Противофильтрационные завесы выполняемые способом стена в грунте

Обновлено: 23.04.2024

Руководство по проектированию стен сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом "стена в грунте"

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
Курьерская доставка (7 дней)
Самовывоз из московского офиса
Почта РФ

Требования должны выполняться при проектировании подземных и заглубленных в грунт стен сооружений, а также противофильтрационных завес, устраиваемых способом "стена в грунте".

Дата введения	26.08.1977
Добавлен в базу	01.09.2013
Актуализация	01.01.2021

Разработан	НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР
Разработан	ВНИИГС Минмонтажспецстроя СССР
Издан	Стройиздат	1977 г.
Утвержден	НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТЕН

И ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС,

УСТРАИВАЕМЫХ СПОСОБОМ «СТЕНА В ГРУНТЕ»

Рекомендовано к изданию секцией Ученого совета НИИОСП им. Н. М. Герсеванова.

Руководство по проектированию стен сооружений и про-тивофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте» (НИИОСП им. Н. М. Герсеванова). М., Стройиздат, 1977, 128 с.

Руководство составлено в развитие «Временной инструкции СН 477-75» (текст Инструкции выделен полужирным шрифтом) и приводит рекомендации, детализирующие положения этой Инструкции по вопросам определения нагрузок настены, расчета стен по прочности и по деформациям, фильтрационным расчетам и вопросам конструирования стен.

Руководство рассчитано для использования в проектных организациях при проектировании подземных сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте».

Редакторы: инж. А. Л. Арсеньеву кандидаты техн. наук А. С. Снарский, Б. С. Федоров (НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР) и канд. техн. наук В. Ф. Раюк (ВНИИГС).

р --Инструхт.-нормат, III вып.-9-77

© Стройиздат, 1977

бщие положения. 2

агрузки и воздействия . . . ■. 13

новные положения расчета. 23

зсущие стены *. 23

оотивофильтрационные завесы. 80

збования по конструированию . . . . •. 101

гсущие стены. • . . . . 101

)отивофильтрационные завесы. 118

сложение 1. Формулы для определения fa и fy . . • . 124

1ложение 2. Значения f_Tv. . • 126

иожение 3. Значения /— •. 128

не менее 10%, размером до 0,005 мм — не менее 40%, число пластичности — не менее 0,2, влажность на границе раскатывания — не менее 0,25, набухание—не менее 15—20% • При наличии в глине небольшого числа частиц более 1 мм их необходимо удалять во время приготовления глинистой суспензии.

Для обеспечения устойчивости грунтовых стен отрываемых траншей на период их устройства и заполнения применяется глинистая суспензия, способная кольматировать стенки траншей и образовывать на них плотную водонепроницаемую глинистую корку.

1.27. Рекомендуется применять суспензии из бентонитовых глин с минимальным удельным весом. Если при подобранном удельном весе устойчивость грунтовых стенок траншей не обеспечивается, следует повышать уровень раствора путем подсыпки территории, наращивая форшахт, или утяжеления раствора.

1.28. Для проходки траншей рекомендуется применять глинистые суспензии со следующими параметрами:

условная вязкость, с. 18—30

водоотдача за 30 мин, см 3 , не более . 30

толщина глинистой корки, мм, не более . 3

стабильность, гс/ем 3 , не более. 0,02

отстой воды, %, не более. 4

статическое напряжение сдвига, мгс/см 2 10—50

содержание песка, %, не более . . . . 4

концентрация водородных ионов, pH . . 8—11,5

1.29. При подборе параметров глинистых суспензий можно пользоваться табл. 1.

Параметры глинистых суспензий

Мелкий и пылеватый песок

Водоотдача за 30 мин, см 3 , не более

Предельное статическое напряжение сдвига через 10 мин, мгс/см 2

1.30. Пробы глин из местных карьеров для лабораторных исследований в целях установления их однородности и качества следует отбирать в каждом карьере не менее чем из трех мест. Вес проб должен быть не менее 5 кг.

Исследования качества глин и приготовленных из них суспензий должны производиться в соответствующих грунтовых лабораториях и в лабораториях глинистых растворов.

Для приготовления глинистых суспензий предпочтительнее применять натриевые глины ввиду их большой растворимости (пепти-зации) в воде и возможности получения из них весьма стабильных тиксотропных растворов с хорошими показателями качества.

1.31. В случае необходимости применения глинистой суспензии большей плотности она может быть получена путем добавления в нее специальных утяжелителей в виде молотого барита или окиси железа по рецептуре, установленной на основе лабораторных исследований.

Улучшение показателей качества глинистых суспензий может быть достигнуто путем обработки их кальцинированной содой (Na₂C0₃), в количестве 0,2—0,5% от веса глины, углещелочным реагентом (УЩР), карбосиметилцеллюлозой (КМЦ), пирофосфатом натрия (Na₄P₂07), силикатом натрия (жидкое стекло).

Для предотвращения больших потерь (ухода) глинистой суспензии следует увеличивать ее вязкость путем обработки жидким стеклом или известью по рецептуре, подобранной в лаборатории.

