ВСН 34-83
--------------------------
Минэнерго СССР

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИГом им. Б.Е.Веденеева Минэнерго СССР (зам. директора по научной работе И.Б.Соколов, проф., доктор техн. наук; руководитель темы А.П.Пак, канд. техн. наук; ответственные исполнители: В.Ф.Демин, канд. техн. наук; Л.Ф.Фурсов, Л.Н.Паронян, канд. техн. наук; И.И.Яковлева), институтом "Гидроспецпроект" Минэнерго СССР (главный инженер Л.В.Попов; ответственные исполнители: зам. главного инженера Л.И.Малышев, канд. техн. наук; В.В.Котульский; П.У.Пониматкин), при участии ВО "Гидроспецстрой" Минэнерго СССР (зам. главного инженера В.Б.Хейфец), Гидропроектом им. С.Я.Жука Минэнерго СССР (главный инженер Т.П.Доценко; зам.главного инженера И.А.Парабучев; ответственный исполнитель Р.Р.Тиздель).

ВНЕСЕНЫ ВНИИГом им. Б.Е.Веденеева и институтом "Гидроспецпроект".    

ПОДГОТОВЛЕНЫ к утверждению Главниипроектом и ВО "Гидроспецстрой" Минэнерго СССР.

Исполнители: Л.И.Кудояров и М.Н.Розин.

С введением в действие "Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений" утрачивают силу ВСН 024-69 "Технические условия на производство цементационных работ по устройству противофильтрационных завес в скальных основаниях гидросооружений".

СОГЛАСОВАНЫ с Госстроем СССР (письмо N ДП-903-1 от 17.02.83 г.).

УТВЕРЖДЕНЫ протоколом совместного совещания Главниипроекта и ВО "Гидроспецстрой" Минэнерго СССР от 12 мая 1983 г. N 17.

Срок введения в действие I квартал 1984 г.     

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Нормы предъявляют требования к производству цементационных работ в скальных основаниях гидротехнических сооружений:

при устройстве противофильтрационных завес и проведении площадной цементации с целью упрочнения и уменьшения водопроницаемости грунтов;

при проведении укрепительной цементации с целью улучшения деформационных свойств грунтов.

Требования Норм должны соблюдаться как при производстве цементационных работ, так и при проектировании этих работ.

1.2. Требования настоящих Норм предусматривают производство цементационных работ в следующих природных условиях:

грунты основания сооружения скальные или полускальные с пустотами, представленными трещинами;

раскрытие трещин грунтов находится в пределах 0,1-10 мм;

удельное водопоглощение грунтов до их цементации более 0,01 л/(мин·м) (1 люжон) и менее 10 л/(мин·м) (1000 люжонов); действительная скорость движения подземных вод менее 2400 м/с*;

_______________

* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

химический состав подземных вод не нарушает процессов схватывания и твердения цемента;

грунты имеют положительную температуру.

Требования к производству цементационных работ, рекомендуемые в особых инженерно-геологических условиях, не соответствующих перечисленным выше, приведены в приложении 2.

1.3. Требования настоящих Норм предусматривают производство цементационных работ с применением наиболее распространенных нестабильных цементных растворов.

Требования к производству цементационных работ с применением стабильных растворов приведены в приложении 3.

1.4. Требования настоящих Норм не распространяются на цементационные работы, выполняемые:

для уплотнения и укрепления кладок искусственных сооружений и цементации швов в этих сооружениях;

для заполнения пустот за обделкой туннелей или других крупных естественных и искусственных пустот.

1.5. При производстве и проектировании цементационных работ рекомендуется применять термины, приведенные в приложении 3.

2. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТАМ

2.1. При совместном выполнении цементационных и других строительных работ совмещенный график должен предусматривать обеспечение фронта для цементационных работ, необходимого для соблюдения технологического процесса цементации, предусмотренного настоящими Нормами.

2.2. Цементационные работы, производимые для строящихся сооружений, следует выполнять, как правило, до подъема уровня верхнего бьефа гидротехнического сооружения.

