ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО 8НАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИИ и ПОД8ЕМНЫХ СООРУ1ШЙ ИМЕНИ Н.М.ГКРСКВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ГЛИНИСТОЙ КОРКИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПРОТИВО-даКГРАЦИОННЫХ ЗАВЕС СПОСОБОМ "СТЕНА в ГРУНТЕ"

Москва - 1984

В Рекомендациях приводи тон технология регулирования параметров глиниотой корки в различных грумах при строительстве сооружений способом "отека в грунте" о целью использования протжвофвльтрециодних свойств корки.

Глинистый раствор образует кольматедионную вону грунте н г лини о тую корку на стенках траянеи в процессе ее раеработки. Зекодь-ыатировенный грунт в контакте о глинистой коркой составляют гдииио-тый экран, который является хороаы гидроизоляционным слоем.

Рекомендации разработаны в НИИОСПе иы.Н.и.Герсеванова авторским коллективом в составе: от. нвк. К.П.Кацов, от. неуч.сотр., кавд.техн. наук A.AJloposcB, инк. Больааков, довт. техн. нзук.проф. Ы.И.Смородмов, одобрены секцией НвуЧно-т эпического совете и рекомендованы к изданию.

Вое замечания и предложения по содержанию Рекомендаций проспи направлять по адресу! 109389, нииосп.

© Ордене Трудового Красно институт основания и подав

1984

Рис. 7.Изменение плотности глинистой корки j³* » г/см⁸, б зависимости от времени ее формирования Т ,ч, разности гидростатические давлений г лини о то го раствора и грунтовой воды & Р и условной вязкости растворе Т, с. Обозначения те же,что не рис.6

8.15.    he основании формулы /2/ находят время выдерживания рвот-вора в траншее 'Г или условную вябкооть раствора Т, необходимые для формирования глиниотой корни с заданными пераметрами.

Время формирования глинистой корки определенной толщины, при которой гидравлический градиент напора не превыоит IOOO, можно определят! пользуясь табл. 2.

8.16.    Условная вязкость и время формирования глинистой корки с заданными параметрам в зависимости от развоотн гидростатических давлений глиниотого раотвора и грунтовой воды определяют, пользуясь монограммой (рис. 8).

II

Г7	2-5	А> 2	19-22 16-19 13-16			Применять не рекомендуется	Применять не рекомендуется
19	2-4	До 2	14-17 10-14		7-10	2-4 23-26 19-23	То же
22	2-4	До 2	9-13	5-9	2-5	18-22 14-18 10-14	Применять 20-24 не рекомендуется
25	2-3	До 2	7-II	2-7	До 2	14-18 10-14 5-10	Применять 13-17 не рекомендуется
27	2-3	До 2	5-8	2-6	До 2	12-16 8-12 3-8	18-23 10-14 -IЫВ_

Рио. 8. Номограмма определения времени формирования глинистой хорхи при заданных значениях то лигам , мы, и раэносл гидростатических дввдений глинистого оаотвооа и грунтовой воды и Р.

Обозначения те же, что на рис. 6

13

ПРИМЕР РАСЧЕТА УСЛОВНОЙ ВЯЗКОСТИ РАСТВОРА Т И ВРЕМЕНИ X ФОРМИРОВАНИЯ ГЛИНИСТОЙ КОРКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ, В КОТОРЫХ ОНА ФОРМИРУЕТСЯ

Исходные данные следующие. Резвость нвпоров д Н, которая будет действовать не завесу во время ее екоплуатвцки; разность гидростатически давленвй д Р глиниотого раствора и грунтовой воды, которая предварительно рассчитывается по формуле (I).

Зная pass ость напоров и допустимый градиент напора, определяют требуемую толщину глинистой корки по формуле:

(*)

Необходимые эавчения условной вязкости растворе Т и времени формирования глинистой корки Т требуемой толщины находим по монограмме ( см.рис .В), вавиоимооть толщины глинистой корки 6к от условной вязкости раствора Т при каком-то определенном значении l Р представлена семейством прямых с различным временем выдерживания раствора в транвее, имеющими равный угол наклоне х оси ft .

