатизацией закрепляют мелкие и пылеватые пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления грунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3. 1 м.
3.2.8.
Э
лектросиликатизация
применяется для закрепления глинистых грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0 1 м/сутки. Сущность способа заключается в том, что раствор проникает в грунт одновременно под действием напора и постоянного электрического тока. Грунт укрепляется в результате электрохимической реакции.
Инъектирование основания
Укрепление грунта под фундаментом инъектированием заключается в бурении скважин и закачке укрепляющего ремонтного состава через инъекционные приспособления. Под ленточным или столбчатым фундаментом скважины бурятся с поверхности земли наискосок, плитный просверливается сверху насквозь.
Ремсостав под давлением проникает во все прилегающие к скважине пустоты. Необходим постоянный контроль процесса, чтобы закачиваемый материал не ушел в глубину. На выбор конкретной технологии инъектирования влияет тип грунта, от которого зависит вид состава.
Способы инъектирования грунта:
- Силикатизация. Для закачки используется жидкое стекло. Способ применяется для закрепления песчаных или лессовых грунтов и плывунов.
- Смолизация. В скважины закачивают синтетические быстроотверждаемые смолы. Технология используется для укрепления водонасыщенных или сухих песков, лессов, супеси, суглинка.
- Цементация. Скважины заливают растворной смесью на основе цемента с примешиванием глины, суглинка или песка. В крупные пустоты дополнительно закачивают горячий битум. Консистенцию раствора подбирают с учетом плотности грунта или размеров трещин в скальной породе. Технология с трудом осуществима в мелкозернистых песках и совсем непригодна для супеси, суглинка, глинистых или илистых грунтов.
- Аммонизация. Метод предназначен для защиты от просадки лессовых грунтов. В грунтовое основание под фундаментом нагнетают газообразный аммиак, который вступает в химическую реакцию с породой.
Процесс инъектирования происходит без задействования крупногабаритного оборудования, не требует частичной разборки или приостановки эксплуатации здания. Дополнительное преимущество инъекционной технологии состоит в возможности приподнять и вернуть в изначальное положение осевший фундамент. Помимо укрепления основания под фундаментом создается противофильтрационная завеса для поднимающихся грунтовых вод.
Усиление фундамента методом цементации (инъецированием)
Даже самый прочный фундамент со временем теряет часть своих эксплуатационных свойств под воздействием внешних факторов – нагрузки от здания, воздействия слоёв грунта и подземных вод, температурных и климатических условий и пр. Таким образом, через семь-десять лет использования перед владельцем может встать вопрос об укреплении фундамента, в чём может помочь дополнительное цементирование.
Данный метод применим к опорным фундаментам и используется в тех случаях, когда опора или свая износилась со временем, а её несущая способность снизилась. Конечно, можно полностью заменить их – однако, этот процесс долог и потребует больших затрат сил и денежных средств. Цементация же позволит привести опоры в порядок, не нарушая общей целостности фундамента. О том, что представляет собой технология усиления фундаментов цементацией – читайте в нашей статье.
ИНЪЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТА. СИСТЕМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:
Материалы для цементации грунта
Resmix IMZ-B
Resmix IMZ-C
Resmix ZL-F
Resmix ZL-FR
Resmix FR
Материалы для смолизации грунта
Resmix AG-N
Resmix P1U
Resmix P2U
Пластифицирующий ускоритель
Resmix FR
Как понять, что фундамент нужно усиливать
Помимо множества внешних факторов, скорое разрушение фундамента может быть вызвано ошибками в процессе его монтажа – например, использовался раствор не той плотности или имело место смешивание нескольких растворов, использовались некачественные материалы, была неправильно проведена разметка и.т.п. Важную роль играет гидроизоляция бетона, а также уплотнение грунта перед его заливкой; игнорирование этих мер приведёт к скорому смещению фундамента, особенно – на пучинистом грунте.
В результате поверхность бетона покрывается трещинами; если фундамент прогибается под зданием, эти трещины будут увеличиваться и вскоре появятся на стенах. Появление таких повреждений – первый признак того, что фундамент нуждается в ремонте.
Определить, с какой скоростью проходит разрушение, можно при помощи бумажной ленты, прикрепив её к поверхности стены поперёк трещины. Если она не порвётся в течение недели, разломы перестали расширяться, либо расширяются очень медленно; если же лента порвётся за несколько дней, пора бить тревогу.
Термический способ закрепления
Данный метод применяется преимущественно к маловлажным грунтам глинистого типа, имеющим высокую степень проницаемости. Его удобно применять, когда ожидаемая просадка превышает по своим значениям допустимую величину осадки сооружения.
В процессе термической обработки прочность связей между частицами макропористого грунта увеличивается, за счёт чего грунт становится непросадочным.