При выполнении цементационных работ после частичного или полного подъема напора на сооружение должны учитываться изменения условий производства работ, вызванные подъемом напора.

2.3. Цементационные работы должны быть закончены до устройства дренажа основания сооружения или должны проводиться мероприятия, учитывающие возможность засорения дренажа цементационными растворами.

2.4. При проектировании цементационных работ в подземных условиях:

подземные помещения (штольни, галереи, потерны, туннели) должны иметь высоту не менее 3,5 м при бурении колонковыми станками и не менее 2,8 м при бурении пневмоударными станками;

цементационные штольни и галереи должны иметь шламоотводные лотки с уклоном 0,01-0,03 в сторону шламосборника и быть оборудованы средствами для промывки лотков и транспортировки шлама за пределы подземного помещения.

2.5. Цементация грунтов, как правило, должна выполняться под пригрузкой, создаваемой вышележащими естественными грунтами, телом сооружения или специальной бетонной плитой.

Вес, деформационные свойства, несущая способность и водопроницаемость пригрузочного слоя должны обеспечивать проведение цементации при проектном давлении раствора без нарушения сплошности пригрузочного слоя и без утечки цементного раствора на поверхность или в пригрузочный слой.

2.6. В пределах пригрузочного слоя, сложенного неустойчивыми грунтами, цементационные скважины следует оборудовать трубами с заливкой затрубного пространства цементным раствором.

2.7. При проведении цементации под бетонными и железобетонными сооружениями или под бетонной плитой должно быть обеспечено выполнение следующих требований:

водопроницаемые швы в бетоне должны быть предварительно зацементированы или зачеканены;

в железобетонном пригрузочном слое на месте проектных цементационных скважин должны быть установлены трубы или устроены штрабы;

цементация грунтов допускается по истечении 10 сут после окончания укладки бетона пригрузки.

2.8. При проведении цементации скальных грунтов непосредственно под сооружениями, выполненными из грунтовых материалов, следует, как правило, изолировать сооружение от скального основания путем устройства на поверхности основания бетонной плиты, слоя набрызг-бетона или торкрета.

2.9. Цементация скальных грунтов с поверхности основания сооружения без пригрузки допускается под давлением 0,2-0,5 МПа в породах хорошей сохранности и малой трещиноватости при условии предварительного уплотнения с поверхности видимых трещин бетоном или цементным раствором и при положительных результатах опытной цементации.

3. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РАБОТЫ

3.1. Опытно-производственная цементация грунтов должна назначаться в начальной стадии цементационных работ в том случае, если в период изысканий опытные цементационные работы не проводились.

Скважины для проведения опытно-производственной цементации должны быть выделены из числа скважин, намеченных проектом; бурение и цементацию выделенных скважин следует выполнять в первую очередь.

Указания по проведению опытно-производственной цементации приведены в приложении 4.

3.2. По результатам опытно-производственных работ проектной и производственной организациями должны быть уточнены технологические приемы бурения скважин и цементации грунтов, предусмотренные проектом.

3.3. В том случае, если проектом укрепительной цементации грунтов предусмотрен контроль результатов цементации геофизическими методами, должно быть выполнено сплошное или выборочное геофизическое опробование естественных грунтов до начала цементационных работ.

Указания по проведению геофизического опробования скальных грунтов даны в приложении 5.

4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЦЕМЕНТАЦИИ СКВАЖИН

4.1. Бурение и цементация скважин должны производиться способом последовательного сближения скважин - по очередям.

При выполнении каждой последующей очереди расстояние между скважинами в завесе или площадь основания, укрепляемого от одной скважины, следует уменьшить в два раза.

4.2. При устройстве многорядных завес цементацию скважин следует выполнять последовательно по рядам скважин, первым следует цементировать низовой ряд скважин.

4.3. Расстояние между скважинами первой очереди следует назначать в пределах 6-16 м для противофильтрационных завес и 4-12 м для площадной цементации. В том случае, если между скважинами I очереди появляется гидравлическая связь, не вызванная гидравлическим разрывом грунтов, расстояние между скважинами I очереди следует увеличить в два раза.

