EN 14679:2005 (E) ЕВРОПЕЙСКИЙ EN 14679 СТАНДАРТ АПРЕЛЬ 2005 ICS 93.020 Английская версия Выполнение специализированных глубинное смешивание инженерно-геологических работ – Этот Европейский стандарт одобрен Европейским комитетом по стандартизации (CEN) 28 февраля 2005. Члены CEN обязаны соблюдать Внутренние правила CEN/CENELEC, определяющие условия придания этому Европейскому стандарту статуса национального стандарта без внесения каких-либо изменений. Последние списки и библиографические ссылки на эти национальные стандарты можно получить, обратившись в Центральный секретариат или к любому из членов CEN. Этот Европейский стандарт существует в трех официальных версиях (английской, французской и немецкой). Версия на любом другом языке в переводе, выполненном под ответственность члена CEN на его собственный язык, о чем уведомлен Центральный секретариат, имеет тот же статус, что и официальные версии. Члены CEN – это национальные органы стандартизации Австрии, Бельгии, Кипра, Чешской Республики, Дании, Эстонии, Финляндии, Франции, Германии, Греции, Венгрии, Исландии, Ирландии, Италии, Латвии, Литвы, Люксембурга, Мальты, Нидерландов, Норвегии, Польши, Португалии, Словакии, Словении, Испании, Швеции, Швейцарии и Великобритании. ЕВРОПЕЙСКИЙ КОМИТЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ Центр управления: rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels © 2005 CEN Все права на использование в любой форме и любыми средствами принадлежат национальным членам CEN по всему миру. No. EN 14679:2005: E 1 EN 14679:2005 (E) Содержание Page 1 Сфера применения ..................................................................................................................................... 5 2 Нормативные документы ........................................................................................................................... 5 3 Термины и определения ............................................................................................................................ 6 4 4.1 4.2 Информация, необходимая для выполнения работ ................................................................................ 8 Общие требования ..................................................................................................................................... 8 Специальные требования .......................................................................................................................... 9 5 5.1 5.2 Инженерно-геологические изыскания ....................................................................................................... 9 Общие положения ...................................................................................................................................... 9 Специальная информация ......................................................................................................................... 9 6 6.1 6.2 Материалы и продукты ............................................................................................................................. 10 Общие положения .................................................................................................................................... 10 Специальные положения ......................................................................................................................... 11 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 Положения, относящиеся к проектированию.......................................................................................... 11 Общие положения .................................................................................................................................... 11 Дополнительные проектные положения ................................................................................................. 12 Выбор связующего и добавок .................................................................................................................. 12 Лабораторные исследования и испытания на строительной площадке .............................................. 12 Конструктивное исполнение .................................................................................................................... 13 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.4.1 8.5 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3 8.7 Выполнение работ .................................................................................................................................... 14 План производства работ (ППР) ............................................................................................................. 14 Подготовка строительной площадки ....................................................................................................... 14 Полевые испытания ................................................................................................................................. 14 Рабочие допуски ....................................................................................................................................... 14 Общие положения .................................................................................................................................... 15 Контроль и гарантии качества ................................................................................................................. 15 Глубинное смешивание............................................................................................................................ 15 Общие положения .................................................................................................................................... 15 Сухое смешивание ................................................................................................................................... 16 Влажное смешивание ............................................................................................................................... 16 Установка конструктивных усилений ...................................................................................................... 17 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 Надзор, испытания и мониторинг ............................................................................................................ 17 Общие положения .................................................................................................................................... 17 Надзор ....................................................................................................................................................... 18 Испытания ................................................................................................................................................. 18 Мониторинг ............................................................................................................................................... 18 Характеристики обработанных грунтов .................................................................................................. 19 Другие аспекты ......................................................................................................................................... 19 10 10.1 10.2 Учет данных .............................................................................................................................................. 20 Учет данных во время строительства ..................................................................................................... 20 Учет данных по завершении и работ ...................................................................................................... 20 11 11.1 11.2 11.3 11.4 Особые требования ...................................................................................................................................20 Общие положения .................................................................................................................................... 20 Безопасность ............................................................................................................................................ 20 Защита окружающей среды ..................................................................................................................... 20 Влияние на близлежащие объекты ..........................................................................................................21 Приложение A (справочное) Перспективы применения глубинного смешивания ............................................ 22 2 EN 14679:2005 (E) A.1 A.2 A.3 A.3.1 A.3.2 A.3.3 A.3.4 A.3.5 A.4 Введение .................................................................................................................................................... 22 Сферы применения ................................................................................................................................... 22 Выполнение работ .................................................................................................................................... 22 Общие положения ..................................................................................................................................... 22 Сухое смешивание .................................................................................................................................... 25 Влажное смешивание ............................................................................................................................... 30 Виды установки свай ................................................................................................................................. 33 Комбинированные методы ....................................................................................................................... 36 Оценка строительного процесса .............................................................................................................. 37 Приложение B (справочное) Аспекты проектирования....................................................................................... 39 B.1 Общие положения ..................................................................................................................................... 38 B.1.1 Сферы применения ................................................................................................................................... 38 B.1.2 Применение ............................................................................................................................................... 38 B.2 Принципы проектирования ....................................................................................................................... 40 B.3 Выполнение процесса глубинного смешивания ..................................................................................... 40 B.4 Выбор связующего .................................................................................................................................... 41 B.5 Испытание.................................................................................................................................................. 42 B.5.1 Общие положения ..................................................................................................................................... 42 B.5.2 Лабораторные испытания ......................................................................................................................... 42 B.5.3 Полевые испытания .................................................................................................................................. 44 B.6 Взаимосвязь различных свойств обработанного грунта ........................................................................ 45 B.6.1 Полевая и лабораторная прочность ........................................................................................................ 45 B.6.2 Взаимосвязь механических характеристик и предела прочности на неограниченное сжатие ............ 46 B.7 Вопросы проектирования.......................................................................................................................... 47 B.7.1 Устойчивость ............................................................................................................................................. 47 B.7.2 Усадка ........................................................................................................................................................ 50 B.7.3 Локализация .............................................................................................................................................. 50 Приложение C (справочное) Уровень ответственности положений .................................................................. 