Вода для приготовления глинистых растворов должна соответствовать требованиям ТУ на воду для затворения бетона.

1.32. Проверка показателей качества глинистых суспензий должна производиться следующими приборами:

1. Ареометром АГ-1 или АГ-2— плотность (у), гс/см 3 .

2. Вискозиметром СПВ-5 — вязкость (Г), с.

3. Прибором ВМ-6 — водоотдача (5), см 3 /30 мин и толщина глинистой корки— (/С), мм.

4. Прибором СНС-2 — статическое напряжение сдвига (0 за 1 мин, за 10 мин, мгс/см 2 ).

5. Отстойником Лысенко — содержание песка (П), %, и содержание отмытого песка (ОП), %.

6. Цилиндром ЦС-1 и ареометром АГ-1 или АГ-2 — стабильность (С), гс/см 3 .

7. Мерным цилиндром — суточный отстой (О), %.

8. Конусом АзНИИ — расплыв (Я), см.

Показатели качества глинистых суспензий должны соответствовать проектным.

1.33(1.10). Для заполнения траншей противофильтрационных завес допускается предусматривать твердеющие материалы (бетон, глиноцементные — пп. 1.14, 1.15 и 1.35 настоящего Руководства или нетвердеющие материалы (комовая глина, эаглинизированный грунт — пп. 1.37 и 1.39 настоящего Руководства) и другие материалы, удовлетворяющие требованиям качества и технологии сооружения противофильтрационных завес.

1.34. Выбор материала заполнения следует производить на основе технико-экономического сопоставления с учетом следующих факторов:

фильтрационная прочность материала заполнения должна соответствовать действующему напору на завесу и долговременности ее работы;

деформативные и прочностные свойства материала заполнения должны соответствовать ожидаемому напряженно-деформируемому состоянию завесы, вмещающего грунтового массива и сопряженного с завесой сооружения. При назначении этих свойств допускается использовать аналоги построенных сооружений, а в необходимых случаях обосновывать их статическими расчетами. При этом следует учитывать, что материалы заполнения при соответствующих нагрузках способны к нарушению сплошности завесы (твердеющие материалы — к трещинообразованию, нетвердеющие — также и к значительному сжатию, преимущественно за счет уменьшения толщины завесы с изменением деформативных и прочностных свойств);

выбор материала заполнения и технология его подачи в траншеи или скважины должны быть увязаны с технологией их разработки. Например, для заполнения свайных завес, по условиям технологии разработки скважин, может быть применен только твердеющий материал.

1.35(1.11). Глиноцементный раствор для заполнения траншей или скважин должен отвечать следующим требованиям: удельный вес 1,5—1,8 гс/см 3 ;

проектная прочность при сжатии затвердевшего раствора не более 30 кгс/см 2 ;

выход камня при затвердении не менее 98%.

Для приготовления глиноцементного раствора должны применяться глины и суглинки с содержанием не более 30% частиц размером менее 0,005 мм;

цементы любой марки, стойкие к химическому составу подземных

заполнители—пески мелкие и средней крупности в соотношениях, при которых достигаются указанные требования к глиноцементным растворам.

Состав глиноцементных растворов должен подбираться в лабораторных условиях.

1.36. Удельный вес глиноцементного раствора подбирается в указанных пределах исходя из условий получения необходимых свойств затвердевшего раствора, в увязке с удельным весом и реологическими свойствами глинистого раствора, предусмотренного для разработки траншей или скважин завесы. Удельный вес глнноцементного раствора должен быть достаточен для вытеснения из траншей или скважин глинистого раствора.

При назначении величины прочности при сжатии затвердевшего раствора следует учитывать:

целесообразность минимальной прочности тела завесы по условиям ее деформируемости (деформативные характеристики тела завесы целесообразно приближать к деформативным характеристикам вмещающего грунта) и экономичности материала заполнения;

необходимость набора в заданный срок прочности, обеспечивающей устойчивость заполнителя при стыковке секций завесы.

Реологические свойства глиноцементного раствора должны быть увязаны с технологией его приготовления, транспортирования и подачи в траншеи или скважины. Расплыв по конусу АзНИИ принимается порядка 12—14 см.

Количество глиноцементного раствора следует предусматривать на 30—60% больше геометрического объема траншей или скважин. Это обусловлено необходимостью удаления части глиноцементного раствора, смешивающейся при заполнении с глинистым проходческим раствором, а также возможным увеличением геометрического объема траншей или скважин при их разработке вследствие местных обрушений грунта, поперечных отклонений рабочего органа проходческой машины и по другим причинам.

1.37(1.12). Комовая глина, используемая в качестве нетвердеющего материала для заполнения траншей, должна в процессе ее укладки в траншею отвечать следующим требованиям: быть плотной и медленно размокаемой в воде; иметь явно выраженную комовую структуру в насыпи: основная масса комьев должна быть размером не менее 10 см, а максимальный размер комьев не должен превышать Уз ширины траншеи;

природная влажность должна быть близка к пределу раскатывания, консистенция твердая, полутвердая или тугопластичная (т. е. с показателем консистенции 0</l^0,50).