Пооледоввтельнооть нахождения Т и Т следующая. Восстанавливаем перпендикуляры к осям ебсцисо и ординат из точек с соответствующими значениями ft и д Р. Пересечение перпендикуляров деет точку А, из которой проводят прямые, параллельные каждому иа семейств прямых с соответственной условной вязкостью рествора Т до пересечения с вертикальной линией, показывающей время ^ .

Нвлрямер: д Н * 6 и; . д Р ■ о,03 МПа; D ^ = 1000.

Определим по формуле (4) ft , равную 6 мм.

Пересечение перпендикуляров, дает точку, которая показывает, что для веданных параметров необходим раствор с условной вявкостью Т * 17 о, при выдерживания его в транвее в течение 20 ч ( см.рис.8, прямая к). Растворы о Т < 22 с ■ 27 с неооходныо выдерживать в трансов соответственно II и а ч.

4. КОНТРОЛЬ ЗА ПРОЦЕССОМ ФОРМИРОВАНИЯ ГЛИНИСТОЙ КОРКИ

4.1. В процессе устройства подвемных сооружений л прохивофилЬ'-трашонннж аавео способом "стене в грунте" осуществляют систематический контроль ее показателями глинистого рвотвора, толщиной и водопрочное тью гдиниотой корки.

4*2. Пробы гдивистого раствора отбирают батометром не реке чем один рвэ в сиену и определяют следующие показатели: плотность» условную вязкооть» содержание песке, стабильность, суточный отстой.

4.3.    Контроль показателей гдиниотой корки не строительной площадке заключается в определении ее толщины, прибором КМ-1 ( приложение).

Коэффициент фильтрации глинистой корки и допустимый градиент напоре определяют в приборе для определения фильтрационных характеристик глинистых корок. Исследуемые образцы отбирают прибором КМ-1.

4.4.    Контроль 88 толщиной глинистой корки осуществляют не реже чем один раз в емену. Юадоу глинистой корки определяют с точно -СТЫ) ^± I мм.

15

Приложение

Прибор КМ-1 для контроля толкины глинистой корки

Прибор XM-I применяется для получения образцов глинистой корки с целью определения ее покеэателей. Схема прибора дане на ряс.9

Рис.9.Схема прибора для определения толщины глинистой корки в транвее

Глинистая корка формируется не песке, помещенном в прибор КМ-1, который опускают в транпею на требуемую глубину. Толщину глинистой корки' замеряют после извлечения образце не поверхность.

Прибор КЫ-1 состоит из двух гильз 1, заполненных песком, один конец которых векрыт перфорированной перегородкой 2. С другой стороны гильзы крепится камера S, в зоне которой образуется глинистая корка 4. Гильза соединяется с вертикальной трубой 5 патрубком 6, имеющим кран 7, дистанционное управлен.е которым производится тягой 8. Труба состоит из секций длиной по I и.

I ь

1.1.    Настоящие Уекомевдации распространяются на технологию формирования глинистой корки в суглинистых, оупесчаннх м песчаных грунтах о размером частиц не крупнее 1,0 мм при строительстве про-тнвофидьтрационных 88В0С и подземных сооружений спооооом " отена в грунте".

1.2.    Рекомендации равработаны дня следующих условий: разность напоров, действующих на оооружение в период его эксплуатации не более 10 ы; градиент напора 3 ^ 300 •

1*3, Для прнготовдания глинистых растворов используют натриевые бентонитовые глины. Применение кальциевых бентонитовых глин допускается при введении химических реагентов, позволяющих переводить их в натриевые.

1Л, Гднинотне раотворы, применяемые про строительстве подземных сооружений споообом "отена в грунте”, предназначены: для удержания отаиок травлей от обруяення; для транспортирования бурового нема при устройстве травлей фрезерованием или бурением; для формирования кольматационяого блоя грунта и глинистой корки.

1*5. Формирование глжнютой корки на стенках тренжеи происходит на границе -разделе раотвора с грунтом. На контакте с грунтом чаотжцы бентонита свяаываютоя в плотный гель, который остается на отевках тренжеи в виде водонепроницаемой глинистой корки.