52 3 EN 14679:2005 (E) Введение Настоящий документ (EN 14679:2005) разработан Техническим комитетом CEN/TC 288 "Выполнение специализированных инженерно-геологических работ", управление секретариатом которого осуществляется Французской ассоциацией по стандартизации AFNOR. Настоящий Европейский стандарт должен получить статус национального стандарта либо путем публикации идентичного текста, либо путем одобрения не позднее октября 2005, а противоречащие национальные стандарты должны быть отменены не позднее октября 2005. Документ подготовлен с учетом EN 1997-1 и prEN 1997-2. Настоящий документ более подробно рассматривает вопросы проектирования только там, где это необходимо, но полностью охватывает требования, касающиеся строительства и надзора. Согласно Внутренним правилам CEN/CENELEC этот Европейский стандарт обязаны внедрить национальные органы стандартизации следующих стран: Австрии, Бельгии, Кипра, Чешской Республики, Дании, Эстонии, Финляндии, Франции, Германии, Греции, Венгрии, Исландии, Ирландии, Италии, Латвии, Литвы, Люксембурга, Мальты, Нидерландов, Норвегии, Польши, Португалии, Словакии, Словении, Испании, Швеции, Швейцарии и Великобритании. 4 EN 14679:2005 (E) 1 Сфера применения Этот документ определяет общие принципы выполнения, испытания, контроля и надзора за осуществлением работ по глубинному смешиванию двумя различными методами: сухого смешивания и влажного смешивания. Глубинное смешивание, которое рассматривается в настоящем документе, ограничивается следующими методами: a) Смешивание при помощи вращающихся инструментов (см. Приложение A, Рис.A.1) при условии, что боковые опоры грунта не устранены; b) обработка почвы на глубине минимум 3 м; c) различные формы и конфигурации, включая отдельные сваи, панели, каркасы, блоки, стены или любое сочетание более одной отдельной сваи, совмещенной или нет (см. Приложение A, рис. от A.8 до A. 12); d) обработка природного грунта, наполнителя, складированных отходов и шламов, и т.п.; e) другие методы улучшения грунта при помощи подобных методов (см. A.3.5). Руководство по практическим аспектам глубинного смешивания, таким как процедуры выполнения работ и используемое оборудование, содержится в Приложении A. Основные примеры применения приведены в Приложении A, рис. A.14. Методы испытания, технические условия и оценка параметров проекта, зависящие от выполнения работ, представлены в Приложении B. 2 Нормативные документы Настоящий документ используется вместе со следующими справочными документами. Для датированных ссылок применяется только названное издание. Для ссылок, не имеющих даты, применяется последнее издание справочного документа (включающее все изменения). EN 196-1, Методы испытания цемента— Часть 1: Определение прочности EN 196-2, Методы испытания цемента — Часть 2: Химический анализ цемента EN 196-3, Методы испытания цемента — Часть 3: Определение времени схватывания и постоянства объёма цемента EN 196-4, Методы испытания цемента — Часть 4: Определение качества компонентов EN 196-5, Методы испытания цемента — Часть 5: Испытания гидравлической активности пуццолановых цементов EN 196-6, Методы испытания цемента — Часть 6: Определение тонкости помола EN 196-7, Методы испытания цемента — Часть 7: Методы отбора и подготовки проб цемента EN 196-8, Методы испытания цемента — Часть 8: Теплота гидратации — Метод растворения EN 196-21, Методы испытания цемента — Часть 21: Определение содержания в цементе хлорида, 5 EN 14679:2005 (E) двуокиси углерода и щелочи EN 197-1:2000, Цемент— Часть 1: Состав, технические условия и критерии соответствия для обычных цементов EN 197-2:2000, Цемент— Часть 2: Оценка соответствия EN 451, Методы испытания золой EN 459-1, Строительная известь — Часть 1: Определения, технические условия и критерии соответствия EN 459-2, Строительная известь — Часть 2: Методы испытания EN 791:1995, Буровые установки — Безопасность EN 1997-1, Еврокод 7: Геотехническое проектирование — Часть 1: Общие правила prEN 1997-2, Еврокод 7 — Геотехническое проектирование — Часть 2: Исследование и испытание грунта EN 12716, Выполнение специализированных инженерно-геологических работ — Струйная технология ENV 1991, Еврокод 1: Воздействие на строительные конструкции ENV 10080, Сталь для армирования бетона, свариваемая ребристая арматура B 500 — Технические условия поставки для прутьев, катушек и сварной сетки EN ISO 14688-1, Геотехническое исследование и испытание — Идентификация и классификация грунта— Часть 1: Идентификация и описание (ISO 14688-1:2002) EN ISO 14688-2, Геотехническое исследование и испытание — Идентификация и классификация грунта— Часть 2: Принципы классификации (ISO 14688-2:2004) EN ISO 14689-1, Геотехническое исследование и испытание — Идентификация и классификация скального грунта — Часть 1: Идентификация и описание (ISO 14689-1:2003). 3 Термины и определения В настоящем документе используются следующие термины и определения. 3.1 добавка диспергатор, разжижитель, замедлитель схватывания 3.2 связующее химически реактивные материалы (известь, цемент, гипс, доменный шлак, зола и т.д.) 3.3 содержание связующего вес сухого связующего, вносимого на единицу объема обрабатываемого грунта 3.4 коэффициент связывания соотношение веса вносимого сухого связующего, к сухому весу обрабатываемого грунта 3.5 число поворотов ножа общее число поворотов смешивающего ножа на 1 м движения вала. 6 EN 14679:2005 (E) 3.6 свая опора из обработанного грунта, произведенная в месте ведения работ методом прямой установки при помощи смешивающего инструмента. Смешивающий инструмент и рабочий процесс определяют форму и размер поперечного сечения сваи. 3.7 сухое смешивание процесс механической дезагрегации грунта в месте ведения работ и его смешивания со связующими, включающими или не включающими наполнители и присадки в сухой порошкообразной форме 3.8 наполнитель инертный материал (песок, измельченный известняк и т.д.) 3.9 энергия смешивания ресурсы, используемые для управления инструментами 3.10 процесс смешивания включает механическую дезагрегацию структуры грунта, дисперсию связующих и наполнителей в грунте 3.11 смешивающий инструмент инструмент, используемый для дезагрегации грунта, распределения и смешивания связующего с грунтом, состоящий из одной или нескольких вращающихся частей, оборудованных несколькими ножами, лопастями, лопатками с/без непрерывных бурильных шнеков (см. Приложение A) 3.12 погружение (заглубление) стадия/фаза цикла процесса смешивания, когда смешивающий инструмент опускается на определенную глубину и происходит первичное смешивание и разжижение грунта 3.13 скорость погружения или извлечения вертикальное движение смешивающего инструмента в единицу времени во время погружения или возвращения в исходное состояние 3.14 интенсивность погружения или извлечения вертикальное движение смешивающего инструмента на оборот вращающейся части (ей) во время погружения или извлечения 3.15 извлечение (возврат) стадия/фаза цикла процесса смешивания, когда происходит окончательное смешивание и извлечение смешивающего инструмента 3.16 повторная проходка повторная проходка – это дополнительный цикл погружения и извлечения смешивающего инструмента с целью увеличения содержания связующего и/или гомогенности сваи 3.17 скорость вращения количество оборотов вращающейся части (ей) смешивающего инструмента в единицу времени 3.18 проходка один полный цикл процесса смешивания 3.19 соотношение объема 7 EN 14679:2005 (E) соотношение объема вводимой суспензии (при влажном смешивании) к объему обрабатываемого грунта 3.20 соотношение воды/связующего вес воды, добавляемой к сухому связующему, деленный на вес сухого связующего 3.21 влажное смешивание процесс, включающий механическую дезагрегацию почвы в месте ведения работ и ее смешивание со строительным раствором, состоящим из воды, связующих с наполнителями и добавками или без таковых 4 Информация, необходимая для выполнения работ 4.1 Общие требования 4.1.1 До начала выполнения работ должна быть предоставлена вся необходимая информация. 4.1.2 Такая информация должна включать: a) Любые юридические или установленные законом ограничения; b) Расположение основных линий электропередачи для проектирования; c) Состояние сооружений, дорог, коммуникаций, и т.д., примыкающих к участку осуществления работ; d) Надлежащая система управления качеством, включающая надзор, мониторинг и испытания. 4.1.3 a) Информация о состоянии участка при необходимости должна включать: Геометрию участка (состояние границ, топографию, въезд, склоны, ограничения по высоте транспорта и т.п.); b) Существующие подземные сооружения, коммуникации, известные загрязнения, а также ограничения, связанные с археологическими работами; c) Экологические ограничения, включающие уровень шума, вибрацию, выбросы; d) Будущие или ведущиеся строительные работы, такие как осушение, прокладка тоннеля, глубокая выемка грунта. 8 EN 14679:2005 (E) 4.2 Специальные требования 4.2.1 Помимо этого, должна быть предоставлена следующая информация: a) Предыдущий опыт глубинного смешивания или специализированных инженерно-геологических работ на примыкающей к участку территории, включая результаты эксплуатационных испытаний проекта; b) Заражение грунта или риски, которые могут повлиять на метод выполнения работ, безопасность работ или использование вынутого с участка грунта. 4.2.2 Необходимо выдать следующие инструкции: a) Процедура отчетности для непредвиденных обстоятельств или открывшихся условий, которые отличаются от предусмотренных проектом; b) Процедура отчетности в случае проектом предусмотрено исследование методом наблюдения; c) Уведомление о любых ограничениях, таких как предусмотренные проектом фазы строительства; d) График любых испытаний и процедур приемки материалов, используемых при работах. 4.2.3 Любые дополнительные или отклоняющиеся требования, подпадающие под условия получения разрешения, представленные в настоящем документе, должны быть утверждены и согласованы до начала работ. 5 Инженерно-геологические изыскания 5.1 Общие положения 5.1.1 Глубина и объем любых изысканий должны быть достаточными для определения состояния грунта в соответствии с требованиями EN 1997-1. 5.1.2 Лабораторные и полевые испытания должны соответствовать prEN 1997-2 и соответствующему Европейскому стандарту EN 196-1 to -8, EN 196-21, EN 197-1 and -2, EN 451, EN 459-1 and -2, ENV 10080, EN 12716, EN 791 and EN ISO 14689-1). 5.1.3 При определении объема изыскательских работ на участке следует принимать во внимание соответствующий опыт выполнения подобных работ глубинного смешивания, осуществлявшихся при сравнимых условиях вблизи от участка. 5.1.4 Должен быть предоставлен отчет об исследовании участка вместе со всеми необходимыми данными, которые могут повлиять на выбор метода работ. 5.1.5 Скважины или разведочные шурфы должны быть надлежащим образом изолированы во избежание влияния на движение грунтовых вод и/или последующее строительство сваи глубинного смешивания и ее состояние. 5.2 Специальная информация 5.2.1 Идентификация и классификация грунта должна соответствовать EN ISO 14688-1 и EN ISO 14688-2. 5.2.2 Кроме общего описания геологических условий и деталей, перечисленных в EN 1997-1, отчет об исследовании участка должен включать следующую информацию о состоянии грунта для выполнения глубинного смешивания: a) состав, протяженность в плане, толщина и устойчивость поверхностного слоя, почвенно-растительный слой, наполнитель, и т.д.; b) 9 наличие булыжников или валунов, цементированных слоев или скалы, которые могут создать сложности для выполнения работ или потребуют использования специальных методов или техники; EN 14679:2005 (E) с) присутствие набухающего грунта (монтмориллонит); d) полости, пустоты или трещины; e) пьезометрические уровни грунтовых вод, их разновидности и возможное артезианское давление; 5.2.3 При необходимости, предоставляется следующая дополнительная информация: Физические характеристики и состояние: 5.2.3.1 a) пределы консистенции; b) классификация; c) плотность; d) распределение по размеру зерна; e) минералогия; f) естественное содержание воды; g) содержание органических веществ. Механические характеристики: 5.2.3.2 a) деформация и укрепление; b) прочность (на сдвиг, сжатие и растяжение); c) проницаемость. 5.2.3.3 Экологические, химические и биологические характеристики: a) качество грунтовых вод (напр., загрязнение, агрессивность, химический состав, значение pH, тип и концентрация ионов и металлов (исходные измерения); b) данные теста на загрязнение; c) тесты на выщелачивание. 5.2.4 Уровень земли и местоположение на любом этапе исследования определяется в соответствии с признанными национальными данными или относительно фиксированного ориентира. 6 Материалы и продукты 6.1 Общие положения 6.1.1 Строительство методом глубинного смешивания предполагает добавление в почву связующего и, при необходимости, одного или более из нижеперечисленных компонентов: a) добавка; b) вода; c) наполнитель; 10 EN 14679:2005 (E) d) конструктивное усиление. 