Подбор глины, пригодной для устройства противофнльтрацион-ных завес, должен обосновываться специальными лабораторными исследованиями или (в особых ответственных случаях) опытными работами.

1.38. Указанные свойства комовой глины обусловлены технологией ее укладки в траншею, при которой глина, доставленная из карьера, сталкивается в траншею бульдозером или подается экскаватором. При этом глина должна под собственным весом погружаться в заполняющий траншею глинистый раствор, образуя откос. При удовлетворительном заполнении объем глины (в насыпи) должен составлять около 70% геометрического объема траншеи. При отклонении свойств глины от указанных (быстрая размокаемость, мелкокомковатая, или порошковая структура и др.) может происходить зависание глины в растворе с образованием свода, при этом нижняя часть траншеи останется незаполненной.

Исследованиями должны быть установлены фильтрационные и деформативные свойства тела завесы, образуемого при консолидации комовой глины в глинистом растворе.

1.39(1.13). Заглинизированный грунт, т. е. смесь извлеченного из траншеи грунта с глинистым раствором, образуемый главным образом в процессе проходки траншеи, должен содержать (по весу) не менее 10—15% глинистых частиц с равномерным их распределением по всему объему смеси. При необходимости допускается предусматривать обогащение извлеченного из траншеи грунта глинистым раствором и дополнительное его перемешивание.

Консистенция заглинизированного грунта (смеси) должна быть такой, при которой обеспечивается качественная укладка его в траншею по заданной технологической схеме.

1.40. Укладка заглинизированного грунта в траншею может предусматриваться с использованием бульдозера или экскаватора. При этом способе извлеченный из траншеи заглинизированный грунт укладывается вдоль траншеи на спланированной поверхности и затем подается в траншею бульдозером или экскаватором пионерным способом, образуя в траншее откос, оттесняющий глинистый раствор в сторону забоя. Поверхность, на которую укладывается извлеченный из траншеи заглинизированный грунт, ограждается дамбочками, препятствующими растеканию разжиженного грунта и глинистого раствора. Доведение заглинизированного грунта до консистенции, позволяющей эффективно использовать бульдозер или экскаватор, производится за счет подсыхания смеси на воздухе.

Заполнение траншеи заглинизнрованным грунтом возможно также по схеме обратного замыва, при которой заглинизированный грунт подается в траншею в виде пульпы непосредственно от проходческого агрегата или через дополнительный смесительно-подающий агрегат. Этот способ возможен при проходке траншеи гидромеханизированными агрегатами, выдающими разработанный из-под глинистого раствора грунт в виде пульпы. В зависимости от консистенции пульпы заполнение траншеи может предусматриваться по непрерывной схеме с образованием откоса заполнителя либо по секционной схеме с установкой в траншее временных или постоянных разделительных шаблонов.

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1 (2.1). При проектировании стен подземных сооружений, устраиваемых способом «стена в грунте», должны учитываться действующие на них нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства и эксплуатации, а также от сооружения или здания, опирающегося на эти стены; для сборных элементов стен должны учитываться также нагрузки, возникающие при их изготовлении, транспортировании и монтаже.

2.2(2.2). Нормативные нагрузки, коэффициенты перегрузки и сочетания нагрузок должны приниматься в соответствии с требованиями глав СНиП по нагрузкам и воздействиям и по проектированию оснований зданий и сооружений с учетом дополнительных требований, приведенных в пп. 2.3—2.32 настоящего Руководства.

2.3(2.3). Нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства стен, устраиваемых способом «стена в грунте», и соответствующие им коэффициенты перегрузки должны приниматься по табл. 2(1).

2.4(2.4). Нормативные значения веса строительных конструкций 6” следует определять по проектным размерам элементов, принимая объемный вес железобетонных конструкций в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

2.5(2.5). Нормативное значение основного давления грунта (горизонтального) /?” на стены на глубине г следует определять как давление грунта с горизонтальной поверхностью в состоянии покоя по формулам:

выше водоупорного слоя

Рг = Рбг V-

в водоупорном слое

где po_z — нормативное значение природного (бытового) давления грунта на глубине z от поверхности грунта с учетом взвешивающего действия грунтовых вод;

k_0z — коэффициент бокового давления грунта в состоянии покоя, принимаемый: для крупнообломочных грунтов Лог = 0,3; для песков и супесей k₀z — 0,4; для суглинков k₀z = 0,5; для глин k_0z = 0,7; Лв с — разность отметок поверхности грунта и водоупорного слоя, м; Ли—разность отметок поверхности грунта и уровня грунтовых вод, м; у” — нормативное значение объемного веса воды, равно 1 тс/м 3 .

При определении давления р" на стены ниже дна котлована (со стороны выемки) по формулам [4(1)] и [5(2)] отсчет глубины z следует вести от отметки дна котлована.

