Методические рекомендации разработаны в развитие положений подраздела 6.9 СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений", раздела 16 СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты", СП 116.13330.2012 "СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения", СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования", СП 361.1325800.2017 "Здания и сооружения. Защитные мероприятия в зоне влияния строительства подземных объектов".

Цель разработки - предоставление разъяснений требований к методам контроля качества искусственных оснований из закрепленных грунтов и информации об объемах и видах контрольных работ при укреплении грунтов различными методами.

Методические рекомендации разработаны для применения широким кругом специалистов, чья деятельность связана с проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений на искусственных основаниях из закрепленных грунтов, в том числе специалистами:

- проектных организаций;

- государственных и иных органов экспертизы и согласования;

- надзорных служб, органов декларирования и сертификации.

Методические рекомендации (далее - рекомендации) содержат сведения и указания по контролю качества при проектировании и производстве работ по устройству искусственных оснований из закрепленных грунтов.

В настоящее время методы контроля закрепления грунтов и устройство искусственных оснований осуществляются с учетом СП 45.13330.2017, СП 291.1325800.2017, в которых приведены требования к проведению контроля отобранных из закрепленного грунта образцов. Вопрос контроля нормируемых показателей качества закрепленных грунтов - один из самых важных в проектировании и строительстве искусственных оснований.

В этих условиях большое значение приобретает определение необходимых и достаточных видов и методов контроля, которые должны назначаться при проектировании и реализовываться в процессе производства строительных работ.

При устройстве искусственных оснований из закрепленных грунтов должен проводиться контроль:

- исходных материалов, применяемых для закрепления грунтов;

- назначаемых нормируемых технологических параметров укрепления грунтов основания;

- нормируемых показателей качества искусственных оснований в целом и отдельных элементов закрепленного грунта.

Применение рекомендаций позволит осуществлять контроль на всех этапах строительного процесса - от проектирования (определение методов контроля, объемов контрольных работ и допустимых отклонений от нормируемых показателей) до производства работ и их приемки (контроль качества закрепления грунтов и устройства искусственных оснований из отдельных элементов закрепленного грунта, включая этапы входного, оперативного и приемочного контроля).

Применение методических рекомендаций позволит повысить качество выполняемых проектных работ, сократить сроки и повысить надежность работ по устройству искусственных оснований из закрепленных грунтов, внедрять передовые технологии укрепления оснований и методы контроля, что приведет к снижению рисков возникновения аварийных ситуаций и повышению безопасной эксплуатации строительных объектов.

Методические рекомендации разработаны АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им. Н.М. Герсеванова (руководитель работ - канд. техн. наук В.В. Семкин, канд. техн. наук М.Н. Ибрагимов, А.В. Шапошников, науч. сотр. В.Е. Сотников, инж. А.И. Мисюк, под общей редакцией канд. техн. наук И.В. Колыбина и О.А. Шулятьева).

1.1 Рекомендации распространяются на проектирование, производство и приемку работ при строительстве, реконструкции и ремонте объектов капитального строительства, а также при работах по инженерной защите территорий от опасных природных и техногенных процессов и иных геотехнических работах в грунтах.

1.2 Рекомендации по контролю распространяются на следующие методы укрепления грунтов:

- инъекция пропиткой растворами на основе цемента и полимеров;

- струйная цементация;

- цементация методом глубинного перемешивания;

- инъекция в режиме гидроразрыва.

1.3 Рекомендации устанавливают основные положения по контролю качества при проектировании [1], производстве и приемке работ [2] при устройстве искусственных оснований и закреплении грунтов в случае:

- устройства искусственных оснований из закрепленного грунта в виде сплошных массивов или отдельных элементов;

- улучшения свойств грунтов и усиления оснований существующих зданий и сооружений;

- выполнения защитных мероприятий;

- выполнения ограждающих котлованов и удерживающих конструкций в грунте;

- закрепления зон разуплотнения грунта в толще над карстующимися породами в качестве геотехнических противокарстовых мероприятий [3];

- укрепления грунтов под фундаментами сооружения методом армирования и создания массива из закрепленного грунта или повышения его жесткости за счет изменения напряженно-деформированного состояния;

- устройства противофильтрационных завес и геотехнических экранов из закрепленных грунтов;

- создания иных геотехнических конструкций в грунтах [4].

1.4 Положения настоящих рекомендаций не распространяются на укрепление грунтов при использовании настоящих методов укрепления с показателями качества (в том числе технологическими параметрами), отличающимися от граничных значений, приведенных в пособии, в том числе тоннелей глубокого заложения, для которых требуется применение давления разрыва обоймы или инъекции превышает 10 МПа.

Настоящие рекомендации не распространяются на укрепление грунтов для гидротехнических тоннелей и сооружений.

В настоящих рекомендациях приведены ссылки на следующие нормативные документы и методические материалы:

ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия

ГОСТ 5382-2019 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 18105-2018 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 18481-81 Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие технические условия

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности

ГОСТ 30744-2001 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008) Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях. Растворы на водной основе

ГОСТ 33762-2016 Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Требования к инъекционно-уплотняющим составам и уплотнениям трещин, полостей и расщелин

ГОСТ Р 56592-2015 Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты" (с изменениями N 1, N 2)

СП 291.1325800.2017 Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования

СП 305.1325800.2017 Здания и сооружения. Правила проведения геотехнического мониторинга при строительстве

СП 473.1325800.2019 Здания, сооружения и комплексы подземные. Правила градостроительного проектирования

Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящих рекомендаций в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии рекомендаций целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 активная зона: Зона в основании сооружения, расположенная в пределах сжимаемой толщи.

3.2 водоупор или водоупорный слой грунта: Маловодопроницаемый слой грунта, фильтрацией подземных вод через который можно пренебречь.

3.3 геотехническая конструкция: Элемент, массив, искусственное основание, созданные в геотехнической среде с применением различных методов строительства, в том числе методов закрепления грунтов.

3.4

3.5

3.6 гидроразрыв грунта: Образование трещин в массиве грунта при инъекции растворов под давлением, превышающим напряжение в грунте в точке инъекции.

3.7 грунтоцементная конструкция: Конструкция в грунте, состоящая из грунтоцементных элементов или массивов, отдельных объемов грунта и цементного камня при закреплении раствором на основе цемента.

3.8 грунтоцементный элемент: Массив/объем грунта, закрепленный цементным вяжущим методами струйной цементации, глубинного перемешивания и инъекцией микроцементов.

3.9 длина скважины: Расстояние от устья до забоя по оси скважины.

3.10 закрепление грунта: Улучшение механических и физических свойств грунта в границах условного или фиксированного объема методом инъекции твердеющих растворов в режиме пропитки, струйной цементации или глубинного перемешивания.

3.11

3.12 контроль качества: Работы по контролю нормируемых показателей.

3.13 манжетная инъекция: Способ инъекции крепящего раствора в грунт через скважины, оборудованные манжетными колоннами или инъекторами, позволяющий выполнять одноразовую или многоразовую инъекцию в заданной последовательности.

3.14 манжетная колонна: Труба с отверстиями, расположенными на фиксированном расстоянии, защищенными обратными клапанами для выполнения инъекции твердеющего раствора в грунт; рекомендуемые интервалы между отверстиями по длине - 0,33 - 0,50 м.