6.1.2 Все материалы и продукты, применяемые в глубинном смешивании, должны соответствовать соответствующим Европейским стандартам. При отсутствии соответствующих Европейских стандартов используемые материалы и продукты должны соответствовать национальным стандартам и/или нормативным документам. 6.1.3 Все используемые материалы и продукты должны соответствовать местным экологическим требованиям. 6.1.4 Все используемые материалы и продукты должны соответствовать проектным спецификациям. 6.1.5 Для материалов, не подпадающих под существующие стандарты, должны быть проведены соответствующие испытания с целью обеспечения их соответствия проектным спецификациям. 6.1.6 Источники поставки материалов должны быть задокументированы и не подлежат изменению без предварительного уведомления. 6.2 Специальные положения 6.2.1 Не пригодная для питья вода из неизвестных источников, должна быть исследована на пригодность для использования в предназначенных целях. 6.2.2 В материалах и продуктах в качестве примесей может присутствовать существенное для экологии содержание химических веществ, и может потребоваться оценка их влияния на окружающую среду. 7 Положения, относящиеся к проектированию 7.1 Общие положения 7.1.1 На прочность свай в месте проведения работ влияют несколько факторов, такие как свойства обрабатываемого грунта, условия смешивания, смешивающий инструмент и процесс смешивания, условия затвердевания, тип и количество связующего, состояние участка и т.п. Поэтому на этапе проектирования может быть трудно с точностью определить прочность в полевых условиях. Важно провести оценку и подтвердить прочность в полевых условиях в несколько этапов путем проведения лабораторных испытаний смешивания, используя накопленный опыт, проводя полевые испытания и контрольные испытания. Проект должен корректироваться в случае невозможности достижения требований. 7.1.2 Выполнение проектов глубинного смешивания требует геотехнического проектирования, включающего несколько стадий, и может быть итеративным процессом. Цель проектирования - разработать техническую документацию, позволяющую вести работы с учетом безопасности, удобства эксплуатации, экономии и долговечности, принимая во внимание ожидаемый срок службы. Рекомендуется, чтобы стороны, ответственные за проектирование, участвовали в работе также и во время строительства. 7.1.3 Геотехническое проектирование в проектах глубинного смешивания должно основываться на ENV1991, EN 1997-1 и prEN 1997-2. В Приложении B приведены важные параметры, влияющие на общую стабильность и осадку обрабатываемого грунта. 7.1.4 Ссылки на подобный опыт допустимы, при наличии соответствующего подтверждения (напр., путем испытания прониканием, прессиометрических испытаний или других испытаний). 7.1.5 Должен быть подготовлен план производства работ, подробно описывающий работы глубинного смешивания. Как минимум, план производства работ должен подробно описывать место и цель проведения работ, необходимый срок действия проекта, возможные ограничения в фазе строительства и все риски, связанные с выполнением работ. 7.1.6 При наличии свободы в выборе материалов план производства работ должен обратить особое внимание на конкретные требования, которые могут повлиять на окончательный выбор. 11 EN 14679:2005 (E) 7.1.7 Предварительный проект может основываться на испытаниях образцов замесов, сделанных в лаборатории, и сравнительного опыта, принимая во внимание разницу в характеристиках замесов, сделанных в лаборатории, и грунта, обработанного в месте проведения работ. ПРИМЕЧАНИЕ: Для примера см. Приложение B. 7.1.8 Одного испытания может быть не достаточно для подтверждения достаточности обработки Требуются соответствующий надзор, мониторинг и учет. Зачастую годится подход, основанный на наблюдении, и проект обычно считается незавершенным, пока не получен достаточный опыт с участка. 7.2 Дополнительные проектные положения 7.2.1 Следует учитывать условия загрузки, влияние климата, гидротехнические условия и приемлемые лимиты усадки, горизонтальное смещение, разрушение структур и коммуникаций, которые могут возникнуть вследствие осуществления работ глубинного смешивания. 7.2.2 Проект должен определять и принимать во внимание экологические ограничения строительства, такие как шум, вибрация, загрязнение воздуха и воды и влияние на соседние конструкции. 7.2.3 Если свая должна выполнять функции крайней опоры, то во избежание формирования зоны с нарушенной структурой грунта у основания сваи, должно быть предписано использование подходящего смешивающего инструмента и процесса. 7.2.4 Схема расположения конкретной сваи или стены и допуски должны учитывать ограничения смешивающего инструмента. 7.2.5 Для решетчатого типа или блочного типа или перекрывающихся свай расстояние между сваями должно определяться с учетом угловой девиации и допуска на размеры. 7.2.6 Об изменениях, обусловленных непредвиденными обстоятельствами, такими как существенные изменения состояния грунта или воды, необходимо немедленно сообщать. 7.2.7 Необходимая защита и испытания должны быть предусмотрены, в случае если есть вероятность промерзания/оттаивания обрабатываемых грунтов. 7.2.8 Проект должен предусматривать возможные последствия влияния на сваи химического и физического воздействия. Особое внимание продолжительности срока службы необходимо в морских районах или на загрязненных участках. 7.3 Выбор связующего и добавок 7.3.1 При выборе связующего следует принимать во внимание состояние участка и грунта, а также природу и свойства обрабатываемого грунта. 7.3.2 Эффективность связующего и добавок должны определяться путем лабораторных исследований и /или путем проведения испытаний обрабатываемого грунта в месте проведения работ, принимая во внимание рекомендации, приведенные в пункте 7.4. 7.4 Лабораторные исследования и испытания на строительной площадке 7.4.1 Поскольку свойства обрабатываемого грунта подвержены влиянию многочисленных факторов, включая рабочий процесс, то для подтверждения возможности достижения проектных требований необходимо проведение предварительных исследований и испытаний обрабатываемого грунта. 7.4.2 При исследовании обрабатываемого грунта следует учитывать, что результаты лабораторных исследований могут превосходить результаты, которые возможны в полевых условиях (в силу, напр., более тщательного смешивания в лабораторных условиях и различных условий затвердевания). 7.4.3 При исследовании процесса и поведения обрабатываемого грунта следует учитывать улучшение грунта со временем. Степень улучшения зависит от типа и количества использованного связующего и условий затвердевания. При исследовании влияния временного фактора на образцы пробных замесов 12 EN 14679:2005 (E) нужно учитывать влияние условий затвердевания (температура, влажная выдержка, преднагружение и т.д.). 7.4.4 Во избежание местных недостатков грунта или неприемлемого проседания, или горизонтального смещения следует учитывать последовательность и скорость выполнения, время схватывания и затвердевания, а также диаметр свай. В случае если глубинное смешивание используется для фиксации загрязняющих веществ или стабилизации полигонов хранения отходов, или для других подобных целей с возможным непредсказуемым взаимодействием между связующим и материалом, находящемся в месте проведения работ, проводятся специально разработанные для конкретного участка программы испытаний. 7.4.5 7.5 Конструктивное исполнение 7.5.1 Проектная документация должна содержать требуемые рабочие характеристики и геометрию обработки, спецификации материалов или продуктов, предусмотренных в проекте, а также любую другую информацию, такую как разделение работ на этапы, и, при необходимости, предоставлять следующую информацию: a) спецификации для работ глубинного смешивания; b) требования к свае (прочностные и деформационные характеристики и проницаемость); c) ширина перекрывающейся части между смежными сваями; d) допуски для свай по длине, диаметру, наклону и положению; e) границы и геометрия установки, чертежи с заданными отметками; f) программа строительства, включая график загрузки и возможного преднагружения, а также информация о любых предусмотренных проектом ограничениях, таких как, например, фазы строительства; g) график проведения всех процедур приемки и испытаний материалов, предусмотренных для проведения работ, и всех необходимых процедур испытаний и мониторинга, осуществляемых в ходе выполнения работ; h) требования, относящиеся к возможному укреплению конструкции (класс материала и процедура установки) и график ее установки; i) погружение нижней части конструкции в несущий или непроницаемый слой; j) процедура отчетности в случае непредвиденных обстоятельств или открывшихся условий, отличающихся от того, что было предусмотрено в проекте, или в случае одобрения порядка наблюдений. 7.5.2 В случае если приемка производится на основе испытания отобранных проб грунта, проект должен содержать указание места, возраста во время испытаний, оборудование и процедуру отбора проб. 7.5.3 Для механических испытаний обрабатываемого грунта следует определить условия испытания проб и критерии приемки. Допуски в отношении обозначенных рабочих параметров должны учитывать адекватность предложенного метода испытания, особенно если этот метод непрямой, как описано в Приложении B. 7.5.4 Должны быть установлены ограничивающие значения критических параметров геотехнического проекта, а также шаги, которые необходимо предпринять в случае вероятного превышения этих значений. Любые дополнительные или отклоняющиеся требования, подпадающие под условия получения разрешения, содержащиеся в стандарте, должны быть утверждены и согласованы до начала работ. 7.5.5 8. Выполнение работ 13 EN 14679:2005 (E) 8.1. План производства работ (ППР) 8.1.1 Перед выполнением процедуры глубинного смешивания, следующий ППР как минимум должен содержать: a) идентификацию, цель и масштаб работ по глубинному смешиванию; b) описание грунтов в соответствии с EN ISO 14688-1:2002 и EN ISO 14688-2:2004; c) форму буроинъекционной сваи; d) способ глубинного смешивания; e) инструмент смешивания: форма/размеры/конфигурация поворотного устройства (устройств), позиция(-и) выпускного отверстия(-ий), форма и длина смесительного вала; f) рабочую процедуру (погружение и извлечение, смешивание и последовательность выполнения работ (см.табл. в п. 9.4.1.1); g) точность установки; параметры глубинного смешивания: тип и состав связующего, содержание связующего/фактор связующего, объемная доля суспензии, соотношение воды/связующего, добавки, наполнитель (см. табл. в п. 9.4.1.1) i) меры предотвращения пучения и усадки грунтов; j) разбивку площадки и рабочих зон; k) здания, сооружения и оборудование; l) перемещение земляных масс; m) процедуры управления качеством в соответствии с требованием контракта; n) процедуры, относящиеся к возможным вмешательствам во время операций глубинного смешивания; o) возможное изменение параметров глубинного смешивания в процессе выполнения работ; p) методики проверочных испытаний; q) рабочую документацию (планировка, чертежи, отчеты); r) оценку риска загрязнения окружающей среды; h) 8.2 Подготовка строительной площадки 8.2.1 Подготовку следует проводить в соответствии с техническими условиями на проектирование и специфическими условиями окружающей среды на строительной площадке. Сюда следует также включить удобный доступ к технике и оборудованию, земляным работам, очистку и нивелирование рабочей площадки, обеспечение достаточной несущей способности грунта под оборудование, его приёмки, осмотра и ТО, и хранение материалов. 8.2.2 Все материалы и оборудование для глубинного смешивания, доставленные на место работ, должны быть проверены на предмет соответствия спецификации к проекту (см. 6.1.2). 8.2.3 Связующие вещества должны быть защищены от воздействия влаги и воздуха, которые могут в противном случае губительно повлиять на их эксплуатационные характеристики 8.3. Полевые испытания В случае отсутствия сравнимого предыдущего опыта, должны быть проведены показательные полевые испытания для подтверждения того, что проектные требования могут быть выполнены, а также чтобы установить критические контрольные показатели. При этом используется те же оборудование, материалы, технология и процедуры, которые предусмотрены для выполнения основных работ. 8.3.1 К рабочим контрольным значениям относятся следующие: a) скорость погружения и извлечения смешивающего инструмента; b) частота вращения поворотного устройства (устройств) смешивающего инструмента; c) давление воздуха (в случае сухого смешивания) d) скорость подачи связующего/цементного раствора ПРИМ.: В отдельных случаях должны быть отслежены и другие параметры, там, где они напрямую влияют на качество и производительность работ (например, ширина напуска для подпорных стен, или скручивающие усилия, действующие на сваю в жестком слое породы). 