Примечание. При наличии нескольких горизонтов грунтовых вод расчет по формуле [5(2)] следует производить для каждого водоупорного слоя.

2.6. Нормативное значение природного (бытового) давления грунта на глубине z от поверхности грунта с учетом взвешивающего действия грунтовых вод ptz определяется по формулам:

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Требования настоящей Инструкции должны выполняться при проектировании подземных и заглубленных в грунт стен сооружений, а также противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте».

1.2. Проектирование стен и противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте», допускается для сооружений и зданий, возводимых на площадках с любыми геологическими и гидрогеологическими условиями, за исключением площадок с геологически неустойчивыми условиями (карст, оползни и т.п.), также когда основания сложены крупнообломочными грунтами с незаполненными пустотами между зернами грунта либо сложены илами текучей консистенции.

1.3. Стены и противофильтрационные завесы, устраиваемые способом «стена в грунте», наиболее рационально предусматривать для строительства:

в сложных гидрогеологических условиях и при высоком уровне грунтовых вод, причем наиболее эффективно в водонасыщенных грунтах при возможности заглубления стены в водоупорный слой;

подземных помещений и ограждений котлованов в городских условиях вблизи существующих зданий, сооружений, коммуникаций, а также подземных сооружений на территории бульваров, скверов, широких улиц и т. д.;

на свободных территориях при необходимости ограждения больших котлованов.

Внесена
НИИОСП
им. Герсеванова
Госстроя СССР

Утверждена
Государственным
комитетом

Совета Министров
СССР
по делам строительства
17 октября 1975 г.

Срок введения
в действие
1 июля 1976 г.

1.4. Применение стен и противофильтрационных завес, выполняемых в соответствии с требованиями настоящей Инструкции, допускается предусматривать в проектах:

сооружений и зданий промышленных предприятий и объектов гражданского назначения (подземные этажи и фундаменты производственных, общественных и жилых зданий, скиповые ямы, установки непрерывной разливки стали, колодцы для дробильных цехов и горно-обогатительных предприятий, бункерные ямы, подземные технологические галереи, подземные гаражи и помещения другого назначения);

транспортных сооружений (подземные переходы и переезды под улицами и дорогами, станции и туннели метрополитенов мелкого заложения, подземные автомагистрали);

гидротехнических сооружений (водозаборы и насосные станции, противофильтрационные завесы плотин и дамб, сухие доки, шлюзы, набережные, причальные стены и др.);

защиты котлованов и карьеров от притока подземных вод.

При этом применение стен и противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте», должно быть обосновано технико-экономическими расчетами путем сравнения: стен со стенами подземных сооружений, устраиваемых в открытых котлованах, в том числе с использованием шпунтовых ограждений, с применением опускных колодцев и другими способами, а противофильтрационных завес - с завесами других конструкций и другими средствами защиты от притока подземных вод.

1.5. Инженерно-геологические изыскания, необходимые для проектирования стен сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте», должны производиться в соответствии с общими требованиями главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства; при этом в отчетных материалах изысканий должны содержаться дополнительные данные, характеризующие вид, состояние фундаментов и их оснований, расположенных вблизи зданий и сооружений, а также данные о нагрузках, передаваемых на основания.

1.6. При проектировании стен сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом «стена в грунте», должны быть определены и в проекте указаны основные данные по технологии производства работ (длина захватки, удельные веса тиксотропного раствора и бетона, продолжительность выполнения бетонных работ и др.).

1.7 . Стены сооружения (здания), устраиваемые способом «стена в грунте», допускается предусматривать прямолинейного, криволинейного или ломаного очертания в плане; при этом такие стены допускается проектировать монолитными с бетонированием, осуществляемым методом вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ) или нагнетанием бетонной смеси насосом с вытеснением глинистого раствора, либо сборными из железобетонных элементов заводского изготовления.

Стены следует проектировать из тяжелого бетона плотной структуры проектной марки, по прочности на сжатие не ниже М 200 для монолитных и не ниже М 300 для сборных конструкций. Проектную марку бетона или раствора для замоноличивания стыков сборных конструкции следует принимать не ниже проектной марки бетона соединяемых элементов.

Бетон для стен сооружений (зданий), устраиваемых в обводненных грунтах, должен иметь проектную марку по водопроницаемости не ниже В2 и марку по морозостойкости не ниже Мрз 50.

1.8 . Требования к бетону и арматуре устанавливаются по соответствующим главам СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций. Дополнительные требования к бетону, укладываемому в конструкции методом ВПТ, устанавливаются в соответствии с главой СНиП на производство и приемку работ по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

В стенах, выполняемых из монолитного бетона, укладываемого методом ВПТ, в качестве рабочей арматуры должна применяться стержневая арматура периодического профиля. Применение гладкой арматуры для указанных целей не допускается.

