Инъектирование грунтов материалами нашего каталога решает две задачи: консолидацию водонасыщенных проницаемых грунтов и заполнение пустот в грунте за обделкой тоннелей и шахт. Для первой паспорта называют акрилатные гели (вязкость Манокрил Гель Р 5 ± 2 мПа·с, Гель В 10 ± 3 мПа·с) и ИЗОПУР ГЕЛЬ. Для второй — полиуретан ИЗОПУР, который вспенивается от воды. Расчётных показателей закреплённого грунта паспорта не дают, поэтому повышение несущей способности основания этими материалами не обосновано.
Какие задачи решает инъекция грунта?
| Задача | Материал | Почему он |
|---|---|---|
| Консолидация водонасыщенного проницаемого грунта | Манокрил Гель Р, Манокрил Гель В; ИЗОПУР ГЕЛЬ | в паспортах прямо указано «консолидация грунтов»; гель проходит в поры, ИЗОПУР ГЕЛЬ связывает воду |
| Заполнение пустот в грунте за обделкой тоннелей и шахт | ИЗОПУР; ИЗОПУР ФЛЕКС (тоннели) | вспенивается от воды в грунте: ИЗОПУР в 30–50 раз, ФЛЕКС до 40 раз |
| Экран на контакте «стена — грунт» | Манокрил Гель Р | отдельная технология, см. противофильтрационная завеса |
Почему в грунт идёт гель, а не смола?
Из-за вязкости. У Манокрил Гель Р она 5 ± 2 мПа·с, у Гель В 10 ± 3. У ИЗОПУР 3000 2K 80–120 мПа·с, у ИЗОПУР ФЛЕКС 160–180, у эпоксидных смол 110–190. Номинальная вязкость гелей на порядок ниже, и паспорта называют консолидацию грунтов среди их задач. В паспортах ИЗОПУР 3000 2K и эпоксидов грунт не упомянут.
ИЗОПУР ГЕЛЬ — полиуретан, а не акрилат, и вязкость у него 500 мПа·с. Механизм у него другой: при контакте с водой в количестве больше 30 % от количества смолы он превращается в упругий гель и связывает до 25 частей воды на 1 часть смолы. Реакция начинается через 15–20 секунд и заканчивается через 2–5 минут.
Условие одно: отверждённый с большим количеством воды материал может уменьшаться в объёме, поэтому по паспорту он работает только при постоянном присутствии воды.
Подробно про акрилаты — в статье «Акрилатные гели для инъектирования».
Какой гель брать: быстрый или медленный?
Для грунта рабочий вариант — медленный Гель Р. Его паспорт так и пишет: состав для завес и грунтов, где важен радиус пропитки. Быстрый Гель В нужен там, где поток надо остановить сразу.
| Время гелеобразования | Гель Р | Гель В |
|---|---|---|
| при +20 °С | 6 мин 20 с – 22 мин 14 с | 25 с – 3 мин 37 с |
| при +5 °С | 15 мин 2 с – 43 мин | 58 с – 10 мин |
| Дозировка компонента Б на комплект | 40–300 г | 40 г – 1 кг |
Больше компонента Б — быстрее реакция. Холод её замедляет: при +5 °С Гель Р схватывается примерно вдвое дольше, чем при +20 °С, Гель В почти втрое. Гелями работают от +5 до +30 °С, ИЗОПУР — от +2 °С.
Сколько материала уйдёт?
Паспорт гелей даёт только ориентир: объём геля равен объёму заполняемых пустот плюс запас на фильтрацию в грунт. Точный расход определяют пробной инъекцией. Норм расхода на кубометр по типам грунта в паспортах нет.
Шаг инъекторов и радиус распространения тоже определяются проектом и пробной инъекцией. На опытном участке качают несколько шпуров и смотрят, на каком расстоянии состав выходит из соседнего открытого инъектора.
Что сделать до начала работ?
Обследовать грунт. Оба паспорта говорят об этом прямо: Гель В и Гель Р требуют обследования «конструкции или грунта», чтобы определить расход и схему, ИЗОПУР ГЕЛЬ — анализа грунта, чтобы понять количество материала, число и расположение инъекторов.
Если грунт сухой, полиуретан не сработает: ИЗОПУР отвердевает только от воды. Паспорт предписывает сначала залить зону инъектирования водой и начинать после того, как она впиталась.