8.4. Рабочие допуски 8.4.1 Общие 8.4.1.1 Перед установкой, положение каждой сваи должно быть определено и выверено 8.4.1.2 Сваи должны быть выполнены в рамках геометрических допусков, заложенных в проекте. 8.4.1.3 Измерения вертикальности и отклонений проводить при помощи креномера. 14 EN 14679:2005 (E) 8.5 Контроль и гарантии качества Должна быть разработана программа качества, определяющая методы и частоты обязательных проверок во время возведения и приёмки. Программа также должна определять порядок действий в отношении любых несоответствий (см. EN ISO 9000). В программе качества должен быть перечень всех документов (чертежи, ППР, схемы и т.д.) необходимых для производства работ. 8.5.1 Должно проводиться тестирование обработанных грунтов, описанное в п.9.3. Методы тестирования, указанные в Приложении В, должны использоваться в соответствии с проектными спецификациями (см. пп.7.4 и 9.3). 8.5.2 Если в ходе выполнения работ возникают условия, не соответствующие заложенным в проекте, об этом следует немедленно сообщить лицам, ответственным за проект. 8.6. Глубинное смешивание 8.6.1. Общие положения 8.6.1.1 Выполнение глубинного смешивания может быть осуществлено как влажным, так и сухим способом. Оба эти способа описаны в Приложении А. ПРИМ.1: Глубинное смешивание выполняется механическим разделением грунта вертикальным перемещением вращающейся мешалки(-ок), с введением связующего, которое гомогенизируется с грунтом при погружении и/или извлечении. ПРИМ.2: При сухом методе смешивания введение связующего обычно производится при помощи сжатого воздуха. ПРИМ.3: При методе влажного смешивания введение связующего обычно производится при помощи воды. Оборудование и мешалка должны быть точно установлены на позиции каждой сваи в соответствии с рабочими допусками согласно проекту. Во время установки каждой сваи должно измеряться количество связующего. 8.6.1.2 Должна проводиться поверка оборудования, используемого для регистрации количества подаваемого связующего или сыпучих компонентов раствора. 8.6.1.3 Все произведенные отходы должны быть собраны и удалены в соответствии с требованиями законов или норм. 8.6.2 Сухое смешивание 8.6.2.1 Процедура выполнения сухого смешивания должна следовать проектным спецификациям. ПРИМ.1: Установка обычно производится согласно следующей процедуре: — мешалка точно установлена; — вал мешалки проходит на заданную глубину обработки с одновременным разделением грунта мешалкой; — после достижения заданной глубины обработки, вал извлекается и, в то же время, связующее в зернистой или порошковой форме вводится в грунт. Мешалка, вращающаяся в горизонтальной плоскости, перемешивает грунт и связующее. ПРИМ.2: Связующее также может вводиться и перемешиваться с грунтом на стадии погружения. 8.6.2.2 Оборудование и мешалки должны соответствовать процедурам проведения работ, глубине обрабатываемого грунта, и рабочим допускам, определенным в проекте. ПРИМ.: Если связующее вводится и перемешивается с грунтом на стадии погружения, выпускное отверстие должно размещаться на, или под мешалкой. 8.6.2.3 Частота вращения поворотного устройства (устройств) и интенсивность погружения и извлечения 15 EN 14679:2005 (E) смешивающего инструмента обработанного грунта. должны быть настроены для получения достаточно однородного ПРИМ.1: Современная интенсивность погружений/извлечений мешалки обычно составляет 10мм/об, число вращения лопастей обычно составляет от 200 до 500. ПРИМ.2: Объем смесительных работ при производстве свай, смешанных сухим способом, зависит от типа и количества связующего и типа грунта. Цемент в качестве связующего требует большей энергии смешивания, чем известь. 8.6.2.4 При сухом смешивании давление воздуха следует поддерживать на минимальном возможном уровне, чтобы избежать вовлечения воздуха в раствор и подвижек грунта. ПРИМ.: Если давление воздуха слишком низкое, связующее может не заполнить всю площадь поперечного сечения сваи. Во время установки свай следует контролировать количество связующего и давление воздуха. Для достижения равномерной обработки грунта следует контролировать энергию смешивания. 8.6.3. Влажное смешивание 8.6.3.1 Процедура влажного смешивания должна следовать проектным спецификациям. ПРИМ.: Установка обычно производится согласно следующей процедуре: — мешалка точно установлена; — вал мешалки проходит на заданную глубину обработки с одновременным разделением грунта мешалкой и/или введением цементного теста (обычно цементного раствора и возможных наполнителей и добавок); — после достижения заданной глубины обработки вал извлекается и, в то же время, цементный раствор вводится в грунт и смешивается с ним. 8.6.3.2 Оборудование и мешалки должны соответствовать процедурам проведения работ, глубине обрабатываемого грунта, и рабочим допускам, определенным в проекте. ПРИМ.1: У машин с выпускным отверстием, расположенным под мешалкой, цементный раствор не добавляется в фазе возврата. ПРИМ.2: В то время как непрерывного шнека может быть достаточно для преимущественно сыпучих грунтов, связные грунты могут потребовать более продвинутые мешалки. Приводы вращения буровой трубы должны иметь достаточную мощность для разрушения структуры грунта, чтобы обеспечить наилучшее перемешивание с цементным раствором. 8.6.3.3 Частота вращения поворотного устройства (устройств) и интенсивность погружений и извлечений мешалки должны быть настроены для получения достаточно однородного обработанного грунта. ПРИМ: Современная частота вращения лопастей мешалки составляет обычно от 25 до 50 об./мин, числа вращения лопастей обычно выше 350. Во время смешивания цементный раствор подается в обрабатываемый грунт непрерывным потоком. Процесс влажного смешивания может быть прерван при условии, что цементный раствор не начал затвердевать. Мешалка заново начинает работу на глубине как минимум 0,5 м в уже обработанном грунте. Чтобы повторно распределить цементный раствор в определенной части обработанной сваи, повторно разжижать слой грунта для проходки, или для поддержания вращения поворотных устройств в период ожидания, могут осуществляться повторные проходки Плотность цементного раствора следует контролировать соответствующей аппаратурой как минимум дважды в течение рабочей смены на каждой смесительной установке. В случае ручного дозирования, частоту контроля следует увеличить. 8.7. Установка конструктивных усилений 8.7.1. Конструктивные усиления (стальные стержни, стальные решетки, рельсы) могут устанавливаться в свежесмешанные сваи или их элементы. 16 EN 14679:2005 (E) ПРИМ.: В ходе процесса установки может потребоваться вибратор. 8.7.2. Все конструктивные усиления должны быть установлены в соответствии со спецификацией к проекту (см. п.7.5.1 h). 17 EN 14679:2005 (E) 9. Надзор, испытания и мониторинг 9.1. Общие положения 9.1.1 Объемы мониторинговых и испытательных работ должны быть определены проектом. 9.1.2 Особые процедуры поверки, контроля и приемки должны быть оговорены до начала работ. 9.2. Надзор 9.2.1. Для успешной проверки соответствия сооружения проектным решениям и другим подрядным документам, руководство работами следует поручить квалифицированному персоналу, владеющему техникой производства работ. 9.2.2. Данный персонал должен быть в обязательном порядке и своевременно информирован о возникновении любых непредвиденных ситуаций, появлении новых данных о состоянии грунтов (см. 7.5.1 j). 9.3. Испытания 9.3.1 Соответствие положениям проекта будет проверяться в отношении прочностных характеристик, деформативности и однородности свай, а также, там, где это значимо, в отношении их длины и диаметра, водопроницаемости, угла наклона и дублирования. 9.3.2 Объемы и методы эксплуатационных испытаний должны быть определены до начала работ по глубинному смешиванию в каждом отдельном случае (способ применения и определенные тесты). ПРИМ.: Объемы и методы испытаний зависят от назначения сооружения и функциональных требований. В приложении В дано руководство по соответствующим методам эксплуатационных испытаний (напр., испытания на неограниченное сжатие, трехосное сжатие, испытания грунта на консолидометре, испытания свай на твердость, обратные испытания свай на твердость, определение плотности грунта коническим пенетрометром, измерение давления, сейсмотесты). 9.3.3 Контроль качества должен проводиться планомерно для всех задействованных мешалок. 9.3.4 Контрольным испытаниям следует подвергнуть статистически достаточное количество свай, чтобы установить распределение и средние значения эксплуатационных показателей свай в каждом расчетном слое грунта, подвергнутого глубинному смешиванию. 9.3.5 Конкретное количество свай, подлежащих испытаниям, определяется в каждом случае индивидуально. При этом принимают в расчет цели и масштабы работ по укреплению грунта и назначение сооружения. 9.3.6 В ряде особых случаев (напр., связанных с уменьшением подвижности, сдерживанием грунтов и применением подпорных стен), обязательно должны производиться химические исследования (как то: определение содержания химически активных веществ, уровня кислотности грунтов, содержания карбонатов, хлоридов, сульфатов и сульфидов). 9.3.7 Если существенную роль в проекте играет перекрытие конструкций, следует проверять ширину перекрывающейся части между соседними сваями. ПРИМ.: Ширина перекрывающейся части может быть проверена креномерами во время бурения и извлечения бура, а также сверлением свай или же визуально. 9.3.8 Части свай, видимые постоянно, требуется визуально обследовать на предмет неоднородностей в период производства работ нулевого цикла. 9.4. Мониторинг 9.4.1. Строительный процесс 9.4.1.1 Нижеперечисленные параметры и данные следует измерять непрерывно в течение всего периода выполнения работ, или же, как минимум, через каждые 0,5м глубины проходки (см. табл.1). 18 EN 14679:2005 (E) Таблица 1. Параметры конструкций Сухое смешивание Влажное смешивание Давление в воздушном ресивере Давление в растворе; давление воздуха (если есть) Скорость погружения и возврата Скорость погружения и возврата Скорость вращения возврата) (об/мин, для проходки и Скорость вращения возврата) (об/мин, для проходки и Объем связующего на метр глубины проходки при Объем раствора на метр глубины проходки при погружении и возврате погружении и возврате ПРИМ.: В некоторых случаях, особенно в тех, когда важна целостность стеновой конструкции, требуется измерять положение и вертикальность мешалки. 9.4.1.2. Ограниченные данные о типе грунта и гидрогеологических условиях могут быть получены путем измерения параметров работы механизма (таких, как энергопотребление и сопротивление внедрению мешалки) и обследования отвалов. 9.4.1.3 Строительный процесс должен контролироваться. Значимые параметры конструкций, равно как и данные, касающиеся состояния грунтов и конструктивных допусков, должны проверяться в ходе выполнения работ. 9.4.1.4 Мониторинг выполнения работ должен быть автоматизирован, предпочтительно с использованием компьютерных технологий. ПРИМ.: Компьютеризованная система мониторинга должна учитывать давление подачи, скорость подачи, тип мешалки, тип и количество связующего, соотношение воды и связующего. Данные выводятся в печатном виде для каждой установленной сваи. Это позволяет уже на ранних стадиях строительства судить о том, требуется ли регулировка задействованной технологии, и нужно ли устанавливать дополнительные сваи. 9.5. Характеристики обработанных грунтов 9.5.1 Вертикальные и латеральные сдвижения оснований следует измерять соответствующими методами. В некоторых случаях измеряют и другие параметры, такие как поровое давление воды. 9.5.2 Следует документировать любые отклонения от проектных значений. 9.6. Прочее 9.6.1 Измерительные приборы должны быть установлены заранее, чтобы зафиксировать стабильные исходные значения измеряемых параметров до начала работ. 19 EN 14679:2005 (E) 10. Учет данных 10.1. Учет данных во время строительства 10.1.1 Учетные записи следует вести для всех ключевых моментов строительного процесса: при выполнении свай, проведении испытаний и обследований, описанных в Главе 9. Все эти данные должны быть доступны на участке строительства. 10.1.2 При выполнении работ регистрируют следующие рабочие параметры (см. табл.2) Таблица 2. Рабочие параметры Сухое смешивание Влажное смешивание Дата и время выполнения работ Дата и время выполнения работ Ссылочный номер изделия (сваи) Ссылочный номер изделия (сваи) Тип смесительного вала и инструмента Тип смесительного вала и инструмента Интенсивность погружения и возврата, (в мм/об) или Интенсивность погружения и возврата, (в мм/об) или скорость (в м/мин) скорость (в м/мин) Скорость возврата) вращения (об/мин, для проходки Тип и состав связующего и Скорость вращения (об/мин, для проходки и возврата) Тип и состав связующего Соотношение воды и связующего Объем раствора на метр глубины проходки при Объем связующего на метр глубины при погружении погружении и возврате и возврате Конструктивные допуски (вертикальность, диаметр, Конструктивные допуски (вертикальность, диаметр, координаты) координаты) Очередность и срок выполнения Очередность и срок выполнения Отметка верха и низа сваи Отметка верха и низа сваи 10.2. Учет данных по завершении работ 10.2.1. Учет производится в виде исполнительных обмеров и обследований, включая: a) данные согласно п. 10.1; b) информацию об исполнительных характеристиках свай, включая результаты испытаний, а также данные о любых изменениях проектных характеристик; c) подробные данные об использованных материалах и изделиях; d) подробное описание значимых геотехнических характеристик грунта. 