3.15 нормируемые показатели качества: Значения, устанавливаемые нормативными документами.

3.16 нормируемые показатели: Показатели свойств растворов и смесей, назначаемые проектом в соответствии с нормами проектирования и требованиями нормативных документов.

3.17 объект проектирования: Здание, подземное сооружение, в том числе, инженерные коммуникации, защитные мероприятия от влияния природных и техногенных процессов, иные геотехнические работы в грунтах, приводящие к изменению геологической и геотехнической среды.

3.18

3.19 инъекционный раствор: Смесь воды и исходных компонентов из твердых частиц (цемент, глина, зола-уноса, молотый песок) и/или полимеров с отвердителями, химическими добавками или без, применяемая для закрепления грунтов.

3.20 тампон (пакер): Устройство для нагнетания раствора в грунт, снабженное эластичными уплотнителями для отделения зоны инъекции от остального пространства манжетной колонны.

3.21 укрепление/усиление грунта: Улучшение физико-механических характеристик грунта закреплением, уплотнением, армированием с изменением напряженно-деформируемого состояния массива грунта.

3.22 условные границы закрепления: Линия, плоскость, поверхность между закрепленным грунтом с нормируемым показателем и незакрепленным грунтом или закрепленным грунтом с показателем качества ниже нормируемых значений.

3.23 условный/приведенный радиус закрепления: Минимальное расстояние от оси скважины/инъектора до незакрепленного участка грунта для всех способов закрепления, для глубинного перемешивания - 0,5 диаметра буросмесителя.

3.24 элемент закрепленного грунта: Массив грунта с измененными, в результате закрепления, физико-механическими характеристиками и условными границами закрепления в плане и по глубине.

4.1 Положения рекомендаций основаны на соблюдении требований нормативных документов в части требований по контролю нормируемых показателей при проектировании и производстве работ по устройству искусственных оснований из укрепленных (далее - искусственные основания) грунтов растворами на основе полимеров и цемента типов И, ИТД и ИОТДВ.

Инъекционные растворы на основе цемента классифицируют по типам:

- инъекционные растворы (И) - на цементах с удельной поверхностью от 3 000 до 5 000 см²/г - цементы общестроительного назначения;

- инъекционные растворы на тонкодисперсном вяжущем (ИТД) - на цементах с удельной поверхностью от 5 000 до 8 000 см²/г;

- инъекционные растворы на особо тонкодисперсном вяжущем (ИОТДВ) - на цементах с удельной поверхностью от 8 000 до 20 000 см²/г.

4.2 Укрепление грунтов как способ устройства искусственных оснований, рассматриваемый в настоящих рекомендациях, реализуется на основании следующих методов:

- инъекция в режиме пропитки грунта (песок и крупнообломочные грунты, лессы) вяжущими растворами на основе полимеров (силикатизация, смолизация) или цемента типа ИОТДВ (особо тонкодисперсные вяжущие) - микроцемент [4] - [6]. Закрепление грунта происходит за счет заполнения пор грунта естественного сложения твердеющими растворами, объединяющими частицы грунта и создающими единую структуру твердого тела (мелкозернистый бетон или полимерную композицию из песка и полимера). Принцип основан на инъекции под давлением, не приводящим к нарушению структуры грунта естественного сложения и не вызывающим гидроразрывов в грунте. Инъекция в режиме пропитки позволяет создавать в грунте элементы закрепленного грунта с расчетными нормируемыми характеристиками и условными границами (условным радиусом) в виде шара или цилиндра;

- цементация грунтов любого типа с нарушением структуры грунта естественного сложения механическим способом (с использованием струи раствора, воды, воздуха или буросмесителя [7] - [12]) и последующим смешением разрушенного грунта с раствором (или сухим) вяжущим с созданием элементов закрепленного грунта с условными границами в виде цилиндра. К таким методам относятся струйная цементация и глубинное перемешивание;

- укрепление грунтов любого типа с нарушением структуры грунта естественного сложения методом манжетной инъекции в режиме гидроразрыва, выполняемым раствором вяжущего или водой с последующей подачей раствора. Метод может применяться в виде одноразовой и многоразовой инъекций [7], [13]. В результате гидроразрыва в грунте создаются отдельные включения цементного камня различных размеров, преимущественно в виде линз различной длины и толщины. Искусственное основание состоит из включений цементного камня разной формы и размеров и грунта с измененными (повышенными) характеристиками за счет уплотнения (включения в расчетный объем расчетного объема цементного камня). В качестве нормируемых показателей при этом методе следует использовать показатели качества укрепленного массива грунта от одной или нескольких скважин с условными границами, в пределах которых принимаются нормируемые показатели в виде интегральных модуля деформации, плотности, пористости и других характеристик.

4.3 Положения рекомендаций устанавливают требования по контролю качества искусственных оснований при проектировании и производству работ, при соблюдении которых должны обеспечиваться:

- надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружения;

- отсутствие негативных воздействий, влияющих на условия эксплуатации существующих зданий, сооружений, инженерных коммуникаций и объектов окружающей застройки в зоне влияния;

- отсутствие вредных воздействий на геотехническую среду и экологическую ситуацию в целом.

4.4 Рекомендации предусматривают следующие требования по контролю качества искусственных оснований из закрепленных грунтов:

- к назначению методов укрепления оснований;

- к методам контроля качества, назначаемые при проектировании;

- к назначению нормируемых показателей для контроля качества искусственных оснований;

- к назначению нормируемых показателей по контролю качества растворов и исходных материалов, применяемых для закрепления грунта;

- к назначению нормируемых показателей по контролю качества технологических параметров при закреплении грунта;

- к работам по контролю качества закрепления грунтов и устройству искусственных оснований из закрепленных грунтов;

- по приемке искусственных оснований из закрепленных грунтов.

4.5 Рекомендации разработаны с учетом положения о том, что работы на всех этапах от проектирования до приемки должны выполняться в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, проекта, технологического регламента, разработанного в составе раздела ПОР. Применяемые при устройстве искусственных оснований из закрепленных грунтов материалы должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов (далее - НД).

5.1.1 Проектирование укрепления грунтов следует выполнять с учетом требований настоящих рекомендаций, других НД, [14], [15], [16], [17]. Учитывая скрытый характер работ, в качестве основного следует использовать наблюдательный метод проектирования, включающий следующие этапы работ:

этап 1 - разработка проектной и рабочей документации (ПД и РД), включая:

- инженерно-геологические изыскания;

- лабораторные работы по оценке возможности закрепления;

- опытные работы, если они проводятся на этапе проектно-изыскательских работ;

- назначение расчетных нормируемых показателей качества укрепленного массива грунта и отдельных элементов закрепленного грунта;

- назначение номинального состава раствора;

- назначение требований к методам контроля;

- назначение требований по приемке;

этап 2 - авторское техническое сопровождение опытных работ, включая:

- участие авторов проекта в работах на опытных участках;

- контроль качества;

- корректировку, при необходимости, проектных решений этапа 1, назначение рабочих нормируемых показателей качества и технологических параметров укрепления;

этап 3 - авторское техническое сопровождение производственных работ, включая:

- участие авторов проекта в работах по укреплению грунтов;

- назначение участков для контроля качества укрепления;

- участие в контрольных работах, корректировка при необходимости нормируемых показателей;

- участие в приемке работ.

