[Texas]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Столкнулся с необходимостью закрепления песчаных грунтов. По предварительным расчетам, наиболее экономичным способом закрепления получилась газовая силикатизация. Но для определения толщины закрепляемого грунта, мне необходимо просчитать деформации основания после закрепления, но, «перерыв» немало литературы, модуль деформации песчаного (для супесей и суглинков такая информация есть) грунта после силикатизации так и не нашел! У кого есть такая информация, буду очень благодарен за помощь!

[Tyhig]

Ну вам, конечно, потом подскажут ещё...
А с точки зрения геологии и истории... Это уже получится горная порода песчанник. Чем больше цемента, тем больше песчанник. Посмотрите его характеристики на разных месторождениях угля или в карьерах/разрезах, может подберёте чего-нибудь близкое к вашему сопротивлению одноосному сжатию... Ну так в энном приближении может можно использовать для предварительных расчётов...

[Alex_26]

Я конечно не совсем в тему, но вот в нашем регионе существует патент на сваи-инъекторы, так вот там уширение подошвы сваи при глинистых грунтах выполнялось силикатизацией, а при песчаных грунтах - цементацией (если память не изменяет). Отсюда вопрос к специалистам - а песчаный грунт вообще можно силикатизировать?

[Tyhig]

Offtop: Силикатизация допускается при меньших размерах пор и трещин, чем цементация. По слухам песок мельче среднего цементировать невозможно из-за большого размера цементных гранул. Также якобы есть японский сверхмолотый цемент, которым можно цементировать пески мельче среднего (не пылеватый, конечно). Но в СПбГАСУ его испытывали (некорректно) и в итоге цемент в поры не прошёл (стенд лопнул от давления).


Вот данные одного отчёта по угольной шахте в Воркуте.
Глубина 81 м, песчанник среднезернистый, коэф. Протодъяконова 5,8 (по формуле связан с одноосным сжатием примерно 1:10), удельный вес 2,65 т/м3, объёмный вес 2,43 т/м3, пористость 6,4%, водопоглощение 3,2%%, предел прочности на одноосное сжатие в естеств. сост. 522 кгс/см2, в водонасыщенном состоянии 451 кгс/см2, предел прочности на разрыв параллельно слоистости 45 кгс/см2, перпендикулярно сл. 27 кгс/см2.
-----------------------------------------------------
Глубина 98 м, песчанник крупнозернистый, коэф. Протодъяконова 7,2 (по формуле связан с одноосным сжатием примерно 1:10), удельный вес 2,66 т/м3, объёмный вес 2,45 т/м3, пористость 7,9%, водопоглощение 3,2%%, предел прочности на одноосное сжатие в естеств. сост. 705 кгс/см2, в водонасыщенном состоянии 547 кгс/см2, предел прочности на разрыв параллельно слоистости 41 кгс/см2, перпендикулярно сл. 36 кгс/см2, появилось (или было изучено непонятно по каким нормам, возможно незаконно) сцепление 127 т/м2 и угол внутреннего трения 50 град. (также незаконно).
-----------------------------------------------------
У этих пород не был изучен модуль Юнга, а породы ниже тоже песчанник среднезернистый
глубина 105-110 м, пределы прочности изменяются (это не статистика, а испытания керна из одной скважины) 590-996 кгс/см2, 460-600 кгс/см2 и есть модули Юнга.

Скину вам страничку в пост, смотрите сами. Писать лень.
отчет.rar

[Texas]

Сообщение от Alex_26 Я конечно не совсем в тему, но вот в нашем регионе существует патент на сваи-инъекторы, так вот там уширение подошвы сваи при глинистых грунтах выполнялось силикатизацией, а при песчаных грунтах - цементацией (если память не изменяет). Отсюда вопрос к специалистам - а песчаный грунт вообще можно силикатизировать?