11. Особые требования 11.1. Общие положения 20 EN 14679:2005 (E) 11.1.1 В данной главе рассматриваются только те аспекты обеспечения безопасности и охраны окружающей среды на участке строительства, которые специфичны для процедуры глубинного смешивания. 11.1.2 Все европейские и внутригосударственные стандарты, технические условия и нормативные требования, касающиеся безопасности и охраны окружающей среды 11.2. Безопасность 11.2.1. Особое внимание следует уделять всем процессам, требующим работы персонала в непосредственной близости от тяжелого оборудования и механизмов. В частности, работа с мешалками может быть опасной, поэтому, для обеспечения безопасности персонала, работающего поблизости от вращающихся деталей механизмов, должны быть приняты специальные меры. При обращении с материалами и изделиями следует соблюдать инструкции производителя по безопасной эксплуатации. 11.3. Охрана окружающей среды (ООС) 11.3.1. Следует выявить и учитывать экологические ограничения строительного процесса, такие, как шум, вибрация, загрязнение атмосферы и вод, влияние на близлежащие объекты. 11.4. Влияние на близлежащие объекты 11.4.1. Если в непосредственной близости от участка строительства или в радиусе возможного влияния строительных процессов присутствуют уязвимые объекты или нестабильные грунты, их состояние должно быть тщательно обследовано и документировано как до, так и вовремя строительных работ. 21 EN 14679:2005 (E) Приложение А (справочное) Перспективы применения глубинного смешивания А.1. Введение Целью глубинного смешивания является улучшение характеристик грунтов, например, повышение прочности на сдвиг и/или на сжатие, путем перемешивания грунта с некоторыми химическими добавками, которые реагируют с веществом грунта. Такое улучшение становится возможным за счет ионного обмена на поверхности глин, связывания частичек грунта и/ или заполнения пор в грунте продуктами химической реакции. Виды глубинного смешивания выделяют по типу применяемого связующего (цемент, известковоцементная смесь с возможными добавками, например, гипса, зольной пыли и т.п.) и по методу смешивания (сухое/ влажное, вращательное/ струйное, буровое или лопастное). Развитие технологий глубинного смешивания началось в Швеции и Японии в конце 1960-х гг. Сухое смешивание с использованием обожженной (негашеной) извести в качестве связующего, было применено в середине 1970-х гг. в Японии. Примерно в это же время сухое смешивание появляется и в Швеции. Здесь в качестве связующего выступает известь-пушонка, которая позволяет улучшить усадочные характеристики мягких пластинных глин. Влажное смешивание с использованием цементного раствора в качестве связующего, было также применено в Японии в середине 1970-х гг. Затем глубинное смешивание стало применяться повсюду в мире. Позднее начали применять известково-цементную смесь с добавлением гипса, зольной пыли и шлака. После внедрения этой технологии область ее применения расширилась, оборудование совершенствовалось, изменялись упрочняющие присадки. В результате серьезных исследований и накопления практического опыта, методы глубинного смешивания стали широко применяться во многих странах мира. Глубинное смешивание стали применять для рекультивации и изоляции загрязненных территорий из-за прогрессирующего ухудшения экологической ситуации. В последнее время, были разработаны гибридные технологии по комбинированию глубинного смешивания с другими способами закрепления грунтов (таких как цементирование грунтов) или другим оборудованием (поверхностное смешивание). Развитие технологии за последнюю четверть века описано Тераси (2001г.) На Рис. А.1. показана обобщенная классификация оборудования. А.2. Области применения Существует множество вариантов применения глубинного смешивания на временных и постоянных работах, на суше и морском побережье (см. Рис. А.2) Основные варианты применения - снижение усадки грунтов, улучшение стабильности и целостности. А.3. Выполнение работ А.3.1. Общие положения Выполнение работ заключается, обычно, в установке оборудования, погружении и извлечении. Во время погружения мешалка (мешалки) рассекают и измельчают грунт на необходимую для укрепления глубину. В процессе извлечения связующее подается в грунт с постоянной скоростью, скорость извлечения смешивающего инструмента также остается неизменной. Лезвия мешалки вращаются в горизонтальной плоскости и перемешивают грунт со связующим. Существуют, однако, разновидности машин, в которых связующее подается как на стадии погружения, так и на обеих стадиях - погружения и возврата. 22 EN 14679:2005 (E) Рис. А.1. Общая классификация оборудования, используемого при глубинном смешивании (стандартизированными и комбинированными методами) Специальные мешалки могут быть использованы там, где нужно свести к минимуму движение грунтов. 23 EN 14679:2005 (E) Глубинное смешивание может осуществляться двумя различными способами: сухим, при котором связующее подается при помощи сжатого воздуха, и влажным, при котором связующее используется в виде раствора. При сухом способе в качестве связующего обычно используют смесь цемента и негашеной извести, или же смесь цемента, извести, гипса, доменного шлака или измельченной золы в гранулированной или порошковой форме. Для подачи (введения) связующего в грунт используют воздух. (Влажность грунта должна быть >20%). Рис. А.2. Применение глубинного смешивания для различных целей При влажном способе смешивания в качестве связующего чаще всего используют цемент. Сухое смешивание применяется, в первую очередь, для улучшения характеристик связных грунтов, тогда как влажный способ может также применяться и для укрепления зернистых грунтов. В ряде случаев, например, для защиты от разжижения, сухое смешивание применяют на плывунах 24 EN 14679:2005 (E) Подземное загрязнение или опасные процессы, которые могут повлиять на рабочий процесс, безопасность работ или удаление изъятого грунта с участка строительства: старые отвалы грунта, промышленные отходы, химические отходы и т.п. Помехи, такие, как крупные камни или корни деревьев, могут снизить эффективность глубинного смешивания. Планируемое качество свай должно быть определено до начала строительных работ. Принципы выполнения работ по глубинному смешиванию изложены на Рис. А.3 А.3.2. Сухое смешивание А.3.2.1. Общие положения Сухое смешивание обычно осуществляется в соответствии с несколькими общими принципами, показанными на Рис. А.4. Связующее подается в грунт сухим посредством сжатого воздуха, как это показано на функциональной схеме (А.4). Существуют две базовые технологии сухого смешивания: скандинавская и японская. 25 EN 14679:2005 (E) Рис. А.3. Принципы выполнения работ по глубинному смешиванию 26 EN 14679:2005 (E) Рис. А.4. Функциональная схема выполнения работ по сухому смешиванию Рис. А.5. Последовательность производства работ Установка свай производится согласно следующей схеме (слева направо): 1) точная установка мешалки на рабочую позицию; 27 EN 14679:2005 (E) 2) смесительный вал погружается на необходимую для укрепления грунта глубину, мешалки одновременно разрыхляют грунт; 3) по достижении проектной глубины бур постепенно выводят, одновременно заполняя шурф связующим в зернистой или порошковой форме; 4) мешалка вращается в горизонтальной плоскости, смешивая грунт со связующим; А.3.2.2. Скандинавская технология. Оборудование, используемое в скандинавских странах, позволяет формировать сваи на глубину до 25м и диаметром 0,6-1,0м. Сваи могут иметь отклонение до 70° от вертикали. Механизмы оборудованы одним смесительным валом с инъекционным соплом, расположенным на мешалке. Энергия смешения и количество подаваемого связующего измеряются и, в ряде случаев, контролируются автоматически, для того, чтобы грунт обрабатывался равномерно. Мешалку погружают на проектную глубину, после чего подготовленное количество связующего подается по встроенной трубе с выпуском, расположенным на мешалке (на стадии возврата). На стадии возврата грунт и связующее непрерывно перемешиваются вращающейся мешалкой. Обе стадии могут быть повторены для той же позиции, если это необходимо. Скорости вращения мешалки и ее возврата из шурфа регулируются так, чтобы получить однородную смесь, удовлетворяющую поставленной задаче. Трудозатраты по смешиванию, необходимые для изготовления сваи сухим способом, зависят от вида и количества связующего и типа грунтов. При использовании цемента требуется большая энергия смешения (по сравнению с известью). Также было разработано специальное контейнерное оборудование для воздуха и пыли. А.3.2.3. Японская технология. Существуют разновидности строительных машин, имеющих один или два смесительных вала. Каждый из валов в таких механизмах имеет несколько лопастей (возможный диаметр шурфа 0,8-1,3м) и может инъектировать сваи на глубину до 33м. Связующее, обычно порошковый цемент, подается в мешалку посредством сжатого воздуха. Гофрированный чехол, закрывающий каждый смесительный вал, предотвращает выброс воздуха, выходящего из-под земли. Мешалка оборудована несколькими пакетами смешивающих лопастей, что позволяет достичь однородности формируемой сваи. Инъекционные сопла расположены над и под лопастями мешалки на смесительном валу. Два смесительных вала фиксируются между собой на определенном расстоянии стальным брусом. Этот брус (а также иногда дополнительные свободно вращающиеся (произвольно или против хода) лопасти мешалки) нужен для того, чтобы на лопастях мешалки и на буре не скапливался налипший грунт. Давление воздуха и количество связующего контролируются автоматически, так достигается однородность формируемой сваи. Связующее вводится на стадии погружения или же - как на стадии погружения, так и на стадии возврата. 28 EN 14679:2005 (E) Таблица А.1. Сравнение скандинавской и японской технологий сухого смешивания Скандинавская технология Подробнее Оборудование Смешивающий механизм Дозаторная установка Японская технология Количество смесительных 1 валов кая технология 1-2 Диаметр мешалки, м 0,4-1,0 0,8-1,3 Максимальная обработки, м 25 33 глубина Расположение инъекционного сопла Верхняя пара мешалки лопастей Давление подачи, кПа Переменная 400-800 Удельная емкость, кг/мин 50-300 Нижняя часть бура и/ или лопастей мешалки (один или несколько) Максимум 300 50-200 Типовые рабочие характеристики скандинавской и японской технологий приведены в табл.А.2. Таблица 2. Типовые рабочие характеристики скандинавской и японской технологий сухого смешивания Смешивающий механизм Скандинавская технология Японская технология Скорость погружения смесительного вала, м/мин 2,0-6,0 1,0-2,0 Скорость возврата смесительного вала, м/мин 1,5-6,0 0,7-0,9 Скорость мешалки, вращения лопастей 100-200 24-64 Количество вращений лопасти на 1 п.м. глубины проходки (1) 150-500 ≥274 Количество подаваемого связующего, кг/м глубины проходки 100-250 100-300 Скорость мм/об 10-30 10-35 Обычно во время возврата Во время проходки и/или возврата возврата/ Фаза инъектирования проходки, 1) Под количеством вращений лопасти понимают точное число смешивающих лопастей, проходящих сквозь 1 п.м. шурфа. Это число определяется по формуле: T=ΣM(Nd/Vd+Nu/Vu), где Т - количество вращений лопасти (шт/м), ΣM - общее количество смешивающих лопастей, Nd - скорость вращения лопастей во время проходки (об/мин), Vd - скорость проходки лопастей (м/мин), Nu - скорость вращения 29 EN 14679:2005 (E) лопастей во время возврата (об/мин), Vu - скорость возврата лопастей (м/мин). Если раствор подается только на стадии возврата, Nd принимается равным нулю. А.3.3. Влажное смешивание А.3.3.1 Общие положения Влажное смешивание выполняется в соответствии с некоторыми базовыми принципами, обобщенными на рис. А.6. Рис. А.6. Функциональная схема выполнения глубинного смешивания влажным способом. При влажном смешивании связующим обычно является цементный раствор. Если это необходимо, в раствор добавляют наполнители (песок и присадки). Точное количество инъектируемого раствора может варьироваться в зависимости от глубины. В случае, если подающее сопло механизма расположено под мешалкой, раствор не нужно добавлять на стадии возврата. Поскольку применение шнековых буров может быть обосновано в случае с преимущественно зернистыми грунтами, возрастающая величина зерна и жесткость требуют более сложных смешивающих инструментов, оборудованных смешивающими и режущими лопастями разной формы и расположения. Приводы, вращающие бур, должны быть более мощными, чтобы перемолоть конгломераты грунта в однородную смесь с раствором. Создается раствороподобная смесь (учитывается тип грунта и используемого раствора), которая твердеет в процессе гидратации. Прочность и водопроницаемость строго зависят от состава и свойств грунта (зернистости, содержания органических веществ, типа глин, формы, размеров и жесткости зерен), количества и типа связующего и процедуры смешивания. Процесс влажного смешивания может быть прерван при условии, что раствор не начал твердеть, и продолжен с погружением мешалки минимум на 0,5м в уже обработанный грунт. Помпы для подачи раствора в инъекционное сопло должны иметь достаточную вместимость (скорость подачи и давление), чтобы подавать проектное количество раствора без потерь. Влажное смешивание применяют в центральной и южной Европе, Северной Америке и Японии. 