При проектировании искусственных оснований следует учитывать следующие положения рекомендаций по контролю качества:

- контроль назначения метода укрепления в зависимости от характеристик грунта должен проводиться по таблицам 5.1 и 5.2;

- контроль назначения метода укрепления в зависимости от применяемого вяжущего должен производиться: для растворов на основе полимеров по таблице 5.1, для растворов на основе цемента по таблицам 5.2 и 5.3;

- контроль назначения нормируемых показателей качества должен проводиться по подразделу 5.2.

Нормируемые показатели укрепленных любыми методами грунтов на всех этапах работ (этапы 1 - 3 по 5.1) назначаются в соответствии с требованиями нормативных документов и положениями настоящего подраздела.

Нормируемые показатели подлежат контролю при производстве и приемке работ по закреплению грунтов - созданию искусственных оснований из элементов закрепленного грунта.

По нормируемым показателям качества закрепленные грунты разделяют:

по базовым показателям:

- по прочности на сжатие на классы: C0,5; C1; C1,5; C2; C3; C5; C7,5; C10;

по дополнительным показателям:

- по морозостойкости, водонепроницаемости, плотности на марки, назначаемые в соответствии с требованиями норм проектирования.

В зависимости от назначения закрепленных грунтов требования по срокам эксплуатации должны назначаться в соответствии с требованиями норм проектирования.

Дополнительные нормируемые показатели закрепленных грунтов (модуль деформации E, сцепление c, угол внутреннего трения , коэффициент поперечной деформации ) и, при необходимости, иные назначаются на основании основного показателя - прочности на одноосное сжатие.

Основные нормируемые показатели качества - классы по прочности на сжатие должны контролироваться по прочности по таблице 5.4.

Нормируемые показатели закрепленных грунтов и условия их применения для выполнения контроля качества приведены в таблицах 5.5 и 5.6.

Дополнительные нормируемые показатели качества закрепленных грунтов должны назначаться в соответствии с нормами проектирования и указываться в проектной документации в виде обязательных требований, если это предусмотрено проектом.

6.1.1 Качество искусственного основания из закрепленных грунтов должно соответствовать требованиям проекта, действующих нормативных документов и контролироваться в соответствии с требованиями настоящих рекомендаций.

6.1.2 При выполнении работ по закреплению грунтов должны выполняться следующие контрольные работы:

- входной контроль;

- операционный контроль;

- контрольные работы по оценке качества закрепления и приемочный контроль.

6.1.3 При производстве работ по укреплению грунтов следует вести журналы, оформленные в установленном порядке (рекомендуемые формы приведены в приложениях В и Г).

6.1.4 Входной контроль включает:

- контроль наличия, утвержденной в установленном порядке технической документации и нормативных актов, разрешения на производство работ, штампа "В производство работ" на проектной документации;

- контроль соответствия поступающих материалов (цемент, известь и т.п.) документам о качестве (паспорта, сертификаты) - журнал входного контроля материалов;

- оценку качества исходных материалов в соответствии с таблицей 6.1;

- контроль сроков и условий хранения вяжущего - запись в журнале общих работ;

- контроль наличия метрологической поверки испытательного оборудования и аттестации лаборатории - журнал производства работ;

- контроль параметров (технических характеристик) всего технологического оборудования - журнал производства работ;

- контроль геодезической основы (реперы, настенные и глубинные марки и другие геодезические знаки) и технических средств измерения для проведения геотехнического мониторинга и мониторинга технического состояния объектов реконструкции или находящихся в зоне влияния геотехнических работ выполняют сравнением программы геотехнического мониторинга (обязательный раздел проектной документации) с натурными материалами - оформляется акт.

6.1.5 Операционный контроль проводится на всех этапах выполнения технологических операций и включает:

- геодезическую проверку точности разбивки инъекционных скважин - журнал;

- дату и время начала и окончания инъекционных работ - журнал;

- постоянный контроль нормируемых показателей технологических параметров приготовления растворов по таблицам 6.2 и 6.3 - журналы буровых и инъекционных работ;

- контрольные работы по оценке качества закрепления по нормируемым параметрам в процессе работ постоянно (таблица 6.4) - общий журнал работ, журнал авторского надзора.

Оборудование, применяемое для укрепления грунта, должно быть оснащено системой контроля параметров, позволяющей в реальном времени проводить их учет и корректировку.

6.1.6 Качество закрепления оценивают по контрольным работам, включающим:

а) контроль по образцам (обязательный):

- отбор проб инъекционного раствора и изготовление образцов (3 - 5 образцов) - журнал;

- отбор проб образцов грунтоцементной смеси (для струйной цементации методом глубинного перемешивания) - не менее 3 шт. на каждый ГЦЭ, производят из верхней части после его формирования - журнал;

- испытания образцов на одноосное сжатие с определением средней прочности закрепленного грунта в проектном и марочном возрасте - протокол лаборатории;

б) контроль по кернам, отобранным из закрепленного грунта (обязательный):

- отбор кернов не ранее чем через 14 дней после инъекции, если иное не предусмотрено проектом в соответствии с положениями о контрольных работах разделов 5 и 6 - журнал;

- изготовление образцов и испытания на одноосное сжатие с определением средней прочности закрепленного грунта, испытания образцов закрепленного грунта и обработку результатов выполняют в соответствии с положениями нормативных документов - журнал;

- по результатам отбора кернов с их визуальной оценкой и лабораторным испытаниям выполняют количественную оценку однородности и прочности по ГОСТ 18105-2018 (пункт 4.7), контроль по схеме Г - заключение проектной организации, осуществляющей техническое сопровождение работ по этапу 3, акт приемки ответственных конструкций;

в) контроль полевыми методами - заключение изыскательской организации, заключение проектной организации, осуществляющей техническое сопровождение работ по этапу 3, акт приемки ответственных конструкций, включая:

- испытания массива грунта между элементами закрепления статическим и динамическим зондированием в соответствии с разделом 6;

- испытания элементов закрепленного грунта или участка искусственного основания штампами в соответствии с нормативными документами;

- исследования водопроницаемости массива гидравлическим опробованием в контрольных скважинах;

- геофизические методы исследования.

Результат контрольных работ - акт приемки элементов закрепленного грунта с указанием фактической прочности в плане и по глубине закрепления.

Требования по видам контроля качества искусственных оснований в зависимости от класса сооружений приведены в таблице 6.5.

6.1.7 Приемочный контроль осуществляется комиссией на основе сопоставления проектной, исполнительной и контрольной документации по таблицам 6.1 - 6.5. Приемочные испытания (если таковые необходимы) выполняются инженерно-техническими сотрудниками организации - производителя работ [18], [19].

При приемке организация - производитель работ представляет технические паспорта, сертификаты и другие документы, удостоверяющие качество применяемых материалов; журналы производства отдельных видов работ; акты освидетельствования скрытых работ; протоколы испытаний контрольных образцов, полевых исследований искусственного основания.

6.2.1 Материалы для устройства искусственных оснований из закрепленных грунтов: инъекционные растворы на основе цемента, сухие вяжущие (цемент, известь, другие вяжущие, обеспечивающие закрепление водонасыщенных грунтов), и растворы на основе полимеров.