Цементация, как правило используется для пористых грунтов с коэфициентом фильтрации Кф>100м/сут. У меня плотный песчаный грунт с Кф=2м/сут, поэтому силикатизация

[Tyhig]

см. выше

[Igor707]

Почему Вы решили закреплять грунт? Что за здание? Геологический разрез покажите.

[Texas]

Сообщение от Tyhig см. выше

спасибо за совет! попробую что-нибуть поискать в этом направлении
"Почему Вы решили закреплять грунт? Что за здание? Геологический разрез покажите."
На даном этапе проектирования исходки очень мало, но кое-что есть: 9-этажный каркасный дом, подстилающий грунт - плотный пылеватый песчаный грунт, скважина 15м, ниже, скорее всего, тоже песок, Е=10Мпа, вода на отм.-3,000 от дневной поверхности, отметка подошвы фунд.(сплошная плита 500мм) - "-1,5м". Заказчику нужно (по непонятным покаместь для меня причинам!) ограничение по деформациям <5см. Других вариантов, кроме как силикатизация, не вижу, сваи бить поздно - плита уже залита!

[Tyhig]

А вы газовую силикатизацию в воде спроектировали ?

Других вариантов очень много и силикатизация может быть самый дорогой...
Можно ещё свай понаделать сквозь плиту с ростверками (местами разбить), можно сделать инъекционные сваи между существующими, можно инъецировать под остриё существующих свай (разбить и переиспытать), можно уменьшить нагрузки (срезать этаж, заменить материалы с ж.б. на сталь), можно сделать дополнительный фундамент в стороне, можно сделать доп. сваи по углом снаружи здания, можно сделать дренаж и понизить УГВ на 2-3 метра, можно мероприятиями снять органичение на 50 мм осадки (усилить основания соседних зданий)...

Это про модуль Юнга - скорее всего E×10-4, МПа. Там не написали размерность...

[Texas]

[quote=Tyhig;1161753]А вы газовую силикатизацию в воде спроектировали ?
Предварительно просчитав расход материалов при разных силикатизациях, выбрал газовую как самую экономичную. Норм ограничивающих приминение данного типа силикатизации "в воде" не нашел (если такие существую, буду благодарен за информацию)

Можно ещё свай понаделать сквозь плиту с ростверками (местами разбить)
Крушит плиту не очень хочется: при силикатизации d отверстия для сважины дубет не больше 100мм,а при устройтве свай значительно больше, шаг свай тоже под вопросом + еще мероприятия по передаче нагрузок на сваю...

можно сделать инъекционные сваи между существующими, можно инъецировать под остриё существующих свай (разбить и переиспытать),
фундаметн плитый на естественном основании, уже существующий. Свай нет

можно уменьшить нагрузки (срезать этаж, заменить материалы с ж.б. на сталь),
Как раз в нагрузках и вся проблема: заказчик после выполнеиня фундаментной плиты захотел добавить еще три этажа сверху! (было 6эт, хочет 9)

можно сделать дополнительный фундамент в стороне,
Границы существующей площадки, не позволяют выполнить уширение плиты....

можно сделать дренаж и понизить УГВ на 2-3 метра,
раздумывал над этим вариантом, но есть сомнения его эффективности в песчаных грунтах + в этом вопросе, к сожалению, еще маловато опыта

можно мероприятиями снять органичение на 50 мм осадки (усилить основания соседних зданий)
- это вариант планирую рассмотреть в последнюю очередь, все-таки хочется уменьшить деформации здания
Прошу прощения за неудобства, еще не освоился с вставкой цитат с выделением текста

по поводу модуля Юнга:
после закрепления, расчетное сопротивления грунта будет 5МПа (это если брать максимальное для газой сикатизации), что составляет 50кг/см2, а упомянутых вами табилцах предел прочность на сжатие песка (если я правельные величины сравниваю) около 400кг/см2 и выше. И второе: если брать Ех10-4 МПа, то получится, что модуль деформации после силикатизации в 1000 раз больше (10000МПа) чем до силикатизации(10МПа). Честно говоря, есть сомнения... Поправте если, что не так понял.Заранеее благодарю за ответы!