30 EN 14679:2005 (E) А.3.3.2 Европейская технология В Европе установка свай способом влажного смешивания выполняется как посредством шнековых буров (цельных или составных, одиночных или сгруппированных), так и посредством лопастных мешалок. Это зависит от состояния грунтов и целей строительства. На укрепленных грунтах можно монтировать стеновые конструкции, стальные брусья, сетки или балки непосредственно на свежеуложенных сваях или других элементах. В процессе установки может потребоваться вибратор. А.3.3.3 Японская технология Технология влажного смешивания часто используется в Японии при строительстве и на суше, и в море. Для сооружений, располагаемых на суше, используют механизмы с одним, двумя или четырьмя смесительными валами. Мешалка оборудована несколькими пакетами смешивающих лопастей, что позволяет достичь однородности формируемой сваи. Два смесительных вала фиксируются между собой на определенном расстоянии стальным брусом. Этот брус (а также иногда дополнительные свободно вращающиеся (произвольно или против хода) лопасти мешалки) нужен для того, чтобы на лопастях мешалки и на буре не скапливался налипший грунт. Количество вращений лопасти и количество связующего контролируются автоматически, так достигается однородность формируемой сваи. Устройство оборудовано несколькими смешивающими лопастями (возможный диаметр шурфа 1,0-1,6м), и может устанавливать сваи на глубину до 48м. Бур имеет несколько смешивающих лопастей, расположенных на разных уровнях. При строительстве на море, для быстрой переработки больших объемов грунта используют крупнотоннажные рабочие судна, рис. А.7. На судне размещают мешалку, дозаторное устройство, контейнеры для хранения раствора и помещение для контрольно-измерительных приборов. Оборудование для морских работ обычно имеет больше двух смесительных валов. Оборудование для глубинного смешивания, которое на сегодня имеется в Японии, позволяет устанавливать сваи площадью поперечного сечения 1,5-6,9 кв.м. на максимальную глубину до 70м под уровнем моря. 31 EN 14679:2005 (E) Обозначения 1. Смесительные валы 2. Смешивающие лопасти 3. Силовая установка 4. Растворонасос 5. Стабилизатор давления 6. Кабина управления Рис. А.7. Японское судно для производства работ по глубинному (влажному) смешиванию на море Типовые характеристики процесса смешивания даны в табл. А.3 и А.4. 32 EN 14679:2005 (E) Таблица А.3. Основные возможности и рабочие характеристики европейской и японской технологий влажного смешивания Оборудование Мешалка Дозаторная установка Контейнер раствором с Подробно Количество насосных штанг мешалки Диаметр мешалки, м Максимальная глубина проходки, м Положение инъекционного сопла Давление подачи, кПа Объем контейнера с раствором, куб.м Удельная емкость, куб.м/мин Максимальная вместимость, т На суше, Европа 1-3 На суше, Япония 1-4 На море, Япония 2-8 0,4-0,9 1,0-1,6 1,0-1,6 25 48 70 под моря На подающем стержне 500-1000 На подающем стержне и лопастях 300-600 На подающем стержне и лопастях 300-800 3-6 3 3-20 0,08-0,25 0,25-1,0 0,5-2,0 30 50-1600 уровнем Таблица А.4. Типовые рабочие характеристики европейской и японской технологий влажного смешивания Мешалка Скорость проходки смесительного вала, м/мин Скорость возврата смесительного вала, м/мин Скорость вращения лопастей мешалки, об/мин Количество вращений лопасти на п.м. проходки Количество инъектируемого раствора, кг/куб.м Стадия подачи раствора На суше, Европа 0,5-1,5 На суше, Япония 1,0 На море, Япония 1,0 3,0-5,0 0,7-1,0 1,0 25-50 20-40 20-60 по самому длинному шнековому буру 350 350 80-450 70-300 70-300 Проходка и/или возврат Проходка и/или возврат Проходка и/или возврат А.3.4. Виды установки свай В зависимости от целей глубинного смешивания применяют различные виды установки свай. См. рис. А.8-А.12. Если главной целью является минимизация усадки грунта, сваи обычно устанавливаются по сетке из равносторонних треугольников или квадратов. С другой стороны, если требуется укрепить канал или дамбу, сваи устанавливаются в стенах откоса перпендикулярно предполагаемой поверхности скольжения грунта. Дублирование свай особенно важно в случае, если они устанавливаются с целью сдерживания чего-либо. Дублирование применяется при блокированном, стеновом и ячейковом способах установки. Пример установочной последовательности дублирующих свай для создания связанных стен показан на рис. А.10. Установка свай в различных (U-образных, эллиптических, радиальных) сетках создает эффективные барьеры против горизонтальных усилий разного характера (подпор грунта, поверхности скольжения и т.п.). 33 EN 14679:2005 (E) Обозначения 1 - линейная 2 – групповая 3 - треугольная сетка 4 - квадратная сетка Рис. А.8. Примеры свайных конфигураций при сухом смешивании Рис. А.9. Блокированный тип установки (при сухом смешивании) с перехлестом свай Обозначения 1 - стеновой тип 2 - ячейковый тип 34 3 - блокированный тип 4 - площадной тип EN 14679:2005 (E) Рис. А.10. Примеры свайных конфигураций при влажном смешивании на суше Обозначения 1 - блокированный тип 5 - соприкасающиеся сваи 2 - стеновой тип 6 - соприкасающиеся стены 3 - ячейковый тип 7 - соприкасающиеся ячейки 4 - точечный тип 8 - соприкасающиеся блоки Рис. А.11. Примеры свайных конфигураций при морских работах Рис. А.12. Пример связной стены, формируемой влажным способом, и последовательность установки свай. 35 EN 14679:2005 (E) А.3.5. Комбинированные методы А.3.5.1. Общие положения Существует несколько методов, основанных на технологиях, подобных глубинному смешиванию. Эти методы, в данном случае названные комбинированными, постоянно развиваются, чтобы обеспечить эффективное решение особо важных проблем при земляных работах. Эти методы обычно объединяют влажное и сухое смешивание. Ниже описаны некоторые применяемые и востребованные подрядчиками комбинированные методы, например, массовая стабилизация, струйная геотехнология, комбинированная с сухим смешиванием, и т.п. А.3.5.2. Массовая стабилизация В тех случаях, когда грунты - в крайне неудовлетворительном состоянии (например, торфяники, иловые отложения, отложения органических и пластичных глин), может потребоваться массовая стабилизация, при которой весь объем грунта обрабатывается, обычно, на глубину 2-3 метров. В настоящее время максимальная глубина такой обработки – 5 метров. Устройства для массовой стабилизации сильно отличаются от буроинъекционных машин. Связующее подается в смесительный коллектор, при этом мешалка вращается и одновременно движется в горизонтальной и вертикальной плоскости. В большинстве случаев устройство для массовой стабилизации - это обычный экскаватор, дополненный, однако, мешалкой. Два типа технологии массовой стабилизации представлены на рис. А.13. Обозначения Цистерна стабилизатором + весы со 5 Торф, ил или глина 2 Рабочая машина 6 Направление массовой стабилизации 3 Мешалка 7 Геотекстиль (для укрепления) 8 Предварительно подготовленная дамба 1 4 Обработанные или глина торф, ил Рис. А.13. Два типа массовой стабилизации 36 EN 14679:2005 (E) А.3.5.3. Струйная геотехнология, комбинированная с сухим смешиванием Был разработан новый метод, сочетающий преимущества механического смешения и струйной обработки грунта. Такие машины оборудованы смесительным валом, так и реактивным соплом, что позволяет устанавливать сваи диаметром, превышающим диаметр мешалки. Струйное перемешивание также позволяет легко устраивать перехлест свай. Диаметр свай может варьироваться в зависимости от того, применяется струя или нет. Струйная геотехнология подробно описана в EN 12716, [12] и [22]. А.3.5.4 Метод CDM-LODIC В Японии был разработан новый метод глубинного смешивания для целей снижения латеральных сдвигов грунта во время строительства. Согласно данному методу, группа шнековых буров устанавливается в верхней части смесительного вала, чтобы удалять извлеченный грунт на поверхность земли. Смещения прилегающих грунтов или близко расположенных сооружений можно устранить, замещая весь объем удаленного грунта равным объемом цементного раствора [12] и [22]. А.3.5.5. Метод FMI (нем., сокр. "Прорез, Смешивание, Инъектирование") Метод FMI (Fras-Misch-lnjektionsverfahren) разработан в Германии. Он заключается в перемешивании слабых грунтов с цементным раствором до однородной массы в глубоких бороздах, при помощи специального фрезерного механизма (нем. Fräsmaschine, в дальн. FMI-машина). FMI-машина представляет собой гусеничную машину высокой проходимости, оборудованную кабиной водителя, силовым приводом и цепной пилой. Лезвия пилы проворачиваются посредством системы двух цепей, сама пила управляется из кабины водителя. Угол наклона пилы может достигать 80°, она прикреплена к машине сзади и может быть спозиционирована строго перпендикулярно рабочей плоскости. Благодаря особому расположению лезвий, грунт не изымается, а смешивается с цементным раствором на месте. Скорость движения, глубина прорезания грунта и количество подаваемого раствора контролируются компьютером. Пила оборудована инъекционной трубкой и соплами. Цементный раствор смешивается отдельно и подается на режущий механизм по инъекционной трубке. Средняя скорость подачи раствора - 100 куб.м/ч. данный метод обеспечивает возможность обработки грунта на глубину до 9м. Ширина прорезаемой борозды варьируется от 1,0м при глубине 6 м до 0,5м при глубине 9м. А.4. Оценка строительного процесса Следует учитывать возможные негативные влияния при производстве глубинного смешивания: смещение грунтов, нарушение стабильности откосов или проблемы с чувствительными геоструктурами. Примеры использования глубинного смешивания для целей обездвижения грунтов и обеспечения их стабильности, для предупреждения неблагоприятного воздействия на прилегающие структуры, а также в качестве подпорной стены при больших объемах срезки грунта, показаны на рис. А.14. Химические реакции между веществом грунта и связующего приводят к повышению температуры в массе грунта, что наблюдается до тех пор, пока реакции не прекратятся. При работе со смесительным оборудованием следует уделять должное внимание требованиям безопасности. Негашеная известь реагирует с влажным воздухом или водой с выделением большого количества тепла. Вследствие этого происходит быстрое объемное расширение и нагрев смеси, что может привести к пожару или взрыву. Известь - едкое токсичное вещество, поэтому в качестве мер предосторожности следует работать в плотно прилегающих защитных очках, перчатках и маске. Цемент также достаточно едок. 37 EN 14679:2005 (E) Обозначения a - стабилизация/ обездвижение дорожной насыпи; b - стабилизация высокой дамбы; c - ассиметричное обездвижение берегового устоя моста; d - стабилизация откоса; e - исключение влияния близко расположенного сооружения; f - укрепление котлована от воздействия давления/пучения грунта; g латеральная устойчивость свайного фундамента; h - несущая способность морской дамбы; i - несущая способность волнореза. Рис. А.14. Различные виды применения глубинного смешивания (по данным Ассоциации CDM [23]) 38 EN 14679:2005 (E) Приложение В (справочное) Вопросы проектирования В.1. Общие положения В.1.1. Область применения Вопросы проектирования, рассмотренные в настоящем приложении, связаны с организацией разработки технологического процесса, выбором связующего, лабораторными и полевыми испытаниями, а также с влиянием схемы размещения и эксплуатационных характеристик свай на проект. В данном приложении не рассматриваются подробно принципы и методы геотехнического проектирования, которым посвящен стандарт EN 1997-1. Поскольку глубинное смешивание - это процесс улучшения свойств грунтов, в проекте учитывают два разных аспекта: - функциональный расчет описывает требуемое проектное взаимодействие обработанных и необработанных грунтов; - при разработке технологического процесса описываются те средства, которые должны быть задействованы для достижения обработанным грунтом расчетных эксплуатационных характеристик, для чего выбираются и изменяются учетные параметры процесса. В.1.2. Применение Область применения глубинного смешивания связана с рассмотрением и решением проблем, касающихся следующего: - предотвращение усадки (напр., дамб или строений); - обеспечение стабильности (строений и дамб); - укрепление откосов и котлованов; - повышение несущей способности, предотвращение усадки и латерального расширения под динамическими и циклическими нагрузками (напр., в сейсмичных регионах); - обездвижение и/ или локализация хранилищ отходов или загрязненных участков грунта; - возведение сдерживающих сооружений; - снижение вибраций и их влияния на сооружения и людей. 