При производстве работ для закрепления грунтов должен выполняться контроль качества исходных материалов для растворов на соответствие требованиям НД.

Контроль материалов должен осуществляться при приемке (исходных компонентов для приготовления растворов), изготовлении (контроль параметров смесей растворов) и подаче к точке инъекции по всем нормируемым показателям качества по подразделу 5.2.

Показатели качества (свойства) растворов подразделяются на базовые и дополнительные. Базовые показатели качества должны назначаться и контролироваться в обязательном порядке. Дополнительные показатели качества назначаются проектом при необходимости их контроля.

К базовым показателям качества смеси относятся: плотность, водоцементное отношение, подвижность/вязкость, водоотделение, сроки схватывания/гелеобразования, температура при инъекции, наличие добавок.

К дополнительным показателям качества смеси относятся: динамическое сопротивление сдвигу, регламент приготовления и инъекции и иные, требуемые для контроля смеси.

К базовым показателям качества раствора (затвердевшего) относятся: плотность, прочность на одноосное сжатие, морозостойкость (для закрепления грунтов в зоне отрицательных температур).

К дополнительным показателям качества раствора (затвердевшего) относятся: длительный модуль упругости, водопроницаемость и иные, если это предусмотрено проектом.

Контроль базовых показателей смеси и затвердевшего раствора следует выполнять, руководствуясь таблицами 6.6 и 6.7. Контроль дополнительных нормируемых показателей смесей и растворов следует выполнять по принятым в проекте значениям.

6.2.2 Контроль растворов выполняют:

- для исходных компонентов раствора;

- для смеси раствора;

- для затвердевших растворов.

Требования к контролируемым показателям приводятся в таблице 6.8.

При подборе состава смеси раствора в зависимости от В/Ц следует иметь в виду, что подвижность растворов на цементах различных заводов и различного срока хранения может изменяться в пределах 10% - 20%.

Водоотделение смеси растворов на основе цемента следует контролировать по стабильности в соответствии с таблицей 6.9.

Для некоторых растворов типов ИТД и ИОТДВ водоотделение определяется по таблице 6.10. Для других смесей, приготовленных на других видах микроцементов, показатели качества смеси должны контролироваться по паспортным данным и подтверждаться лабораторными исследованиями.

Сроки схватывания смесей растворов на основе цемента и время гелеобразования для растворов на основе полимеров контролируют по регламенту инъекции, разрабатываемому при проектировании, исходя из полного цикла работ, начиная от приготовления смеси до окончания инъекции или до времени распределения раствора в грунте в проектируемых условных границах закрепления. Для регулирования сроков схватывания применяют добавки, ускоряющие или замедляющие процесс схватывания раствора. При назначении сроков схватывания растворов следует учитывать условия схватывания в грунте: температуру, наличие воды, скорость и направление фильтрации. Для контроля сроков схватывания без проведения лабораторных работ можно пользоваться таблицей 6.11.

Температура раствора должна быть не менее 10 °C и не более 40 °C. При температурах раствора в грунте до окончания процессов гидратации 5 °C - 10 °C. При контроле следует учитывать, что процессы схватывания в грунте могут замедляться в зависимости от наличия подземных вод, направленных потоков фильтрации, температуры грунта. Для ускорения схватывания при повышении температуры смеси и введении добавок, ускоряющих схватывание, контролируемые параметры температуры следует определять по данным лабораторных исследований и опытным работам.

Плотность смеси зависит от водоцементного соотношения для цементных растворов и соотношения твердых компонентов и воды (В/Т - водотвердое отношение) для цементно-песчаных растворов. Добавки вводятся в количестве, не влияющем на плотность смеси. Граничными контролируемыми значениями плотности смеси следует считать интервал от 1100 кг/м³ до 2200 кг/м³.

Состав смеси раствора следует контролировать по базовым нормируемым показателям, указанным в проекте и нормативных документах на соответствующий тип раствора по таблицам 6.12 - 6.14.

В качестве вяжущего для приготовления растворов типа И используют портландцемент марок Ц400, ПЦ500 с добавками или без по ГОСТ 31108. Для приготовления растворов типов ИТД и ИОТДВ применяют микроцементы по соответствующим НД. Допускается применение разновидности портландцемента: быстротвердеющий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент, шлакопортландцемент, быстротвердеющий шлакопортландцемент, сульфатостойкий шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент по соответствующим нормативным документам и подтвержденным результатами лабораторных работ.

При наличии агрессивных подземных вод и грунтов контроль растворов следует выполнять в соответствии СП 28.13330 как для безнапорных сооружений.

Вода для приготовления смеси должна соответствовать ГОСТ 23732.

Добавки для растворов должны соответствовать требованиям нормативных документов.

Содержание вредных примесей не должно превышать значений, указанных в ГОСТ 26633.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф материалов, применяемых для приготовления смесей, не должна превышать предельных значений по ГОСТ 30108.

Нормируемые показатели качества затвердевшего раствора должны быть обеспечены в проектном возрасте. Проектный возраст раствора следует принимать 28 дн. В этом возрасте должны быть обеспечены нормируемые показатели качества затвердевшего раствора:

- базовые/основные - прочность, морозостойкость (если этот показатель необходим для объекта), плотность;

- дополнительные - модуль упругости, сцепление, угол внутреннего трения, иные, если они установлены проектом.

По прочности на сжатие растворы инъекционные подразделяют на классы: R5; R7,5; R10; R12,5; R15; R20. Расчетные значения прочности растворов, соответствующей классу по прочности, следует контролировать по таблице 6.15.

Допускается использование растворов с классом по прочности более R20 при условии подтверждения класса раствора на соответствие требованиям нормативных документов и заключении специализированной организации о необходимости и возможности его применения.

В целях обеспечения своевременной приемки растворов допускается определение прочности растворов на основе цементов в промежуточном возрасте. Проектом может быть назначена прочность раствора в промежуточном возрасте R_t. Контроль прочности в промежуточном возрасте (2 дн., 7 дн., 14 дн.) при отсутствии лабораторных исследований выполняют по формуле

где K - коэффициент для раствора в возрасте 2 дн. - K₂ = 0,5; 7 дн. - K₇ = 0,7; 14 дн. - K₁₄ = 0,9.

При необходимости (закрепленные цементными растворами грунты находятся в зоне промерзания) следует контролировать класс раствора по морозостойкости по следующим маркам: М15, М25, М50, М75, М100, М150, М200.

Нормируемое значение по морозостойкости устанавливается проектом. Для инъекционных растворов требования по морозостойкости, для которых проектом не определены марки по морозостойкости, не назначаются и не контролируются.

По плотности инъекционные растворы характеризуются классами D1100 - D2200 в соответствии с таблицей 6.16.

Нормируемое значение плотности инъекционного раствора устанавливается проектом. В проекте указывается класс раствора по плотности в соответствии с таблицей 6.16 и нормируемое значение - расчетное значение плотности, которое должно быть не менее значения, соответствующего класса и не более значения следующего класса. Отклонение по плотности допускается не более 5%.