Рекомендуемая температура обработки макропористого глинистого грунта — 300-400 °C. При таких условиях состав скелета грунта быстро меняется: наблюдается существенное сокращение глинистых и шепелеватых частиц. Происходит самое настоящее спекание частиц грунта между собой, за счёт чего и увеличивается его несущая способность.
Термическая обработка способна повысить прочность грунта на одноосное сжатие до 100 кг/см2. В полевых условиях данный метод производится при помощи скважин диаметром 120-200 мм. Чем больше диаметр, тем лучше проникают продукты горения в подвергаемый закреплению массив. Максимальная глубина, на которую может быть закреплён грунт таким способом, составляет 20 м.
Для того чтобы обеспечить возможность нагнетания воздуха в пробуренные скважины, они герметично закрываются затворами. Таким образом, внутри грунта образуется камера сгорания.
Способы и технология проведения цементации
Цементация, иначе – инъекцирование бетоном, может проводиться двумя способами: внутренним и сквозным:
- В первом случае скважины бурятся в бетонном покрытии так, чтобы расстояние от её нижней точки до основания фундамента составляло по меньшей мере 30 см.
- При сквозной цементации фундамент пробуривается целиком – так, что скважина проходит через него под углом и уходит в грунт на глубину до 50 см. Таким образом достигается не только укрепление конструкции и увеличение общего количества точек опоры, но и заполняются пустоты под подошвой, делая её более устойчивой при пучении.
Весь процесс можно разбить на следующие этапы:
- Бурение шурфов (скважин), в местах наибольшего повреждения фундамента. В среднем ширина шурфов должна составлять метр на метр; длина – равняться глубине фундамента минус 15-20 см. Чтобы не оказать серьёзного вибрационного воздействия на всю конструкцию, рекомендуется бурить скважины с небольшим наклоном (5 0 -7 0 ) в шахматном порядке. Если есть возможность, пробурить шурф лучше и внутри дома – так как в центральной части разрушения более интенсивны. Определить их расположение нетрудно – обращайте внимание на трещины на бетоне и кирпичной кладке, а также на осыпающуюся штукатурку.
- Далее в бетоне просверливаются отверстия, в которые вставляются трубки для закачки бетонного раствора; шаг трубок может составлять 30-50 см, диаметр – 4-11 см. Глубина определяется протяжённостью разрушений, максимальное значение для внутреннего инъекцирования бетона– на 30 см меньше глубины фундамента, при сквозном на 0,5 м больше глубины фундамента.
- После этого нужно приготовить бетонный раствор, консистенция которого значительно отличается от той, что применяется при строительстве. Соотношение воды и цемента в нём равняется 0,9 к 1. Для закачки смеси в шурф используется обычный насос либо передвижная насосная станция.
- После того, как уровень впитывания раствора снизится до 3,5 литров в минуту, нужно постепенно сгустить раствор до соотношения «вода-щебень – 0,7 к 1». Теперь остаётся только вылить весь приготовленный раствор, заполнив шурф до отказа – нормы расхода материала подробно описаны в нормативных документах ЕНиР. Для увеличения скорости можно повышать давление закачки, но не более, чем до 0,3 МПа.
Работу по цементации можно считать оконченной. Заполненные раствором шурфы накрываются брезентом и оставляются на 48 часов – этого времени достаточно, чтобы бетон схватился и отвердел.
Помните, что проведение цементации подразумевает серьёзные структурные изменения в фундаменте дома, которые зачастую бывают излишними. Например, если причиной проседания здания является не повреждение фундамента, а элементарные ошибки в строительстве – например, неправильный расчёт нагрузки, из-за которого он стал продавливать грунт. В таком случае возникшие трещины не будут распространяться дальше, а бурение шурфов может только усугубить положение. Поэтому, если Вы не обладаете должным опытом в строительстве, перед началом любых работ лучше проконсультироваться со специалистами.
Состав раствора
Пропорции и состав растворов подбирают на этапе проектирования исходя геологических условий, способа цементации, условий окружающей среды.
Помимо марки цемента, соотношений при разведении водного раствора важную роль играют дополнительные составы, добавляемые в раствор. Среди них ускорители, пластификаторы, фибры, а также инертные добавки. Соблюдается следующий принцип: более тонкие пустоты требуют более жидкой консистенции раствора. Если пустоты довольно велики, возможно добавление песка. Нагнетание цементной смеси идёт под нарастающим давлением, которое должно достигнуть предельной величины, определяемой на стадии проектирования.
Для осуществления цементации фундаментов применяются следующее специальное оборудование: растворонасосы, буровые насосы, цементные станции, шланги, трубы, инъекторы, измерители давления. Обязательно присутствует насосная техника. Если раствор обладает густой консистенцией используют диафрагмовый насос. В прочих случаях подойдёт двухпоршневая грязевая помпа.