39 EN 14679:2005 (E) В.2. Принципы проектирования Грунты, обработанные глубинным смешиванием, должны проектироваться и выполняться таким образом, чтобы поддерживаемая структура, в течение всего предполагаемого срока ее эксплуатации, при достаточном уровне надежности и экономической целесообразности, оставалась пригодной к использованию по выбранному назначению и выдерживала бы все нагрузки и воздействия, которые могут возникнуть в процессе сооружения и эксплуатации. Поэтому должны выполняться требования удобства эксплуатации, обслуживания и предельных возможных нагрузок. Эти требования должны быть заданы заказчиком. Проект должен выполняться в соответствии с требованиями, изложенными в стандарте EN 1997-1. Т.н. итеративные расчеты, основанные на результатах, полученных при различных испытаниях, являются важной частью проекта. Здесь особое внимание уделяется тем факторам, которые наиболее важны для процесса выполнения работ по глубинному смешиванию и его целей. Расчеты производятся для наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок, которые могут возникнуть во время строительства и обслуживания. Процесс глубинного смешивания может вызвать кратковременное уменьшение сопротивления обрушению в результате вызванного им превышения порового давления воды и смещения грунтов. Буроинъекционные сваи должны быть расположены таким образом, чтобы избежать возникновения слабых участков в некоторых сваях, так как это может оказать негативное воздействие на стабильность сооружения. Анализируя устойчивость, важно принимать в расчет различия в поведении обработанного и необработанного грунта при сжимающих/ растягивающих нагрузках. Для укрепления котлованов наиболее существенными параметрами являются сжимающие нагрузки на обработанный грунт и его пучение. На рис. В.1 показано итеративное проектирование, включающее функциональный расчет и разработку технологического процесса. 40 EN 14679:2005 (E) Рис. В.1. Итеративное проектирование, включающее лабораторные испытания, функциональные расчеты, полевые испытания и разработку технологического процесса. В.3. Выполнение работ по глубинному смешиванию Цель стандартизированных лабораторных испытаний (камерное смешивание) - получение данных о типе и количестве связующего, соответствующих разрабатываемой конструкции. Испытания должны проводиться для образцов каждого слоя грунта. В большинстве случаев лабораторные и полевые данные о прочности разнятся. Предварительная разработка технологического процесса основывается на результатах лабораторных испытаний, базе данных и информации о схожем опыте строительства, как это показано на схеме В.1. Перед тем, как приступить собственно к строительным работам, сооружают опытные образцы свай. На них проводят полевые испытания, чтобы подтвердить соответствие выбранной дозировки, типа связующего и энергии смешения требуемой прочности и однородности. Если полевые испытания не дают результатов, удовлетворяющих проектным требованиям, следует пересмотреть расчетную часть и организацию технологического процесса. В.4. Выбор связующего Крепители, используемые при сухом смешивании, обычно состоят из цемента или известково-цементной смеси; при влажном смешивании это цемент. Выбор связующего - важный аспект глубинного смешивания, который в большей степени зависит от состояния грунтов и целей их укрепления. Испытания связующих с теми грунтами, которые подлежат укреплению, обычно закладываются в проект в обязательном порядке. Краткое описание обычно применяемых связующих дано в таблице В.1. 41 EN 14679:2005 (E) Таблица В.1. Связующие, обычно применяемые при глубинном смешивании Тип грунта Глина Пластичная глина Органические глины и ил Торф Сульфатные грунты Наносы ила Применяемое связующее Известь или известково-цементная смесь Известь или известково-цементная смесь Известково-цементная смесь или смесь цемента с гранулированным доменным шлаком или известково-гипсовая смесь Цемент или смесь цемента с гранулированным доменным шлаком или смесь цемента, извести и гипса Цемент или смесь цемента с гранулированным доменным шлаком Известково-цементная смесь или цемент При влажном смешивании в большинстве случаев используется цемент. Для грунтов с высоким содержанием органики или для слишком мягких грунтов с большим содержанием воды могут применяться особые связующие. Смеси зольной пыли, гипса и цемента могут использоваться, если требуется меньшая прочность обрабатываемого грунта. Для улучшения пластических свойств и стабилизации растворов часто используется бентонит. В.5. Испытания В.5.1. Общие положения Используемый метод испытания должен быть адаптирован к целям глубинного смешивания. Так, для предотвращения усадки следует, прежде всего, оценивать модуль упругости грунта, тогда как при повышении прочности и предотвращении обрушений, оценивается, в первую очередь, прочность свай. Определяющими факторами при обездвижении и/ или локализации хранилищ отходов или загрязненных участков грунта являются перехлест и низкая водопроницаемость свай. В.5.2. Лабораторные испытания В.5.2.1 Общие положения Лабораторное испытание представляет собой одно из средств анализа возможностей укрепления исследуемого грунта и проверки результатов глубинного смешивания. Испытанию подвергаются как образцы грунта, смешанные лабораторно, так и образцы, взятые на различной глубине из установленных свай. В.5.2.2. Образцы, смешанные лабораторно Образцы, смешанные лабораторно, предоставляют возможность определить, какое количество и тип связующего (или комбинация связующего, наполнителя и добавок), какие связующие свойства и соотношение связующего и воды требуются для стабилизации грунта в намеченных целях. Для лабораторного исследования образцов грунта и связующего рекомендуются следующие процедуры. включенные в руководство по проектированию [6]: - лабораторная процедура по приготовлению и хранению тестовых образцов грунта, укрепленного связующим веществом (для исследований по глубинному смешиванию и применению свай); - лабораторная процедура по приготовлению и хранению тестовых образцов грунта (главным образом, торфа), укрепленного известью и цементоподобными смесями (для исследований по применению массовой стабилизации); ПРИМ.: Лабораторная процедура по приготовлению и хранению тестовых образцов грунта для японской технологии сухого и влажного смешивания была стандартизирована Японским Геотехническим Обществом. Корреляция между прочностными характеристиками лабораторных образцов и теми же свойствами в полевых условиях точно не определена. Если появятся обширные опытные данные о корреляции между прочностными характеристиками лабораторных образцов и теми же свойствами свай, установленных в грунт того же геологического происхождения, может быть выведен стабильный коэффициент корреляции. При этом для изготовления образцов нужно использовать тот же тип мешалки и связующего и то же количество связующего, что и на местности. В.5.2.3. Буровые пробы Буровые пробы могут быть взяты при помощи колонкового оборудования для роторного бурения. Буровые пробы можно использовать для изучения деформационных свойств, прочности и однородности. Выбор технологии кернового бурения и диаметра керна в наибольшей степени зависит от прочности и гранулометрического состава обработанного грунта. Для свай, заглубленных в мягкие грунты, рекомендуется использовать тройные колонковые трубы для забора образцов (кернов). Количество кернов зависит от размеров и\или сложности проекта. Рекомендуется забирать минимум три образца во время строительства. Забор образцов должен проводиться по всей глубине укрепления. Скорость набора прочности при сухом и влажном смешивании в корне отличается. На нее влияет содержание влаги в грунте 42 EN 14679:2005 (E) и характеристики гидратации связующих. Температура также значительно влияет на набор прочности. Из-за процесса гидратации связующего, который зависит от различных параметров (тип связующего, его связующие свойства и объем обработанного грунта) температура в грунте возрастает. Повреждение образца может вызвать трудности при испытаниях и оказать влияние на его характеристики. Забор буровых проб следует сочетать с другими методами испытаний, перечисленными ниже. Прочностные характеристики и модуль упругости, E col, образцов обычно определяются испытаниями на неограниченное сжатие. Однако, полученные таким образом результаты будут искажены присутствием трещин в образцах. Если трещины могут быть обнаружены и измерены, предпочтительно проведение испытания на трехосное сжатие (см. prEN 1997-2). Модуль упругости образцов, М col, определяется испытанием на консолидометре (см. prEN 1997-2). Для оценки усадочного поведения укрепленного грунта модуль упругости сваи более показателен, нежели консолидометрический модуль. Использование консолидометрического модуля вместо модуля упругости при анализе усадки приводит к недооценке долговременных усадочных процессов [1]. Для проведения испытаний на водопроницаемость требуется изготовить специальное оборудование, так как стандартной аппаратуры не существует. Однако, водопроницаемость может быть оценена обратным расчетом, исходя из коэффициента слипания, полученного при консолидометрическом испытании. В.5.2.4. Влажные пробы Забор влажных проб практикуется в европейской технологии влажного смешивания. Влажные пробы берут до начала схватывания обработанного грунта. Их изымают на критической глубине свай при помощи соответствующего инструмента, обычно или один образец на каждые 500 куб.м обработанного грунта, или один образец в день. Образцы получают следующим образом: опускают инструмент для забора влажной пробы на исследуемую глубину, захватывают жидкий образец, закрывают инструмент для забора влажной пробы и поднимают образец на поверхность земли, где материал обрабатывается и помещается в цилиндры для испытаний. Образцы твердеют при требуемой температуре в формах стандартных размеров, цилиндрических или кубических. Испытания образцов, описанные выше, обычно проводятся после 7 и 28 дней твердения. Условия твердения обработанного грунта на месте отличаются от условий твердения образцов, поэтому прочностные характеристики и скорость набора прочности у последних будут выше. 43 EN 14679:2005 (E) В.5.3. Полевые испытания В.5.3.1. Пробные полевые испытания Вследствие неопределенности в отношении применимости лабораторно установленных характеристик свай, рекомендуется проводить испытания на месте. Одна из наиболее важных характеристик, а именно однородность свай, может быть подтверждена зондированием или забором буровой пробы, что описано выше, и/или подъемом на поверхность всей сваи. Определение свойств водопроницаемости и механической проницаемости свай требует специального оборудования. Пробное полевое испытание этих свойств требует, обычно, установки двух или трех свай с применением разных типов связующих. Другой важный аспект полевых испытаний - это определение критерия для строительного контроля глубинного смешивания. При строительном контроле определяют следующие оценочные параметры: скорость проходки и возврата мешалки, скорость вращения и крутящий момент мешалки, ширина перехлеста и скорость подачи связующего/ раствора. Если свая должна быть закреплена в твердом скальном основании, крутящий момент и/или изменение сопротивления проходке измеряют, чтобы установить критические оценочные параметры строительного контроля. В.5.3.2. Прямое определение механических свойств Измерения давления (см. prEN 1997-2) могут служить основанием для определения прочности свай на сдвиг и сжатие. Для измерений требуется пробурить канал в теле сваи, куда может быть помещен манометр. Геофизические измерения могут служить основой для определения свойств обработанного грунта под воздействием динамических нагрузок. Также они могут использоваться для исследования цельности свай и для непрямого определения модуля деформации и деформирующего усилия. Однако, методы интерпретации результатов геофизических измерений еще находятся в стадии разработки. В.5.3.3. Исследование однородности и непрямое определение механических свойств Испытания на коническом пенетрометре используются для определения прочностных характеристик и цельности сваи. Метод таких испытаний потенциально органичен в использовании по сравнению с испытанием свай на твердость, поскольку необходимо выдерживать вертикаль. Конический