Контроль нормируемых показателей технологических параметров включает контроль:

- скорости погружения бурового инструмента при устройстве лидерной скважины и расхода воды или бурового раствора при промывке;

- скорости извлечения и числа оборотов бурового инструмента при формировании грунтоцементного элемента;

- расхода, объема и давления инъекционного раствора (параметры раствора контролируют в соответствии с подразделом 6.2);

- изливаемой на поверхность грунтоцементной пульпы (объем, расход, плотность).

Нормируемые показатели - рабочие значения технологических параметров, которые назначаются автором проекта по результатам опытных работ, подтверждаемых актами с указанием результатов оценки качества искусственных оснований на опытном участке. Требования к нормируемым показателям и допустимым отклонениям должны соответствовать разделу 5.

Контроль состава грунтоцементной смеси и ее однородности выполняется в виде оперативного контроля за изливаемой грунтоцементной пульпой.

Для оперативного контроля технологических параметров изготовления грунтоцементных элементов (далее - ГЦЭ) перед началом работ на опытном участке следует фиксировать следующее:

- рабочие значения технологических параметров (по настоящему разделу) при изготовлении опытных ГЦЭ;

- параметры изливаемой пульпы (объем - средневзвешенное значение на 1 м ГЦЭ, плотность пульпы - удаляемого шлама, г/см³);

- объемы закрепления (сечение ГЦЭ в условных границах - при струйной цементации и фиксированных границах - при глубинном перемешивании;

- значения параметров пульпы (средневзвешенное значение на ГЦЭ) для контроля в процессе изготовления.

Контроль плотности цементного раствора и грунтоцементной пульпы проводят ареометрическим или весовым способом в периодически отбираемых пробах. По результатам измерений объема и плотности пульпы/шлама на основании сравнения с назначенными проектом по результатам опытных работ контролируемыми показателями пульпы (объем и плотность) выполняется оценка диаметра формируемого ГЦЭ и содержания в нем цемента.

Выполнив сравнение состава 1 м³ пульпы (соотношение грунт/цемент) можно оперативно оценивать прочность ГЦЭ. Оценку прочности выполняют сравнением результатов лабораторных исследований по закреплению этих грунтов цементным раствором расчетного состава.

Контроль качества ГЦЭ, изготовленных методом глубинного перемешивания, и назначение рабочих параметров закрепления выполняют в соответствии с положениями раздела 5.

Качество ГЦЭ, выполняемых по технологии сухого перемешивания (для водонасыщенных грунтов), должно соответствовать требованиям проекта, действующих нормативных документов и настоящих рекомендаций.

В процессе производства работ по устройству ГЦЭ обязательным является ведение журнала, в котором указывается:

- номер скважины, глубина закрепления (длина ГЦЭ);

- дата и время начала и окончания устройства ГЦЭ;

- диаметр смесителя и ГЦЭ;

- расход вяжущего, кг/м³, кг/пог. м;

- при технологии мокрого смешивания: порядок нагнетания цементного раствора (при погружении или подъеме); В/Ц раствора, производительность насоса (л/мин), кратность перемешивания;

- линейная скорость погружения и подъема буросмесителя, м/мин;

- частота вращения смесителя при погружении и подъеме, об/мин.

Рекомендуемая форма журнала производства работ представлена в приложениях В и Г.

В процессе производства работ, с учетом специфики технологии, должен проводиться входной, операционный и приемочный контроль.

Контроль технологических параметров закрепления грунтов растворами на основе полимеров и цементов типа ИОТДВ (микроцемент) выполняют в соответствии с разделом 6, [5], [6].

Контроль нормируемых показателей технологических параметров включает:

- контроль подготовки скважин инъекции - проектные диаметр и глубина, заполнение обойменным раствором, состав раствора, время выдержки до начала инъекции;

- контроль режима инъекции: растворы, подаваемые к точке инъекции, производительность (количество раствора, инъецируемого за назначенное время), давление разрыва обоймы, объем и давление инъекции (параметры раствора контролируют в соответствии с подразделом 6.2), давление отказа, очередность обработки горизонтов инъекции, количество циклов инъекции в одну зону, наличие выходов на поверхность и в подземные сооружения, операция промывки форсунок.

Нормируемые показатели - рабочие значения технологических параметров, назначаются проектом по результатам опытных работ, подтверждаемых актами с указанием результатов оценки качества искусственных оснований на опытном участке. Требования к нормируемым показателям и допустимым отклонениям должны соответствовать разделу 5.

Контроль технологических параметров закрепления грунтов растворами на цементах типов И и ИТД в режиме гидроразрыва выполняют в соответствии с разделом 6, [6], [7], [13], [14].

Контроль нормируемых показателей технологических параметров включает:

- контроль подготовки скважин инъекции - проектные диаметр и глубина, заполнение обойменным раствором, состав раствора, время выдержки до начала инъекции;

- контроль режима инъекции: растворы, подаваемые к точке инъекции (состав, температура), давление разрыва обоймы, производительность инъекции (количество раствора инъецируемого за назначенное время), объем и давление инъекции, очередность обработки горизонтов инъекции, количество циклов инъекции в одну зону, наличие выходов на поверхность и в подземные сооружения, операция промывки форсунок.

Нормируемые показатели - рабочие значения технологических параметров, назначаются проектом по результатам опытных работ, подтверждаемых актами с указанием результатов оценки качества искусственных оснований на опытном участке. Требования к нормируемым показателям и допустимым отклонениям должны соответствовать разделу 5.

6.4.1 Контроль нормируемых показателей качества закрепленных грунтов осуществляют по соответствующим НД и настоящим рекомендациям. Контроль искусственных оснований из закрепленных грунтов выполняют в объеме и методами по таблице 6.5, рисунку 6.1 и приложениям А и Б.

- скважина каротажная (электрокаротаж);

- скважина разведочная;

- шурф;

- точка динамического зондирования (ТЗ);

- точка статического зондирования;

- точка электрического зондирования;

- штамповые испытания с использованием различных видов штампов (Ш)

6.4.2 Контроль нормируемых показателей заданных проектом форм, размеров и однородности закрепления должен выполняться контрольным бурением скважин и вскрытием шурфов (при условии возможности выполнения). Количество контрольных скважин должно составлять не менее 3% - 5% общего количества скважин и не менее одного шурфа на 1 тыс. м³ закрепленного грунта, но не менее двух шурфов на объект.

6.4.3 Качество закрепленного грунтового массива (однородность закрепления, формы и размеры массива, прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов) должно соответствовать установленному в проекте. Предельные отклонения в сторону уменьшения измеряемых величин - не более 10%.

6.4.4 Контроль качества водонепроницаемости закрепленных песчаных грунтов определяется гидравлическим опробованием в скважинах методами налива и откачки в соответствии с нормативными документами. Объем контрольных скважин должен составлять не менее 3% - 5% общего количества скважин инъекции.

6.4.5 Количественные показатели закрепления должны соответствовать установленным в проекте критериям качества - расчетным/нормируемым показателям и контролируемым параметрам в соответствии с настоящими рекомендациями.

6.4.6 Основной метод контроля - контрольное бурение с отбором проб и исследование закрепленных грунтов в контрольных шурфах. Количество и места расположения элементов закрепленного грунта для испытаний назначается при проектировании, но должно быть не менее двух на каждые 100 элементов закрепленного грунта, расположенных в одинаковых грунтовых условиях.