4.4. Конечные расстояния между скважинами и число очередей скважин, предусмотренных проектом, должны уточняться в процессе производства работ после завершения цементации каждой очереди скважин путем проведения проектной организацией анализа результатов цементации по исполнительной документации.

Если проведенный анализ показывает соответствие свойств зацементированных грунтов на каком-либо участке цементационных работ проектным требованиям, то производятся контрольные работы в соответствии с разделом 17 настоящих Норм.

В случае, если результаты анализа исполнительной документации выявят недостаточность выполненных работ, назначаются скважины следующей очереди.

В тех случаях, когда материалы исполнительной документации по законченным двум или более очередям скважин не позволяют достоверно оценить соответствие полученных результатов проектным требованиям, выполняется часть скважин следующей очереди, по анализу результатов которых устанавливается необходимость или продолжения выполнения остальных скважин данной очереди, или назначения контрольных работ.

4.5. Дополнительные цементационные скважины после цементации скважин данной очереди должны назначаться в том случае, если среди процементированных скважин будут установлены:

зоны с поглощениями воды и цемента, превышающими в 10 раз средние поглощения для данной очереди скважин;

зоны с неполноценной цементацией, согласно п.14.23 настоящих Норм;

участки скважин, которые не могли быть пробурены до проектной глубины по производственным обстоятельствам.

Дополнительные скважины в количестве 1-2 должны быть пробурены в 0,5 м от проектной скважины, содержащей зоны с неполноценной цементацией, и процементированы на глубину, соответствующую глубине этих зон.

5. СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН

5.1. Скважины глубиной более 7-8 м следует цементировать отдельными, последовательно расположенными зонами, имеющими, как правило, длину 5 м.

5.2. В скважинах, имеющих глубину, не кратную 5 м, границы зон следует назначать, размещая зону длиной менее 5 м у устья скважины, а зону длиной более 5 м - у забоя скважины. Остальные зоны в грунтах однородного состава должны иметь длину 5 м.

5.3. В неслоистых скальных грунтах границы зон соседних скважин разных очередей следует размещать на одной прямой линии для параллельных скважин или по концентрическим окружностям для скважин с веерным расположением.

В скважинах, пересекающих слои пород различного состава и трещиноватости, границы зон следует совмещать с границами слоев.

5.4. В неустойчивых грунтах и при пересечении скважиной тектонических зон, участков разрушенных скальных грунтов, карстовых пустот, источников с большим притоком воды длину цементируемой зоны следует уменьшить до 1-3 м.

5.5. В том случае, если грунты имеют удельное водопоглощение менее 0,03 л/(мин·м) (3 люжона), в скважинах второй и последующих очередей допускается применение зон увеличенной длины (10-15 м).

5.6. Бурение и цементация скважин должны выполняться способом нисходящих зон.

Применение способа восходящих зон допускается для второй и последующих очередей скважин при положительных результатах опытной цементации этим способом на объекте.

Примечание к п.5.6. Применительно к восстающим скважинам здесь и далее требования, содержащие слово "нисходящий", отвечают направлению от устья скважины к ее забою, а слово "восходящий" - от забоя скважины к ее устью.

5.7. Если при цементации скважин второй и последующих очередей способом восходящих зон более чем в 10% зон будут наблюдаться утечки цементного раствора в обход тампона, цементацию скважин следует продолжить способом нисходящих зон.

5.8. При цементации грунтов нисходящими зонами бурение очередной зоны допускается непосредственно вслед за окончанием цементации предшествующей зоны в том случае, если:

соседние скважины предыдущей очереди процементированы на глубину не менее 10 м ниже буримой зоны;

нагнетание раствора по вышележащей зоне доведено до отказа;

грунтовые воды не являются напорными и их уровень не превышает устья скважины.

При наличии напорных вод очистка скважины от цементного камня и бурение следующей зоны допускается только после перерыва, необходимого для схватывания цемента в процементированной зоне.