1.9 . Глинистый раствор для заполнения траншей или буровых скважин при их проходке должен иметь состав, удельный вес и другие показатели качества, обеспечивающие устойчивость стенок траншей или скважин до полного окончания работ по устройству стен или противофильтрационных завес. Данные по подбору состава глинистого раствора должны содержаться в проекте производства работ в соответствии с требованиями главы СНиП по производству и приемке работ по устройству оснований и фундаментов. Удельный вес раствора при использовании для его приготовления бентонитовых глин следует принимать 1,05-1,15 гс/см 3 и при использовании глин других видов - 1,10-1,30 гс/см 3 .

1.10 . Для заполнения траншей противофильтрационных завес допускается предусматривать твердеющие материалы (бетон, глиноцементные растворы - пп. 1.7, 1.8 и 1.11 настоящей Инструкции) или нетвердеющие материалы (комовая глина, заглинизированный грунт - пп. 1.12 и 1.13 настоящей Инструкции) и другие материалы, удовлетворяющие требованиям качества и технологии сооружения противофильтрационных завес.

1.11 . Глиноцем ентный раствор для заполнения траншей или скважин должен отвечать следующим требованиям:

удельный вес 1,5-1,8 гс/см 3 ;

проектная прочность при сжатии затвердевшего раствора не более 30 кгс/см 2 ;

выход камня при затвердении не менее 98 %.

Для приготовления глиноцементного раствора должны применяться:

глины и суглинки с содержанием не более 30 % частиц размером менее 0,005 мм;

цементы любой марки, стойкие к химическому составу подземных вод;

заполнители - пески мелкие и средней крупности в соотношениях, при которых достигаются указанные требования к глиноцементным растворам.

Состав глиноцементных растворов должен подбираться в лабораторных условиях.

1.12 . Комовая глина, используемая в качестве нетвердеющего материала для заполнения траншей, должна в процессе ее укладки в траншею отвечать следующим требованиям:

быть плотной и медленно размокаемой в воде; иметь явно выраженную комовую структуру в насыпи: основная масса комьев должна быть размером не менее 10 см, а максимальный размер комьев не должен превышать 1/3 ширины траншеи;

природная влажность должна быть близка к пределу раскатывания, консистенция твердая, полутвердая или тугопластичная (т. е. с показателем консистенции I_L £ 0,50).

Подбор глины, пригодной для устройства противофильтрационных завес, должен обосновываться специальными лабораторными исследованиями или, в особых ответственных случаях, опытными работами.

1.13 . Заглинизированный грунт, т.е. смесь извлеченного из траншеи грунта с глинистым раствором, образуемый главным образом в процессе проходки траншей, должен содержать (по весу) не менее 10-15 % глинистых частиц с равномерным их распределением по всему объему смеси. При необходимости допускается предусматривать обогащение извлеченного из траншеи грунта глинистым раствором и дополнительное его перемешивание.

2 . НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. При проектировании стен подземных сооружений, устраиваемых способом «стена в грунте», должны учитываться действующие на них нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства и эксплуатации, а также от сооружения или здания, опирающегося на эти стены; для сборных элементов стен должны . учитываться также нагрузки, возникающие при их изготовлении, транспортировании и монтаже.

2.2. Нормативные нагрузки, коэффициенты перегрузки и сочетания нагрузок должны приниматься в соответствия с требованиями глав СНиП по нагрузкам и воздействиям и по проектированию оснований зданий и сооружений с учетом дополнительных требований, приведенных в пп. 2.3 -2.19 настоящей Инструкции.

2.3 . Нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства стен, устраиваемых способом «стена в грунте» , и соответствующие им коэффициенты перегрузки должны приниматься по табл. 1.

СП 250.1325800.2016 Здания и сооружения. Защита от подземных вод

8.1 Противофильтрационные завесы следует предусматривать для временной (на период строительства) или постоянной защиты подземных выработок, котлованов и сооружений от подземных вод.

Противофильтрационные завесы могут устраиваться как в виде самостоятельных конструкций, так и в сочетании с водопонижением и дренажами. При проектировании ПФЗ кроме настоящих норм необходимо соблюдать требования СП 103.13330 и СП 45.13330.

8.2 ПФЗ следует проектировать в зависимости от назначения и соотношения основных размеров защищаемого объекта в виде контурных (замкнутых) или линейных схем. Завесы могут устраиваться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости (рисунок 8.1).

8.3 Противофильтрационные завесы устраиваются: траншейными, свайными, тонкими щелевыми, инъекционными, пленочными, льдогрунтовыми, воздушными, шпунтовыми. Материалом для устройства траншейных и свайных завес могут служить: бетон, глиноцементный раствор, заглинизированный грунт, глинистая паста, комовая глина; для тонких щелевых и инъекционных завес - цементный, глиноцементный и полимерные растворы; для пленочных завес - пленки из синтетических материалов. Льдогрунтовые завесы устраиваются путем искусственного замораживания подземной воды, содержащейся в поровом пространстве грунта, воздушные - путем нагнетания воздуха в грунт через пробуренные скважины. Возможно устройство комбинированных завес как по типу, так и по материалу заполнения.