Гель качают двухкомпонентным GM 2800 AG с подачей 1:1 (до 3 л/мин, 0–350 бар), ИЗОПУР и ИЗОПУР ГЕЛЬ — однокомпонентным GM 600 PU.
Нагнетают последовательно, снизу вверх по вертикали. Останавливаются при резком росте давления или когда состав пошёл из соседнего открытого инъектора.
Где инъекция грунта не сработает?
Для усиления основания. Предел прочности при растяжении у Гель Р не менее 0,08 МПа, у Гель В не менее 0,12 МПа, удлинение при разрыве больше 290 % и больше 1200 %. Это характеристики самого материала, а не закреплённого грунта. Прочности и несущей способности инъектированного грунта паспорта не приводят, и повышение несущей способности основания ими не обосновано. Усиление фундамента — отдельная технология и отдельный проект.
В грунте, который не пропускает воду. Паспорт ограничивает область словами «водонасыщенные проницаемые грунты». Куда не идёт вода, туда не пойдёт и гель.
В сухом грунте. Паспорта гелей говорят о водонасыщенных грунтах. ИЗОПУР ГЕЛЬ, отверждённый с большим количеством воды, по паспорту может уменьшаться в объёме и должен работать при постоянном присутствии воды; ИЗОПУР без воды не вспенивается, и сухую зону сначала проливают водой.
При сильном водопритоке. ИЗОПУР и ИЗОПУР ФЛЕКС по паспортам рассчитаны на водопритоки с низким и средним дебитом.
Типичные ошибки
Берут быстрый гель. При +20 °С Гель В схватывается у шпура за 25 секунд – 3,5 минуты, и вместо пропитанного массива получаются отдельные пробки.
Начинают без пробной инъекции. Расход и сетка инъекторов в паспортах не нормированы, их получают только на опытном участке.
Оставляют воду в насосе перед полиуретаном. По паспорту ИЗОПУР даже незначительное количество воды в оборудовании даёт быстрое вспенивание и отверждение внутри насоса.
Не промывают насос после геля. Схватившийся акрилат удаляется только механически. Манокрил Клинер гоняют по насосу 2–3 минуты.
Вопросы и ответы
Какие грунты можно закрепить инъекцией геля?
Водонасыщенные и проницаемые — так область применения сформулирована в паспортах Манокрил Гель Р и Гель В. Пригодность конкретного грунта определяют обследованием и пробной инъекцией.
Чем отличается инъектирование грунта от противофильтрационной завесы?
Завеса — экран из геля на контакте «стена — грунт», шпуры для неё бурят сквозь конструкцию. Инъектирование грунта консолидирует сам водонасыщенный массив или заполняет пустоты за обделкой тоннелей и шахт.
Почему для грунта берут гель, а не полиуретановую смолу?
Из-за вязкости и паспортного назначения. У Манокрил Гель Р 5 ± 2 мПа·с, у Гель В 10 ± 3, у ИЗОПУР 3000 2K 80–120. Консолидация грунтов названа в паспортах гелей и ИЗОПУР ГЕЛЬ. Полиуретан ИЗОПУР в грунте паспорт назначает для заполнения пустот за обделкой тоннелей и шахт.
Как рассчитать расход геля на грунт?
По паспорту: объём геля равен объёму заполняемых пустот плюс запас на фильтрацию. Точный расход определяют пробной инъекцией на объекте.
При какой температуре можно инъектировать гель?
От +5 до +30 °С. При +5 °С Гель Р схватывается за 15–43 минуты против 6–22 минут при +20 °С, дозировку компонента Б пересчитывают.
Можно ли инъекцией усилить основание под фундаментом?
Паспорта наших материалов такой задачи не ставят и расчётных показателей закреплённого грунта не дают. Предел прочности при растяжении у гелей не менее 0,08 и 0,12 МПа — это характеристика материала, а не основания. Усиление основания — отдельная технология и отдельный проект.
Что нужно на объект
- Манокрил Гель Р, комплект 21,3 кг: консолидация
- Манокрил Гель В, комплект 21,5 кг: быстрая остановка воды
- ИЗОПУР ГЕЛЬ — консолидация при постоянном присутствии воды
- ИЗОПУР и ИЗОПУР ФЛЕКС — пустоты за обделкой
- Насос GM 2800 AG для гелей, GM 600 PU для полиуретана
- Манокрил Клинер на промывку
Весь раздел — «Акрилатные гели». Смежные задачи: противофильтрационная завеса и инъектирование фундамента.