Инъекционное закрепление грунтов способами силикатизации и смолизации

Силикатизация и смолизация грунтов применяются для повышения несущей способности оснований и устройства фундаментов из укрепленного грунта. Этот метод может применяться в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут и в лессовых просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2,0 м/сут. Силикатизация и смолизация грунтов осуществляются путем нагнетания в грунт через систему инъекторов или скважин водных растворов или смесей, приготовляемых на основе силиката натрия и синтетических смол с отвердителем.

При закреплении песчаных грунтов двухрастворной силикатизацией плотность раствора силиката натрия назначают в зависимости от коэффициента фильтрации грунтов согласно табл.7, а плотность раствора хлористого кальция принимают 1,26-1,28. Для безводного хлористого кальция указанным величинам плотности соответствуют 28-30%-ные значения концентрации.

Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способом силикатизации, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов.

Силикат натрия (содовый или содово-сульфатный) доставляются к месту работы в виде силикат-глыбы или раствора плотностью 1,4—1,5 г/см³. Раствор силиката натрия должен отвечать требованиям ГОСТ 13079-81.

Силикатный модуль есть отношение числа грамм-молекул кремнезема SіО₂ к числу грамм-молекул окиси натрия Nа₂О. Силикатный модуль является основной характеристикой силиката натрия, определяющей его состав. В процессе производства работ модуль употребляемых растворов силиката натрия подлежит контрольным определениям.

Применяемый при однорастворной силикатизации в качестве отвердителя (коагулянта) алюминат натрия должен удовлетворять следующим требованиям: каустический модуль 1,5-1,7 (отношение Nа₂О/Аl₂О₃), крупность дробления 5-6 мм; содержание нерастворимых взвешенных частиц 1—2

Преимуществом смолизации перед однорастворной силикатизацией песков является возможность значительно более прочного закрепления грунтов. Для глубинного закрепления смолизацией, не связанного с последующим вскрытием закрепленных грунтов (например, при усилении оснований, устройстве фундаментов или защитных стенок), следует применять способы на основе карбамидных смол марок М, М-2, МФ-17. При смолизации грунтов с целью проходки подземных выработок допускается применять способы на основе смолы марки М-3, содержащей наименьшее количество свободного формальдегида (0,3-0,5%).

Рабочая концентрация смолы достигается следующим образом: крепитель М-2 разбавляется водой в соотношении 1: 0,8 до плотности раствора 1,09 г/см³, являющейся нижним пределом разбавления; крепитель М-3 разбавляется водой в соотношении 1:0,5 до плотности раствора 1,12 г/см²; крепитель МФ-17 разбавляется водой в соотношении 1: 2 до плотности 1,08 г/см³. При разбавлении смолы растворами азотнокислого аммония или сульфитно-спиртовой барды раствор наиболее стабилен в отношении продолжительности гелеобразования.

Применяемые при смолизации в качестве крепителей растворы карбамидных смол по физическим и химическим характеристикам должны удовлетворять нормам, а щавелевая (кристаллогидрат) и соляная (жидкость) кислоты-требованиям ТУ ІI-1391-5 и ГОСТ 13282—76.