Шпунт с металлической или деревянной забиркой и "стена в грунте" могут служить противофильтрационными завесами.

a) - защита открытых выработок; б) - защита подземных сооружений; в) - устройство искусственного водоупора; г) - комбинация ограждающей "стены в грунте" с завесой

Рисунок 8.1 - Схемы устройства и применения противофильтрационных завес

8.4 Тип и параметры противофильтрационных завес следует выбирать исходя из их назначения, срока службы, инженерно-геологических и гидрогеологических условий участка строительства, расчетного напора, необходимой глубины заложения, результатов фильтрационных расчетов (исследований) и, при необходимости, расчетов на силовые воздействия.

8.5 Противофильтрационные завесы, как правило, должны полностью прорезать водоносные породы и заглубляться в водоупорные породы на глубину, определяемую характером контактной зоны, состоянием водоупорных слоев и действующим напором на завесу.

При относительно глубоком заложении водоупорного слоя может быть допущено применение несовершенных, т.е. не доходящих до водоупора завес. В таких случаях работа противофильтрационной завесы должна совмещаться с водопонижением. Также для защиты дна открытых выработок от подземных вод в сочетании с вертикальной противофильтрационной завесой может устраиваться в горизонтальной плоскости искусственный водоупор с помощью струйной цементации грунтов или инъекцией в грунт закрепляющих растворов (рисунок 8.1 в). Выбор таких комбинаций должен быть обоснован фильтрационными и технико-экономическими расчетами.

Кроме того, возможно перекрытие несовершенной завесой проницаемого слоя грунта, а в расположенном ниже менее проницаемом слое осуществляется водопонижение.

8.6 Траншейные и свайные завесы следует проектировать для глубин до 40-50 м в нескальных грунтах (траншейные - в грунтах без крупнообломочных включений, свайные - в грунтах с крупнообломочными включениями).

8.7 Траншейные завесы устраиваются толщиной 0,5-1,0 м при применении специального оборудования (грейферы) и 2,0-2,5 м - при применении землеройных машин общего назначения (ковшовые экскаваторы, драглайны).

8.8 Свайные завесы выполняются из свай диаметром 0,5-1,5 м. Расстояние между центрами пересекающихся свай принимается равным 0,7-0,8 диаметра свай.

8.9 В проекте следует предусматривать разработку траншей и бурение скважин для траншейных и свайных завес, как правило, под защитой глинистого раствора или обсадных труб, обеспечивающих устойчивость грунтовых стенок выемок от обрушения.

8.10 Для устройства свайных завес также может применяться струйная цементация грунтов (англ. jet-grouting), заключающаяся в использовании высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания грунта с цементным раствором. Образующиеся при этом сваи из грунтобетона при соприкосновении формируют сплошную противофильтрационную завесу. Применение струйной цементации следует предусматривать для возведения двух- и многорядных противофильтрационных завес.

8.11 Струйная технология может применяться и для устройства противофильтрационных завес в горизонтальной плоскости. Создаваемый таким образом искусственный водоупор предотвращает поступление подземных вод в выработки снизу.

8.12 Тонкие щелевые завесы (5-20 см), устраиваемые путем заполнения твердеющим материалом (цементным или глиноцементным раствором) щели, образованной с помощью плоского металлического элемента или водяной струи, устраиваются в песчаных и глинистых грунтах, не содержащих крупнообломочных включений, на глубину до 20 м.

8.13 Инъекционные завесы устраивают путем цементации, глинизации, битумизации, смолизации и силикатизации грунтов. Устройство завес осуществляется путем нагнетания в грунт закрепляющих растворов через погруженные в него инъекторы. Материал закрепления выбирают с учетом вида грунта и его фильтрующей способности.

8.14 Цементацию (инъекцию в грунт цементных, глиноцементных и глиноцементно-песчаных растворов) применяют при устройстве завес в скальных трещиноватых породах с раскрытием трещин более 0,10 мм и в крупнообломочных, гравийно-галечниковых и песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации 80-500 м/сут.

8.15 Глинизацию (инъекцию глиносиликатных растворов) и битумизацию (инъекцию разогретой битумной мастики или тонкодисперсной битумной эмульсии) применяют в тех же грунтах, что и цементацию, в случаях, когда цементация неэкономична или ненадежна из-за наличия агрессивных вод, способных вызвать коррозию цемента.

8.16 Смолизацию (инъекцию растворов синтетических смол с отвердителем) применяют для устройства завес в скальных тонкотрещиноватых и пористых породах и песчаных грунтах с коэффициентами фильтрации 0,5-50 м/сут.

8.17 Силикатизацию (инъекцию силикатных растворов с коагулянтом) применяют: однорастворную (одновременное нагнетание смеси силикатного раствора с коагулянтом) - для устройства завес в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут и двухрастворную (раздельное нагнетание силикатного раствора и коагулянта) - для устройства завес в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации 2-80 м/сут.

8.18 При соответствующем обосновании в качестве противофильтрационного материала завес допускается предусматривать синтетическую пленку, монтируемую из отдельных полотнищ внахлест. Противофильтрационные завесы из синтетических пленок могут устраиваться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

В первом случае пленка укладывается на дно открытой выработки и засыпается слоем грунта, во втором - навешивается на стенки отрытой траншеи, после чего траншея засыпается грунтом.