[Tyhig]

Так у вас фундамент - сплошная плита ? И вы нам голову морочите спецспособами ?
Всё ломать и заново с 0 делать сваи. Будет дешевле всего.

У вас один и тот же песок на 15-20 м глубины. Что изменится, если вы нижнюю грань фундамента силами спецспособа перенесёте на 10-15 м ниже ? Будут те же осадки, что и были... Разве не так ?
Забудьте про спецспособ.

Заказчик в любом случае расхочет лишние этажи после сметы на новые работы что бы вы ни делали. Сделайте сначала ТЭО.

[Igor707]

Сообщение от Texas Норм ограничивающих приминение данного типа силикатизации "в воде" не нашел (если такие существую, буду благодарен за информацию)

В СП 45.13330 п.16.2.5 говорится следующее: последовательность инъекционных работ при закреплении обводненных песчаных грунтов должна обеспечивать гарантированное вытеснение подземных вод из закрепляемого объема грунтового массива нагнетаемыми реагентами; защемление подземных вод в закрепляемом массиве не допускается. В реальности это условие выполнить очень тяжело, это вам придется жить на площадке пару недель и сочинять хим. состав и порядок закачивания, а в результате все равно не получите однородного массива, зато перерасход реагентов обеспечен. Попробуйте рассмотреть вариант цементации в режиме гидроразрывов...

[Texas]

Сообщение от Tyhig Так у вас фундамент - сплошная плита ? И вы нам голову морочите спецспособами ?

о том, что фундамент - сплошная плита 500мм было сказано в 8 посте

Сообщение от Tyhig Всё ломать и заново с 0 делать сваи. Будет дешевле всего.

Может быть в конечном итоге так и поступим, но надо же это как-то обсновать! Произвести сравнение возможных вариантов, а не только ламать и точка!(не каждый заказчик захочет без лишних разговоров поламать плиту 43х58м толщиной 500мм, что есть почти 1250м3 железобетона, который еще и поламать как-то надо...). Поэтому, сначало нужно взвесить все за и против, а потом уже принимать осознанное решение.

Что изменится, если вы нижнюю грань фундамента силами спецспособа перенесёте на 10-15 м ниже ? Будут те же осадки, что и были... Разве не так ?
Вот тут, как по мне, не все однозначно. Допустим, если грунт не закреплен, то напряжения от дополнительной нагрузки (от которой и зависять деформации) с глубиной затухают в зависимости от коэф. затухания a(альфа). И тут вопрос: если грунт закрепить, он же остается тем же грунтом только с лучшими расчетными характеристиками, а значит в толще грунта напряжения тоже должны затухать? А если так, то под подошвой закрепляемой толщи напряжения будут меньше, чем были непосредственно под подошвой фундамента, а значит и деформации уменьшатся. Тогда расчет сведется к определению закрепляемой толщи грунта! Что вы думаете по этому поводу? или все-таки закрепленный грунт нужно считать как собственно сам фундамент.
Благодарю за ответы, всегда интересны разные точки зрения

[Tyhig]

А вы не ломайте, а сделайте под плитой подземный этаж. А плиту переделайте в перекрытие... мм ?

[vanAvera]

Сообщение от Texas И тут вопрос: если грунт закрепить, он же остается тем же грунтом только с лучшими расчетными характеристиками, а значит в толще грунта напряжения тоже должны затухать? А если так, то под подошвой закрепляемой толщи напряжения будут меньше, чем были непосредственно под подошвой фундамента, а значит и деформации уменьшатся. Тогда расчет сведется к определению закрепляемой толщи грунта! Что вы думаете по этому поводу? или все-таки закрепленный грунт нужно считать как собственно сам фундамент.

закрепленный грунт - грунт с улучшенными характеристиками. И нужно считать суммарные деформации, а напряжения убывают начиная с подошвы. Еще нужно проверить давление на подстилающий слой (который не закреплен). Если закрепление по характеристикам гораздо жестче грунта (например при Jet), то лучше рассматривать грунтоцементный массив уже не как грунт.

