Суть манжетной инъекционной технологии:
В грунте в соответствии с проектным решением бурят скважину нужного диаметра и глубины, опускают в нее колонну манжетных труб, омоноличивают обойменным раствором и оставляют на выстойку до затвердевания обойменного раствора; после выстойки опускают на нижний интервал двойной пакер (обтюратор) и нагнетают проектное количество инъекционного раствора, затем переставляют пакер на следующий интервал и операцию повторяют.
При такой технологии слабопроницаемые грунты в результате возникающих гидроразрывов как бы подвергаются армированию прожилками цементного раствора, заполняющего возникающие в грунте при избыточном давлении трещины гидроразрыва, сам же грунт при этом уплотняется и приобретает более высокую несущую способность.
Эта технология была применена на многих объектах и, в частности, на объекте в Санкт-Петербурге по адресу: Васильевский остров, 8-я линия, дом 35, литер А (рис.1,2 фрагмент): вдоль стен по контуру здания пробурены инъекционные скважины d = 93мм под углами 8о и 17о, в них помещены пластиковые клапанные трубы d = 63мм и длиной 3,5 и 4,5м, которые омоноличивались обойменным раствором ЗАО «Геострой».
Условные обозначения:
 |
— номер готовой (заинъекцированной) скважины, расстояние от центра скв. до стенки, отклонение скв. от проектного значения, мм. Lскв. = 3,5 м. |
 |
— номер готовой (заинъекцированной) скважины Lскв. = 4,5 м. |
 |
— не пробуренная скважина. |
Рис. 1. План расположения инъекционных скважин
Рецептуры этих растворов подбирают с таким расчетом, чтобы через 5 — 7 суток прочность его составляла 1,0 ± 0,2МПа. После затвердевания обойменного раствора через двойные пакеры в грунт при давлении до 2,0 МПа нагнетали инъекционный раствор с добавками-структурообразователями и пластификаторами, в результате чего получили под фундаментом массив упрочненного грунта (рис.2).
Рис. 2. Расположение скважин (разрез).
После окончания инъекционных работ была выполнена проверка эффективности и качества работ по инъекционному упрочнению грунтов. Для этого на рассматриваемом объекте выполнен цикл натурных сейсмоакустических работ. Известно, что инъекционное упрочнение грунтов приводит к снижению их пористости, повышению плотности и увеличению жесткости скелета твердой фазы грунта, а, следовательно, к увеличению скоростей упругих волн, акустической жесткости и, в конечном итоге, к росту прочностных и упругих параметров грунта.
Геофизические работы выполнялись с использованием 12-канальной сейсмостанции МСС-1 с шагом между сейсмоприемниками 700мм (схема наблюдений на рис.3) до выполнения инъекционных работ и спустя 4 недели после их завершения. В результате выполненных работ получены разрезы по скоростям продольных (рис.4) и поперечных волн и относительное изменение деформационно-прочностных параметров.
При сравнении скоростных разрезов, полученных до и после упрочнения грунта под фундаментом дома, установлено, что глубина проникновения продольных волн (рис.4) существенно увеличилась — почти в 4 раза. Значения скоростей увеличились до 15% в приповерхностной зоне до глубины 1-1,5м и до 25% на глубинах более 2м.
О том, что грунт упрочнился, подтверждает увеличение в 2-4 раза значения модуля деформации Ед после выполнения инъекционных работ, вычисленного по известным соотношениям упругих и акустических параметров. Причем, упрочнение грунта, как по линии нагнетания, так и по глубине, произошло более или менее равномерно, т.е. поставленная задача инъекционного упрочнения грунтов решена успешно.