1*6. Образующаяся на отевках грунта глинистая корка является гидроизоляционным слоем с коэффициентом фильтрации I0”⁵ ♦ 1(Г°м/сут. при начальном градиенте фильтрации 3₀ *

1.7. Проницаемость и толщине глинистой корки 8авиоит от:

условий, в которых 0Н8 формируется;

оодаржаыия глинистых частиц в раствора;

типе глин, К8 которых приготавливают глинистый раотвор;

дисперсности глинистых частиц;

качества приготовления глинистого раствора.

Управлять проницаемостью н толщиной глинистой корки можно, изменяя содержание и свойства твердой фазы глинистого раствора и иопольауя обработку его химическими реагентвии.

3

2. ГЛИНИСТЫЕ PACTHUJtJ И TP & США Н ИЯ К ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЮ

2.1. Глинистые раотворы, оримежяеыые ори строительстве подземных соорухений и протнвофнльтрационлых завес опоообоы "отеке в грунте", обладают следующими особенностями:

тиксотропией, т.е. способностью загустевать ори покое и разжижаться при переыеииванни; споообхоотью образовывать малооронждаемую глинистую норку на стенках траниеи; способноотью удерживать во взвешенном состоянии чеотицы выбуренной породы* чувствительностью в действию химических реагентов.

2*2. Глинистые растворы, применяемые при отроительотве подземных сооружений опоообом "стена в грунте", должны отвечать следующим требованиям: отабильиооть должна быть не более 0,02 г/ом⁸; о уточный ототой - не более Э? по объему* водоотдача - на болае 15 си⁸ за 80 мен; условная вязкость 19-25 о; содержание песка - ив болев 836» плотность при применении бентонитовых глив 1,05 ♦ 1,15 г/см⁸ и при применении местных глии 1,15 ♦ I»35 г/см⁸*

Наллучшие показатели гливкотого раствора достигают при максимальном диспергировании глины.

2*8. Для приготовления глинистых уаотворов рекомендуется применять натриевые бентонитовые глины. Эти глины обладают высокой пеп-тизадней в воде н дают возможность получения из нкх отабильных тик-оотрошшх растворов.

2*4* Для улучиейия показателей гдкинотых растворов последние обрабатывают химическими реагентами. Химические реагенты позволяют перевеоти кальциевые глины в натриевые. Наиболее чаото применяемые неорганические реагенты - диопергвторы для обработки глинистых реот-воров приведены в табл. I.

2*5. Гднниото-сидикатныо раотворы готовятоя ив тонкодисперсных бентонитовых глии на основе оилинатов натрия иди калия плотноотью 1,35 ♦ 1,*5 г/ом⁸.

2*6. Глинисто-силикатные растворы применяют для отроительотва подземных сооружений и протлвофкльтр анионных аавео способом."отена в грунте" в сугдивнотых, супеочаных и леочаша грунтах с коэффициентом фильтрации в диапазоне 0,07-7 ы/сут.

Таблице I. Основные неорганические реагенты для обработки глинистых растворов

Наименование	Нееяечонмо	Споооб	Рекомендуемая	Степень
реагента	реагента	введения в раотвор	до8нровка,% от месоы твердой фааы	воздейот ВИЯ
Кальцинирован-	Переводит	С водой	0,25-1,5 Днсперга-
вея сода	кальциевые	затворе-	тор твар-
( Ма2С0а)	глины в хо- ния рою набуха-емые,легко диспергируемые натриевые		дой фазы
Каустическая оода ( N вОН)	То же	То же	0,05-0,015	То же
Силикат натрия (NagO'nilOg)	п	п	2,0 - *,0	■
Гвксаметефоофат Удаляет ионы " (вРОд)^ кальция и в раотворв			0,05-0,1	а
Фтористый натрий { а У )	Переводит " кальциевую глину в нет-		0,2 - 0,35	я
	риевую

5

8. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЦИВ НА ИОКАЗ&ТВЛИ ГЛШЙСТОЯ КОРКИ

8.1.    При проектировании противофильтрациондых завес и проведении фильтрадионанх расчетов необходимо литывать противофидьтрацион-ные показатели глнниотой корки.

8.2.    Для глинистой корки как противофильтрэциоаиого материала определяют следуйте показатели: коэффициент фильтрации материала глнниотой корки & ) допуотнмый градиент напора ; толщину глинистой корки £* .