[Texas]

Сообщение от vanAvera закрепленный грунт - грунт с улучшенными характеристиками. И нужно считать суммарные деформации, а напряжения убывают начиная с подошвы. Еще нужно проверить давление на подстилающий слой (который не закреплен)

Тоже склонен к этому варианту, естественно с проверкой давления на подстилающий слой.

Сообщение от vanAvera Если закрепление по характеристикам гораздо жестче грунта (например при Jet), то лучше рассматривать грунтоцементный массив уже не как грунт.

Что значит гораздо жестче (пример в скобках не понял)? При разных уловия модуль деформации грунта после закрепления может вырасти в раз 10. Это жестче? И есть ли об этом какие-то записи в нормативной литературе или это предположение на основание личного опыта?

[vanAvera]

Сообщение от Texas Что значит гораздо жестче (пример в скобках не понял)? При разных уловия модуль деформации грунта после закрепления может вырасти в раз 10. Это жестче? И есть ли об этом какие-то записи в нормативной литературе или это предположение на основание личного опыта?

Из опыта. Чем ближе характеристики закрепленного грунта к цементному камню, тем меньше оснований считать закрепленный массив - грунтом. Раз в 10 - это E=60-100 МПа, вполне похоже на грунт. А если закреплять по технологии Jet-grouting, то получается практически цементный массив, структура грунта разрушается - поэтому просто увеличить E не годится. В нормативной не видел, сразу скажу, и про теорию на это дело не слышал. Тут проблема известная - неоднородность получаемого массива, она и губит все попытки создать теорию.
PC: если чисто в теории, то и закрепленный и обычный грунт - просто сплошная среда, и можно определять деформации без оглядки на величину E, просто не забыть напряжения от собственного веса определять с учетом изменения плотности. Хотя коэффициент альфа определялся все же из представления грунта как более-менее однородной среды. Два порядка - это не однородная среда ни в коем случае, так что если закрепить грунт до 500МПа, то теория не годится.

[Igor707]

Сообщение от Texas пример в скобках не понял

Jet это струйная цементация.
Все способы закрепления грунтов как правило защищены патентами, и расчетные составляющие каждая фирма использует свои. Если вы не собираетесь привлекать для закрепления грунтов специализированные организации, то вам придется не легко, в том числе и в прохождении экспертизы. Я бы посоветовал обратиться в несколько таких контор, для получения объективной экономической оценки ситуации, а после этого принять решение.

[Texas]

В СП 45.13330 в п.16.3.2 написано: "Цементные растворы из цементов общестроительного назначения в силу грубодисперсного состава (удельная поверхность частиц не более ) применяются для укрепления путем пропитки трещиноватых скальных (раскрытие трещин более 0,1 мм, удельное водопоглощение не менее 0,01 л/(мин x м2), крупнообломочных и гравелистых песчаных грунтов (коэффициент фильтрации свыше 80 м/сут)." Тоесть ограничивается приминение цементтации по коэф. фильтрации>80м/сут. В описании метода с гидроразрывом не нашел информации по требуемым коеф. фильтрации, а значит нужно пользоватся общими требованиями п.16.3.2? А значит, цементация к плотным пескам Кф=2м/сут не пременима. Или же говорить, что метод предусматривает большое давление, при котором грунт все-равно разрушается и кф. здесь не имеет значения?

[vanAvera]

Нормы немножко отстают от технологий.

Сообщение от Texas Цементные растворы из цементов общестроительного назначения в силу грубодисперсного состава

И коэффициент фильтрации нужно знать, а вам его никто не даст. А если даст - 99% что из справочников, без непосредственного определения. Опытные закачки, как правило, делают. А при больших давлениях -вообще разрушается структура.
Я к тому, что на вопрос в первом посте ответа в нормах нет. У специализированных организаций, как правило, есть опытные параметры. И все очень сильно зависит от того, кто и в какие сроки работает.