Противофильтрационные завесы выполняемые способом стена в грунте

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ГЛИНИСТОЙ КОРКИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

В Рекомендациях приводится технология регулирования параметров глинистой корки в различных грунтах при строительстве сооружений способом "стена в грунте" с целью использования противофильтрационных свойств корки.

Глинистый раствор образует кольматационную зону грунта и глинистую корку на стенках траншеи в процессе ее разработки. Закольматированный грунт в контакте с глинистой коркой составляют глинистый экран, который является хорошим гидроизоляционным слоем.

Рекомендации разработаны в НИИОСПе им. Н.М.Герсеванова авторским коллективом в составе: ст. инж. К.П.Кацов, ст. науч. сотр., канд. техн. наук А.А.Морозов, инж. Большаков, докт. техн. наук, проф. М.И.Смородинов, одобрены секцией Научно-технического совета и рекомендованы к изданию.

Все замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять по адресу: 109389, НИИОСП.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на технологию формирования глинистой корки в суглинистых, супесчаных и песчаных грунтах с размером частиц не крупнее 1,0 мм при строительстве противофильтрационных завес и подземных сооружений способом "стена в грунте".

1.2. Рекомендации разработаны для следующих условий:

разность напоров, действующих на сооружение в период его эксплуатации не более 10 м; градиент напора 500.

1.3. Для приготовления глинистых растворов используют натриевые бентонитовые глины. Применение кальциевых бентонитовых глин допускается при введении химических реагентов, позволяющих переводить их в натриевые.

1.4. Глинистые растворы, применяемые при строительстве подземных сооружений способом "стена в грунте", предназначены: для удержания стенок траншеи от обрушения; для транспортирования бурового шлама при устройстве траншей фрезерованием или бурением; для формирования кольматационного слоя грунта и глинистой корки.

1.5. Формирование глинистой корки на стенках траншеи происходит на границе раздела раствора с грунтом. На контакте с грунтом частицы бентонита связываются в плотный гель, который остается на стенках траншеи в виде водонепроницаемой глинистой корки.

1.6. Образующаяся на стенках грунта глинистая корка является гидроизоляционным слоем с коэффициентом фильтрации 1010 м/сут при начальном градиенте фильтрации =10-15.

1.7. Проницаемость и толщина глинистой корки зависит от:

условий, в которых она формируется;

содержания глинистых частиц в растворе;

типа глин, из которых приготавливают глинистый раствор;

дисперсности глинистых частиц;

качества приготовления глинистого раствора.

Управлять проницаемостью и толщиной глинистой корки можно, изменяя содержание и свойства твердой фазы глинистого раствора и используя обработку его химическими реагентами.

2. ГЛИНИСТЫЕ РАСТВОРЫ И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЮ

2.1. Глинистые растворы, применяемые при строительстве подземных сооружений и противофильтрационных завес способом "стена в грунте", обладают следующими особенностями:

тиксотропией, т.е. способностью загустевать при покое и разжижаться при перемешивании; способностью образовывать малопроницаемую глинистую корку на стенках траншеи; способностью удерживать во взвешенном состоянии частицы выбуренной породы; чувствительностью к действию химических реагентов.

2.2. Глинистые растворы, применяемые при строительстве подземных сооружений способом "стена в грунте", должны отвечать следующим требованиям: стабильность должна быть не более 0,02 г/см; суточный отстой - не более 3% по объему; водоотдача - не более 15 см за 30 мин; условная вязкость 19-25 с; содержание песка - не более 3%; плотность при применении бентонитовых глин 1,051,15 г/см и при применении местных глин 1,151,35 г/см.

Наилучшие показатели глинистого раствора достигают при максимальном диспергировании глины.

2.3. Для приготовления глинистых растворов рекомендуется применять натриевые бентонитовые глины. Эти глины обладают высокой пептизацией в воде и дают возможность получения из них стабильных тиксотропных растворов.

2.4. Для улучшения показателей глинистых растворов последние обрабатывают химическими реагентами. Химические реагенты позволяют перевести кальциевые глины в натриевые. Наиболее часто применяемые неорганические реагенты - диспергаторы для обработки глинистых растворов приведены в табл.1.

Таблица 1. Основные неорганические реагенты для обработки глинистых растворов

Способ введения в раствор

Рекомендуемая дозировка, % от массы твердой фазы

Кальцинированная сода (NaСО)

Переводит кальциевые глины в хорошо набухаемые, легко диспергируемые натриевые

Устройство противофильтрационной завесы с применением барьерной смеси «БентИнжект»

Термин «противофильтрационная завеса» знаком не многим. В данной статье мы расскажем об основах этого метода гидроизоляции и о том, как возможно повысить его эффективность в несколько раз.

Что такое противофильтрационная завеса

Противофильтрационная завеса - это искусственная преграда, предназначенная для снижения фильтрационных свойств грунта и предотвращения распространения загрязняющих веществ в почве и грунтовых водах.