При устройотва подземных ооорухепй в противофидьтрационных завес опоообом "стена в грунте" необходимо создавать на стенках траншей глинистую корку расчетной толщины(см.пп.3.18 и 8.14 настоящих Рекомендаций исхода is проектного градиента напоре.

8.8. Толщина, коэффициент фильтрации и допустимый градиент напора глинистой корки аависят от твхвологви проведения работ по устройству подземных сооружений.

Технология регулирования параметров глинистой корки зависит от оледувдих фактором: типа глин для приготовления глинистого растворе) химического реагента для обработки глинистого раствора; дисперсности глинистых Ч8СТХЦ в раотворе; количества твердой фазы в растворе; времени формирования корки на стенках траншеи; разиости гидростатических давлений глинистого раотвора и грунтовой воды; типа грунта, на котором форивруетоя гдиыотая корка.

Варьирование этих факторов приводит к существенному изменению параметров глинистой корки.

8.4.    Параметры глинистой корка аависят от тиксотропна свойотв раотвора, которые определяются типом глин, применяемых для приготовления раствора и дисперсностью глиниотых частиц в раствора.

8.5.    Образование водонепроницаемой корки вовиохио при использовании растворов, отвечающих требованиям п.2.2 настоящих Рекомендация.

8.6.    Обработка растворов химическими реагентами (см.табл.I) овихвет проницаемость корки в результате пептизирующего действия реагентов.

8.7.    добавка силикате натрия в глинистые растворы позволяет умекьить коэффициент фильтрации глинистой корки в 1,5-2 раза и повысить допустимый градиент вапора в 3-5 раз. зависимость скорости фильтрация от градиента напора для глиниотых корок, сформированных

6

■8 ряда гжжн, праведеда ia pic. I.

Рио. I Графах вавиоимостм окорооти фильтрации if ,ом, в гдиннотнх корках ох градиента набора:

1*1*1 2,2*; 3,3* - глинистые корки, сформированные ооответственно иа гака вудшиовокого карьера, кокотан-тнновокого и махарадвевокого бентонитов;

1,2,3-корни, сформированные из растворов* не обработанных химическими реагентам;

I ,2 * 3-корки, оформнрованные не растворов, обработанных силикатом натрия (4£ от маооы глины).

Глинистые корки, сформированные из глинкото-оиднкаткых раотворов, содержащих оиднквт натрия в количестве 4-5£ от кассы глины обладает нажыеиьаей водопроницаемостью. Такое колхчеотво добавки являетоя оптинальным. При приготовлении раотворов иэ местных глин, наряду о онлнваток натрия, необходимо вводить фториотый натрий в количестве 0,3-0,5> о* наосы глины в растворе.

Примечание: I. Добавка оилнкетв натрия в результате диспергации глинистых частиц опоообствует текла потиеиию допустимого градиан-та напора за счет упрочнения связей между глинистыми чвотицами.

8.8.    Допустимый градиент напора следует прижимать равным

1,- ■¥■

где    критический    или разрушающий градиент напора;

^ - коэффициент запаса равный 2-4.

Так, например, для корня, сформированной на крупных пеонах, рекомендуется принимать в 500, тан как З*? составляет 2000-2500. Для корки, сформированной да средних и мелких песка*, супесях и суглинках    значительно    болыве,    чем-    для корки да

врупдых пеоках. При расчете допустимых градиентов напора следует приметь значение tL * соответствующее корке, сформированной на крупных пеоках. ®

8.9.    Толщина глиниотой корка не поверхности стенок травной увеличивается во времени, характер иаыевення толщины глинистой кор-

?.

кй и количества фнлътрувдейоя чврвэ хорху воды» приводов иа рио. 2

* 8.

£_{к т/1}    Рио.2. Ивмонеиио толщины главно-

той хорхи о_х , мм, во вроыехя

1 , ч : I - ДР • 0,08 мае;

Т - 27о» 2 -д Р « 0,02 M0a;TeI7o

Рво. 3. Изменение количестве фвльтруюцеЮя воды ^, ом^{1 2 3}/ч» через корку во времвкн X , ч

%*

Примечание. Плотность в влажность по сечению глинистой корки не оди

1

наковы. характер изменения плотности и влажности по толщине глинис

2

той корки приведен не рве. 4.

3