Оценку прочности проводят испытанием на одноосное сжатие образцов и кернов, отобранных из тела грунтоцементных элементов (в центре и на периферии), не ранее чем через 14 сут и через 21 сут - кернов, отобранных в глинистых грунтах (для цементации грунтов методами гидроразрыва, струйной цементации и глубинным перемешиванием), если иное не назначено проектом.

Образцы из элементов закрепленного грунта следует отбирать через каждый метр по глубине и не менее чем в двух точках в горизонтальном сечении на расстоянии 1/3 и 5/6 от оси радиуса закрепления.

Нормативное сопротивление сжатию рассчитывают по формулам:

- для грунтоцементных элементов, изготовленных методами струйной цементации и глубинного перемешивания

- для элементов закрепленного грунта, выполненных методами пропитки растворами на основе полимеров и микроцементов - цементов типа ИОТДВ

где R₀ и R_t - среднее значение сопротивления сжатию образцов, отобранных соответственно на расстоянии 1/3 и 5/6 от оси скважины по радиусу.

Качество закрепленных грунтов следует оценивать по следующим контролируемым показателям:

- однородность закрепления по показателю качества - по интегральному значению прочности на одноосное сжатие для каждого метра закрепления по глубине (отклонения от проектных требований в сторону меньших значений не более 10%);

- однородность закрепления по отсутствию незакрепленных участков в плане и по глубине (назначаются проектом, но не более 10%);

- форма и размеры элемента/массива из элементов закрепленного грунта с требуемыми показателями качества - прочностными, деформационными, противофильтрационными и иными (если это задано проектом) характеристиками закрепленных грунтов, - должны соответствовать требованиям проекта. Предельные отклонения с уменьшением измеряемых величин - не более 10%.

При контроле нормируемых показателей искусственного основания по образцам, отобранным из закрепленных грунтов, следует проводить оценку однородности показателей в соответствии с требованиями ГОСТ 18105-2018 (пункт 4.7, схема Г).

Количественные показатели закрепленных грунтов должны соответствовать установленным в проекте критериям качества - расчетным показателям и контролируемым параметрам в соответствии с разделами 4 - 6.

6.4.7 Контрольные работы по оценке качества искусственного основания или отдельных элементов включают испытания штампами, схемы и указания по применению которых приведены на рисунке 6.1. При этом для грунтов, укрепленных методом инъекции в режиме гидроразрыва, могут быть предусмотрены испытания штампами типа III грунта за принятыми условными границами укрепления на заданной глубине, а также в границах условной зоны закрепления на отметках, соответствующих незакрепленному грунту по результатам опережающего контрольного бурения.

Контрольные работы по оценке качества искусственного основания, укрепленного по конструктивной схеме ячеек (рисунок 6.1) или при укреплении методами струйной цементации и инъекцией в режиме гидроразрыва, могут включать испытания зондированием, схемы и указания по применению которых приведены на рисунке 6.1. Зондированием исследуют характеристики грунтов вне участка закрепления, которые изменяются под воздействием фактора технологии выполнения работ этими методами. При этом следует учитывать необходимость сопутствующего бурения встреченных при зондировании элементов закрепленного грунта или цементного камня.

6.4.8 Положения настоящих рекомендаций предусматривают контроль качества искусственных оснований геофизическими методами. Объемы работ по контролю назначаются проектом, но должны охватывать не менее 10% общего объема закрепления грунтов. Для использования методов геофизического контроля проектом должна быть предусмотрена установка, на этапе производства работ, труб (скважинные методы контроля) и армирующих элементов в контрольных точках (метод УЗК).

6.4.9 При работах по укреплению грунтов существующих зданий и сооружений или находящихся в зоне влияния геотехнических работ (в том числе факторов технологического воздействия) следует в обязательном порядке предусматривать геотехнический мониторинг, включающий геодезические наблюдения и мониторинг технического состояния сооружений и подземных инженерных сетей.

Геотехнический мониторинг при укреплении грунтов проводят в соответствии с СП 22.13330, СП 45.13330, СП 305.1325800 и настоящим разделом.

Геотехнический мониторинг следует проводить как за вновь строящимся объектом, так и реконструируемым/ремонтируемым или находящимся в зоне влияния.

При проведении геотехнического мониторинга используют следующие методы:

- визуально-инструментальные - техническое состояние объекта и его отдельных конструктивных элементов;

- геодезические - деформации конструкций и поверхности грунта в зоне видимости;

- параметрические - деформации грунта в массиве по глубинным маркам, мониторинг НДС грунтов основания;

- геофизические - качественная оценка изменений в геологической и геотехнической средах;

- гидрогеологический - изменение гидрологических условий участка.

Визуально-инструментальные методы мониторинга включают наблюдения:

- за трещинами конструкций существующих сооружений;

- за дневной поверхностью в зоне влияния работ (трещины в отмостке, просадки, провалы, оседания грунта);

- за отклонением от вертикали несущих конструкций инструментальными методами (отвесы, акселерометры).

Геодезические методы мониторинга включают наблюдения:

- за осадками фундаментов;

- за отклонением от вертикали несущих конструкций геодезическими методами.

Параметрические методы мониторинга выполняются, как правило, для объектов повышенного уровня ответственности класса КС-3 и для объектов класса КС-2 3-й геотехнической категории и включают:

- наблюдения за деформациями грунта в активной зоне (сжимаемой толще);

- измерения напряжений в массиве.

Геофизические методы мониторинга включают наблюдения за изменениями геологической и геотехнической среды для качественной оценки изменений и назначении участков и методов мониторинга для количественной оценки изменений.

Гидрогеологические методы мониторинга должны включать наблюдения за изменениями уровня подземных вод.

Объемы мониторинга и периодичность циклов устанавливаются проектом на основании СП 22.13330, СП 45.13330, СП 305.1325800.

Работы по мониторингу должны выполняться по программе, которая должна разрабатываться в составе проектной документации.

Контроль по методам геотехнического мониторинга осуществляется наблюдением за контролируемыми параметрами. Допустимые отклонения от этих параметров должны назначаться проектом в соответствии с требованиями нормативных документов.

Геотехнический мониторинг выполняют по схеме:

- два цикла до начала работ по укреплению грунтов;

- в процессе работ с периодичностью назначаемой проектом;

- не менее двух циклов после окончания работ.

Программа мониторинга может предусматривать иную периодичность. При разработке программы следует учитывать возможность увеличения количества циклов и применение других методов при определении сметной стоимости работ.

Перечень контролируемых параметров мониторинга приведен в таблице 6.17. Значения контролируемых параметров мониторинга определяются проектом на основании требований нормативных документов.

Геоэлектрические методы в каждом конкретном случае выбираются исходя из реальной геолого-геофизической обстановки и требований проекта. В период инженерно-геологических изысканий или при опытных работах на участке и в лаборатории изучаются электрические свойства грунтов до и после закрепления, устанавливаются количественные связи между электрическим сопротивлением закрепленных грунтов и их механическими, деформационными или фильтрационными свойствами. При значительных колебаниях засоленности и влажности природных грунтов в пределах площадки геоэлектрические исследования выполняются в два этапа: до и после инъекционного закрепления грунтов.