Конечной целью создания противофильтрационной завесы является снижение гидростатической нагрузки на заглубленные строительные конструкции, фундаменты, снижение скорости потока и количества отфильтрованной воды через ограждающие конструкции искусственных водоемов и каналов.

Применение противофильтрационной завесы особенно актуально в случаях, когда:

- существует риск возникновения протечек объекта на большой глубине - от 60 м и ниже;
- необходимо сделать «отсечку» сложной конфигурации;
- требуется создать водонепроницаемый контур большой площади без масштабных земляных работ;
- объект уже введен в эксплуатацию и необходимо провести ремонтные работы;
- очень важно обеспечить 100%-ную гидроизоляцию на длительный срок.

Технологии устройства противофильтрационных завес

«JET-grouting» ("джет-граутинг")

При применении данной технологии грунт в скважине разрушается под воздействием струи высокого давления и смешивается с глиняным раствором, который нагнетается в скважину. Таким образом, происходит разрушение и одновременное перемешивание грунта с барьерным раствором.
Технология JET- grouting рекомендована для изоляции грунтов, при строительстве и реконструкции любых объектов в несвязных, неустойчивых и водонасыщенных грунтах.

Технологический процесс «JET- grouting» делят на два основных этапа:

Бурение скважин буровым инструментом, в нижней части которого расположен монитор с соплами.
Подъем буровых штанг с одновременной подачей раствора через сопла монитора под давлением 40…50 МПа.

При обратном ходе буровой штанги происходит перемешивание местного грунта с барьерным раствором и одновременным частичным (или полным) выносом размытого грунта из пробуренной скважины. В результате, вокруг скважины образуется новый материал, обладающий высокими противофильтрационными характеристиками, в виде сваи - от поверхности до водоупорного слоя.

Расположение таких элементов с пересечением их контуров формирует сплошную противофильтрационную завесу.

Преимущества технологии JET- grouting :

- небольшой объем изливаемой грунтовой массы (20-30% объема столба);
- относительно низкая стоимость ввиду использования относительно недорогого оборудования;
- оперативные сроки выполнения работ.

«Стена-в-грунте»

Это способ устройства противофильтрационной завесы, при котором тело завесы формируется в рабочей траншее. Разработка траншеи производится под защитой бентонитовой суспензии для предотвращения обвала стенок. Затем суспензия замещается более плотным раствором барьерной смеси «БентИнжект» путем закачивания материала в траншею насосами.

Технология «Стена-в-грунте» дает более устойчивые и прогнозируемые показатели противофильтрационных характеристик чем JET- grouting, но требует больших затрат трудовых и экономических ресурсов. В связи с этим она рекомендована для особо ответственных объектов, таких как захоронение высокотоксичных или радиоактивных отходов.
Важно: противофильтрационная завеса, выполненная по технологии «стена-в-грунте», применяется во всех типах грунтов и всегда обладает высокими качественными и эксплуатационными характеристиками.

Преимущества технологии «стена-в-грунте»:
- качественная геометрия экрана: постоянная толщина вне зависимости от типа грунтов,
- высокая надежность конструкции.

Традиционные решения для устройства противофильтрационных завес и проблемы, связанные с их применением

Шпунт ПВХ

ПВХ-материалы обладают высокой гибкостью и низкой прочностью. Полученная из ПВХ шпунтов конструкция ограничена по глубине (до 12 м). У материала отсутствует сорбционная емкость.

Стальной шпунт

Сталь является более прочным материалом по сравнению с ПВХ. Глубина конструкции может достигать 34 м. При этом замки служат для скрепления шпунтов между собой, но не обеспечивают гидроизоляцию. Материал также не обладает сорбционной емкостью.

Бетон

Качественные характеристики бетона переменны при бетонировании в буровом растворе, хотя он обладает более высокой прочностью, чем сталь. Глубина противофльтрационной завесы из бетона может достигать 60 м, но он подвержен повреждению при деформации грунта. Материал не выполняет функцию гидроизоляции и не имеет сорбционной емкости.

Читайте также:

Противофильтрационные завесы выполняемые способом стена в грунте

Руководство по проектированию стен сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом "стена в грунте"

Способы доставки

Оглавление

Этот документ находится в:

Организации:

РУКОВОДСТВО

© Стройиздат, 1977

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

Рг = Рбг V-

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2 . НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

СП 250.1325800.2016 Здания и сооружения. Защита от подземных вод

Противофильтрационные завесы выполняемые способом стена в грунте

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ГЛИНИСТЫЕ РАСТВОРЫ И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЮ

Устройство противофильтрационной завесы с применением барьерной смеси «БентИнжект»

Что такое противофильтрационная завеса

Технологии устройства противофильтрационных завес

«JET-grouting» ("джет-граутинг")

«Стена-в-грунте»

Традиционные решения для устройства противофильтрационных завес и проблемы, связанные с их применением

Шпунт ПВХ

Стальной шпунт

Бетон