Геоэлектрические исследования с поверхности земли могут производиться как для установления границ закрепленного массива, так и для оценки влажности грунтов, удельного расхода закрепляющих реагентов, механических и фильтрационных свойств закрепленных грунтов.

Контуры закрепленных массивов в плане при силикатизации и цементации рекомендуется определять методом электрического профилирования 3-электродными или комбинированными установками, а закрепленных смолизацией - симметричными 4-электродными установками. Для получения геоэлектрических разрезов выполняется профилирование на двух-трех разносах.

Шаг наблюдений выбирается в зависимости от требуемой точности измерений и над закрепленным массивом должен быть меньше его поперечных размеров и глубины залегания верхней его кромки. Профилирование производится по отдельным направлениям либо по системе параллельных профилей. Расстояние между профилями должно быть в два-три раза меньше предполагаемых поперечных размеров закрепленного массива. После определения размеров закрепленных массивов в одном направлении установку располагают перпендикулярно, после чего повторяют съемку.

Результаты наблюдений записываются в журнал. Одновременно строятся графики, экстремумы которых соответствуют положению боковых граней закрепленного массива.

Для определения верхней и нижней границ закрепленных массивов для всех методов закрепления с развитыми в плане размерами может быть использован метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Исследования рекомендуется вести при помощи 4-электродной установки. Максимальная величина разносов электродов определяется необходимостью получения отчетливого проявления на кривой зондирования слоя, находящегося под закрепленным массивом. Точки на кривой ВЭЗ по линии разносов питающих электродов должны располагаться равномерно, начальную длину установки следует выбирать такой, чтобы на кривой зондирования выделялся верхний слой незакрепленного грунта. Отношение величины последующего разноса к величине предыдущего должно быть не более 1,5 - 1,7. Отношение величины разносов питающих электродов к расстоянию между приемными должно быть не менее трех. Максимальное их отношение определяется наименьшим значением разности потенциалов, допустимым для измерения в конкретном случае. При переходе от одной линии к другой следует обязательно перекрывать кривую ВЭЗ в двух точках.

Для уменьшения влияния помех провода приемной и питающей линий рекомендуется располагать друг от друга на расстоянии не меньше 1 - 5 м и не допускать их перекрещивания.

Все предполагаемые источники утечек (измерительный прибор с соединительными проводами, источник тока, катушки питающих линий) необходимо располагать по возможности дальше от приемных электродов. Источник тока следует помещать около питающего заземления или в центре приемной линии (лучше в 2 - 3 м от нее, перпендикулярно к линии разносов). Влияние утечек в линиях определяют измерением разности потенциалов в приемной цепи при поперечном отключении питающих заземлений (поднимая в воздух концы проводов питающих линий). Оно считается допустимым, если сумма двух разностей потенциалов не превышает 5% измеряемой разности потенциалов при включенных питающих заземлениях.

Наблюдения необходимо вести с высокой точностью. Правильность наблюдений проверяется повторными измерениями, которые можно выполнять, изменяя или не изменяя режим тока в питающих линиях. Проверка производится систематически, через определенное число точек и при аномальных, не согласующихся с другими наблюдениями изменениях электрического сопротивления.

Электрометрические исследования в скважинах (каротаж) производятся для определения верхней и нижней границ закрепления, удельного расхода закрепляющих реагентов и радиусов их распространения, прочностных и фильтрационных свойств закрепленных грунтов. Измерения рекомендуется выполнять в сухих, свободных от закрепляющего раствора скважинах зондами с прижимными электродами, обеспечивающими надежный контакт с грунтом. Верхняя и нижняя границы закрепленных массивов, однородность закрепления, участки нарушения однородности закрепления устанавливаются измерениями кажущегося сопротивления однополюсными градиент-зондами, а в тех случаях, когда интенсивность электрических полей-помех невелика, идеальными потенциал-зондами.

Радиус закрепления определяется электрическим зондированием закрепленного массива грунта из инъекционных или специальных каротажных скважин, а количественную интерпретацию измерений производят существующими двухслойными палетками. Контроль качества выполненных измерений осуществляется повторными измерениями не менее чем в 10% обследованных скважин. Расхождения значений электрических сопротивлений при повторных измерениях не должны превышать 10%.

Основная аппаратура при работе геоэлектрическими методами: потенциометры, электронные компенсаторы, электроразведочные станции, аппаратура низкой частоты, измерители кажущегося сопротивления (наиболее предпочтительны).

В качестве источников питания могут использоваться сухие батареи, аккумуляторы, генераторы переменного и постоянного тока. Важное и необходимое условие их использования - неизменность силы тока в процессе работы (изменения не должны превышать 2% - 3%).

Микроэлектрические измерения проводятся на обнаженных поверхностях или на образцах закрепленного грунта для определения истинных значений удельного электрического сопротивления и установления его количественных взаимосвязей с механическими или фильтрационными параметрами. Измерения рекомендуется выполнять 4-электродными микроустановками аппаратуры типа ИКС-1. Одновременно определяется температура грунта.

Оценку удельного расхода вяжущих в закрепленных массивах грунтов определяют по данным электрометрических исследований грунтов до и после закрепления либо по данным водных вытяжек из них. Удельное электрическое сопротивление водных вытяжек измеряется электронным резистивиметром типа ПР-1 или реохордным мостом типа Р-38 или аналогами. По измеренной его величине определяют количество солей в грунте, пользуясь известными зависимостями между удельным электрическим сопротивлением и концентрацией растворов.

При проведении измерений удельного электрического сопротивления грунтов количество водно-растворимых солей в породе устанавливается по величине удельного сопротивления водной вытяжки, которая определяется по формуле

где 1,8 - коэффициент, учитывающий дисперсность породообразующего материала и его глинистость;

P_n, P_в, P_t - параметры, учитывающие влияние соответственно пористости, влажности и температуры.

Затем по разности содержания солей закрепленного и незакрепленного лессового грунта судят об удельном расходе жидкого стекла, считая, что введение 1 кг силиката натрия приводит к повышению количества солей в этом грунте на величину, эквивалентную 48 г хлористого натрия.

Условную прочность при одноосном сжатии для закрепленных лессов можно определять, при наличии данных геоэлектрических измерений, по формуле

а для песчаных грунтов, закрепленных методом смолизации и микроцементами, по формуле

где a, k, b, c - эмпирические коэффициенты, зависящие от свойства грунта и устанавливаемые при лабораторных исследованиях корреляцией с результатами лабораторных и полевых опытных работ по испытанию образцов кернов из контрольных скважин. Для определения коэффициентов выполняется построение градуировочных зависимостей на основании сравнения результатов геофизических методов исследования и испытаний образцов закрепленного грунта, отобранного из массива, а также образцов закрепленного грунта, изготовленных в лаборатории методом пропитки и методом смешения. На основании анализа всех результатов строятся графики зависимости для прочности и плотности закрепленного грунта.

Коэффициент фильтрации закрепленных грунтов можно определять, используя его корреляционную связь с удельным электрическим сопротивлением по формуле

где A и N - эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств грунта и устанавливаемые аналогично коэффициентам в формулах (А.2) и (А.3).

Для учета температурного влияния на измерения удельного электрического сопротивления в скважинах при использовании формул (А.2) - (А.4) все результаты измерений приводятся к температуре 20 °C по формуле

где и - удельное электрическое сопротивление грунтов соответственно при температурах 20° и t °C.

Геофизические исследования искусственных массивов из закрепленных грунтов должны выполняться как вспомогательные методы контроля к основным/обязательным работам по контролю по образцам, отобранным непосредственно из массива/элемента закрепленного грунта.

Назначение рабочего состава грунтоцементной смеси (ГЦС) и рабочих дозировок выполняют по результатам контрольных работ на опытном участке.

Прочность грунтоцемента (ГЦ) оценивают по результатам контрольных работ.

Образцы грунтоцементной смеси при устройстве грунтоцементных элементов. Отбор производят из верхней части ГЦС после формирования тела ГЦЭ и подъема буросмесителя, количество образцов 3 - 5 шт., размеры 7 x 7 x 7 см, 10 x 10 x 10 см или 15 x 15 x 15 см.

Хранение в нормально-влажностных условиях (НВУ) - 28 дн. (температура - 18 - 20 °C, влажность 80% - 90%).

Испытание на одноосное сжатие с определением средней прочности: ГЦ - R.

Заключение по результатам испытаний.

По кернам выполняют оценку однородности характеристик ГЦ - V_m и прочности - R_m.

Б.2.1 Для оценки однородности характеристик выполняется колонковое бурение тела ГЦЭ в 2-х точках сечения: 1-я по оси ГЦЭ, 2-я на расстоянии 0,67r (радиуса). Бурение выполняется не ранее 14 дн. после изготовления ГЦЭ.

Б.2.2 Бурение выполняется с отбором и описанием керна по всей длине ГЦЭ.

По результатам составляется колонка скважины с качественной в процентном отношении оценкой закрепления грунта по показателям:

- незакрепленный грунт R₀;

- ГЦ низкой прочности (ниже расчетной прочности R_s);

- ГЦ прочный (>= R_m).

Оценку прочности по отобранным при бурении кернам осуществляют визуально на месте по следу, оставляемому лезвием ножа.

Б.2.3 Керны для испытаний на одноосное сжатие отбирают с каждого метра.

Б.2.4 Образцы изготавливают размерами h = 1,0 - 1,5d с обработкой торцевых граней.

Выдерживают в НВУ до 28 дн. (не менее одного образца с каждого метра и характеристику закрепления) и 90 дней (не менее 3-х с каждого ГЦЭ).

Б.2.5 Испытания и обработку результатов проводят по методике испытаний образцов бетона (ГОСТ 10180).

2.6 По результатам Б.2.1 - Б.2.5 выполняют количественную оценку однородности V_m и прочности R_m.

За значение фактической марки ГЦ принимают значение

где - среднее значение прочности по образцам в возрасте (90 дн.) или нормируемом возрасте (28 дн.), определенное с учетом коэффициента вариации для всего ГЦЭ, включая незакрепленный грунт R₀, ГЦ низкой прочности R_s и прочный ГЦ R_m.

Значение коэффициента вариации должно быть не более V = 30% для каждого метра ГЦЭ.

Б.3 Выполняют оценку прочности ГЦ по образцам из кернов, отобранных из ГЦЭ, по методике Б.2.

Результат контрольных работ - акт приемки ГЦЭ с указанием фактической марки M_f и колонкой ГЦЭ с количественной оценкой прочности по всей длине.

Приложения к акту:

- журнал устройства ГЦЭ;

- буровой журнал по отбору образцов;

- акты испытания образцов;

- акты испытания кернов;

- колонка ГЦЭ с исполнительной схемой.

При несоответствии фактических показателей прочности и однородности, требуемым проектным значениям выполняют корректировку расчетного состава с увеличением количества цемента, изменением количества воды или технологических параметров изготовления ГЦЭ.

Корректировка расчетного состава и дозировок может выполняться при получении требуемых показателей прочности и однородности, превышающих проектные значения более, чем на 30%. В этом случае корректировку расчетного состава выполняют с уменьшением количества цемента.

После корректировки расчетного состава ГЦС выполняют не менее трех ГЦЭ и проводят оценку контрольных работ, по результатам которой назначают рабочий состав и рабочие дозировки ГЦС.

При получении требуемых показателей прочности и однородности ГЦ состав ГЦС назначают рабочим и определяют рабочие дозировки составляющих: грунт; цемент; вода; добавки (при необходимости) рассчитывают по формуле

где Д_i - доза i-го материала по массе, кг, или объему, м³;

P_i - расход i-го материала в рабочем составе по массе, кг/м³, или объему, м³/м³;

V - объем на единицу длины ГЦЭ, м³ - заносят в журнал подбора составов.

Рабочий состав и рабочие дозировки оформляются актом, заверенным ответственным производителем работ, ответственным представителем проектной организации, ответственным представителем лаборатории.

[1] Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83). НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, М. 1985 г.

[2] Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83). НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, М. 1986 г.

[3] Методические рекомендации по геотехническим мероприятиям инженерной защиты территории от проявления карстово-суффозионных процессов, АО "НИЦ "Строительство", НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Минстрой России, 2017

[4] Заключения и научно-технические отчеты НИИОСП им. Н.М. Герсеванова по закреплению грунтов растворами на основе цемента и полимеров

[5] НИР по договору N 573/2015 - ФАУ ФЦС - АО "НИЦ "Строительство" по теме: "Исследование современных методов закрепления грунтов в практике строительства и разработка рекомендаций по усилению грунтов основания с помощью насыщения (пропитки) особо тонкодисперсными вяжущими веществами (ОТДВ) на основе портландцемента"

[6] НИР по договору N 135/2019 от 20.05.2019 г. "Инженерный метод оценки проникающей способности дисперсных грунтов растворами на минеральной и полимерной основах", АО "НИЦ "Строительство", 2019 г.

[7] СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 Освоение подземного пространства. Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве

[8] Рекомендации по струйной технологии сооружения противофильтрационных завес, фундаментов, подготовки оснований и разработки мерзлых грунтов. ВНИИОСП, Москва, 1989 г.

[9] Рекомендации по применению свай, устраиваемых с использованием струйной геотехнологии. НИИОСП, Москва, 2018 г.

[10] BS EN 12716:2001 - Execution of special geotechnical works. Jet-.grouting

[11] EN 12715:2000 Execution of special geotechnical work - Grouting

[12] EN 14679:2005 Execution of special geotechnical work - Deep mixing

[13] НИР по теме: "Выполнение работ по мониторингу и анализу Российских и международных нормативных, технических и методических документов в области проектирования и производства работ по устройству искусственных оснований из закрепленных и армированных грунтов и подготовка предложений по корректировке и дополнению отечественной системы нормативных документов на основе мирового опыта портовых сооружений", дог. N 141/2019 г., НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, АО "НИЦ "Строительство". 1983 г.

[14] Рекомендации по определению коэффициентов фильтрации лессовых грунтов зондированием. 1979 г.

[15] Руководство по проектированию илоцементных оснований и фундаментов.

[16] Рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из цементогрунта. 1986 г.

[17] ВСН 40-88 Проектирование и устройство фундаментов из цементогрунта для малоэтажных сельских зданий. Москва, 1987 г.

[18] СТО НОСТРОЙ 2.5126-2013 Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ

[19] Инструкция по изготовлению и применению грунтобетона в строительстве (СН 23-58). 1958 г.