пенетрометр позволяет обследовать только часть всего объема сваи из-за размеров конуса. Чтобы конус держался вертикально внутри сваи, зачастую необходимо пошаговое сверление. Статические/ динамические испытания на твердость, являющиеся комбинацией испытаний на твердость и ударную прочность, используются для обработанных грунтов с пределом прочности при неограниченном сжатии <4 МПа. Испытание твердости свай проводится с использованием зонда, который вдавливается по центральной оси сваи со скоростью около 20мм/с, с постоянной записью значений сопротивления проникновению. Зонд оборудован двумя лопастями, расположенными по бокам. Этот метод может быть применен для свай с максимальным заглублением до 8м и пределом прочности при неограниченном сжатии <300 кПа. Если сваи заглублены больше, зонд может оказаться в грунте снаружи сваи. Этого можно избежать, если просверлить вертикальный канал по центральной оси сваи. Сверление следует производить без резких толчков. В случае надсверливания, испытание на твердость может проводиться для свай с максимальным пределом прочности при неограниченном сжатии 600-700 кПа и заглублением 20-25м. Обратный тест на твердость позволяет определить целостность сваи на всем ее протяжении. Для этого теста зонд-крыльчатка, такой же, как в предыдущем описанном тесте, крепится к стальному тросу, закладываемому под основание сваи в процессе ее изготовления. Стальной канат должен иметь прочность на разрыв не менее 150 кН; он проходит сквозь все тело сваи вплоть до поверхности земли. Прочность сваи определяется измерением сопротивления, возникающего при подъеме зонда на поверхность. Изъятие зонда следует проводить со скоростью около 20 мм/с. Тип лопастей зонда должен быть тем же, что и при испытании сваи на твердость. Как было показано, этот метод может служить для измерения изменений прочности по глубине сваи в большей степени, нежели для прямого измерения прочности на сдвиг. В настоящее время метод еще находится в стадии разработки. 44 EN 14679:2005 (E) В.5.3.4. Испытания на водопроницаемость Измерения проницаемости под давлением проводятся так же, как и измерения давления, и являются основой для определения водопроницаемости свай в радиальном направлении. Для определения характеристик водопроницаемости на месте могут проводиться различные виды полевых испытаний. Однако, не существует стандартизированного оборудования для проведения этих тестов. Обозначения 1 - Несущий стержень 1/2" 2 - Трубка, dy=36мм, с резьбой на поверхности 3 - Клин, фиксирующий несущий стержень 4 - Резьба на внутренней поверхности зондировочного щупа 5 - Несущий стержень 1/2" Рис. В.2. Зонд-крыльчатка, используемый в обычном и обратном испытании сваи на твердость В.6. Взаимосвязь различных свойств обработанного грунта В.6.1. Полевая и лабораторная прочность Различные условия смешивания и твердения обусловливают разницу между грунтом, смешанным лабораторно и непосредственно в поле. Процедуры лабораторных испытаний в Европе и Японии различаются, как отмечалось в параграфе 5. В каждом из регионов используют разные инструменты смешивания, что затрудняет сравнение полевой и лабораторной прочности в общем случае. Однако, если используются одни и те же инструменты для смешивания, организован стандартизированный контроль качества, сравнение полевых и лабораторных образцов обработанного грунта, основанное на накопленном опыте, становится возможным. Из шведского опыта сухого глубинного смешивания на мягких пластичных глинах основания следует, что соотношение полевой прочности и прочности лабораторного образца варьируется от 0,2 до 0,5. Если речь идет о зернистых грунтах, соотношение полевой прочности и прочности лабораторного образца, вероятно, будет намного больше. Гранулометрические показатели зернистых грунтов в наибольшей степени влияют на это соотношение. Для метода CDM (метод глубинного смешивания цемента) - наиболее распространенного метода влажного смешивания в Японии, - Ассоциация CDM установила процедуру контроля качества для минимального количества вращений лопасти. При обычном методе сухого смешивания - метод DJM (сухое струйное смешивание), - используется оборудование того же производителя. Накопленный в Японии опыт и данные по применению методов CDM и DJM на суше, обобщены на рис. В.3, а для CDM-метода - на рис. В.4. 45 EN 14679:2005 (E) Обозначения 1 - Полевая прочность, quf, МПа 2 - Лабораторная прочность, qul, МПа Рис. В.3. Соотношение показателей прочности при полевых и лабораторных испытаниях (для сооружений на суше [19]). 46 EN 14679:2005 (E) Обозначения 1- предел прочности при неограниченном сжатии для обработанного грунта в полевых условиях, quf, МПа 2 - предел прочности при неограниченном сжатии для обработанного грунта в лабораторных условиях, qul, МПа 3 - глина 4 - песок } 5 - дамба Дайкоку 6 - глина, порт Хацукаити 7 - глиняные наносы 8 - песчаные наносы } 9 - порт Канда 10 - порт Тиба 11 - порт Китакюсю Рис. В.4. Соотношение показателей прочности при полевых и лабораторных испытаниях (для сооружений на море [5]). В.6.2. Взаимосвязь механических характеристик и предела прочности на неограниченное сжатие Пределы прочности на изгиб, растяжение, модуль упругости и водопроницаемость часто требуются при проектировании. Эти характеристики могут быть получены испытанием буровых проб, взятых на месте из обработанного грунта по завершении строительных работ. На стадии проектирования, однако, возможно, на основании имеющихся данных, предположить величину этих показателей. Для японской технологии влажного смешивания в Институте Технологий развития прибрежных территорий (Япония) накоплен и обработан богатый фактический материал [5]. 47 EN 14679:2005 (E) В.7. Вопросы проектирования В.7.1. Устойчивость В.7.1.1. Средневзвешенная прочность на сдвиг Часто целью установки свай является стабилизация откосов, дамб или стен котлованов. В этом случае сваи желательно устанавливать по числу стен с каждой стороны, перпендикулярно откосу, дамбе или котловану (см. приложение А). Устойчивость анализируется на основании средневзвешенных значений прочностных характеристик необработанного грунта и самих свай. Обрушение обычно происходит вдоль плоской или криволинейной поверхности обрушения, где нарушена прочность свай и окружающего грунта на сдвиг. В.7.1.2. Влияние размещения свай вдоль потенциальной поверхности обрушения В случае, когда для обеспечения устойчивости используются одиночные сваи, следует учитывать возможный риск их разрушения при изгибе. Сваи будут вести себя по-разному, будучи расположенными в активной зоне или в зоне относительно чистого сдвига, или же в слабой зоне потенциальной поверхности обрушения (см. рис. В.5). В активной зоне осевая нагрузка на сваю способствует возрастанию сопротивления сдвигу или изгибу, тогда как в слабой зоне сваи могут быть даже разорваны напряжением. Вследствие этого сваи в активной зоне лучше всего подходят для повышения устойчивости грунтов. В зоне сдвига и в слабой зоне сваи, размещенные в виде стен с контрфорсами или в виде блоков, более эффективно предотвращают разрушении при сдвиге, нежели одиночные сваи. Обозначения 1 - слабая зона 2 - зона сдвига 3 - активная зона Рис. В.5. В активной зоне осевая нагрузка на свайу способствует возрастанию сопротивления сдвигу или изгибу, тогда как в слабой зоне сваи могут быть даже разорваны напряжением. В.7.1.3. Перехлест свай Сваи, устанавливаемые для повышения устойчивости, обычно размещают одиночными или сдвоенными рядами вдоль откоса, котлована или дамбы, и перпендикулярно их стенкам. Это повышает эффективность в сравнении с установкой одиночных свай, так как негативный эффект собственной слабости сваи, а также риск ее разрушения при изгибе нивелируется. Момент сопротивления отдельных рядов свай должен быть достаточно велик, чтобы предотвратить обрушение. Перехлест свай в отдельных рядах, создающий сплошную стену из свай, повышает момент сопротивления. Опрокидывания свай можно избежать, если увеличить длину ряда и, соответственно, количество свай в рядах. Важен тот факт, что в зоне перехлеста свай обработанный грунт приобретает достаточно высокую прочность на сдвиг, поэтому перехлест свай обоснован. Важно также выдерживать вертикальность перекрывающихся свай по всей длине ряда. Прочность стабилизированного грунта на сдвиг в зоне перехлеста обычно определяет латеральную устойчивость рядов свай. В.7.1.4. Интервалы между сваями Из-за интервалов между сваями обрушение может возникнуть в зоне сдвига, если поверхность обрушения расположена близко к оголовкам свай, и внутри зоны перехлеста низкое сопротивление разрыву. Такие интервалы снижают сопротивление свайной стены сдвигу. Можно ожидать, что сопротивление обработанного грунта разрыву в зоне перехлеста составит от 5 до 15% предела прочности на неограниченное сжатие (значение может быть выше или ниже в зависимости от качества и эффективности глубинного смешивания). В.7.1.5. Скрепление свайных рядов Сопротивление скрепленных свай становится решающим фактором, если поверхность обрушения расположена близко к основанию ряда. Если сваи установлены отдельно друг от друга, сопротивление сдвигу свай в ряду будет таким же, как если бы сваи были одиночными. 48 EN 14679:2005 (E) В.7.1.6. Опрокидывание ряда несущих свай Осевая нагрузка на сваи, расположенные в конце ряда несущих свай, может быть очень высокой, если на свайный ряд воздействует вращательная нагрузка. Полученная таким образом максимальная осевая нагрузка не должна превышать значений, близких к пределу прочности на неограниченное сжатие для отдельной сваи. В.7.1.7. Применение несущих свайных стен Несущие стены с усиленными балками обычно проектируются как сводчатые конструкции. В.7.1.8. Применение блокированных свай Поскольку свойства обработанного грунта "на месте" несколько отличаются от свойств прилегающих необработанных грунтов, предполагают, что обработанный грунт - это жесткий конструктивный элемент, погруженный в землю для передачи внешних нагрузок на устойчивое основание (Китадзумэ и др., 1996), см. рис. В.6. Для упрощения принимают способ проектирования, аналогичный проектированию сооружений тяжелого типа, таких, как бетонные подпорные стены. На первом этапе процесса проектирования проводят анализ устойчивости надземной части конструкции, для того, чтобы подтвердить, что надземная и подземная части работают как единое целое. Второй этап заключается в анализе устойчивости обработанного грунта, обусловленной внешним воздействием; при этом оценивается разрушение сдвигом, переворотом и несущая способность. На третьем этапе проводят анализ внутренней устойчивости, при котором оценивают нагрузки на обработанный грунт от внешних усилий; требуется подтвердить, что эти нагрузки не превышают предельно допустимых величин. В конце анализируется смещение обработанного грунта. В Японии, при проектировании сейсмоустойчивой надземной конструкции, применяют анализ интенсивности сейсмических нагрузок; циклические динамические нагрузки переводят в статические путем умножения удельного веса конструкции на сейсмический коэффициент. При более сложных схемах укрепления грунта, которые основаны на взаимодействии обработанного грунта и неукрепленного грунта между свай, желательно применять более продвинутые 2-D или 3-D расчеты упруго-пластических деформаций методом конечных элементов, чтобы определить напряжения и сдвиги, возникающие в укрепленном грунте. Разумеется, на качество результата серьезно влияет верный выбор исходных параметров. 49 EN 14679:2005 (E) Рис. В.6. Последовательность операций проектирования укреплений блокированного типа (Япония) [9] В.7.2. Усадка В.7.2.1. Суммарная усадка Проектирование, связанное с деформациями в буроинъекционных сваях, элементах или конструкциях фундаментов или подпорных стен, должно производиться в соответствии с EN 1997-1. Сваи, устанавливаемые для снижения усадочных деформаций дамб, наиболее часто располагают по сетке из правильных треугольников или квадратов. Анализ усадочных деформаций, в основном, опирается на предположение о равных деформационных условиях - другими словами, предполагается, что сводчатая конструкция перераспределяет нагрузку, так что вертикальные деформации в сваях и окружающем грунте на определенной глубине становятся равными. Среднее значение усадки для группы свай будет ограничено противодействующими касательными напряжениями в необработанном грунте, возникающими по периметру группы. Очень малого относительного смещения (в несколько миллиметров) достаточно для возникновения сопротивления сдвигу в грунте. Противодействующие касательные напряжения будут вызывать угловую деформацию в укрепленном грунте по периметру группы, и, следовательно, вызывать неравномерную осадку внутри нее. Противодействие - а с ним и неравномерная осадка, - со временем прекратится из-за вынужденной консолидационной осадки в окружающих грунтах. По этой причине данное явление обычно игнорируется в анализе усадки. В.7.2.2. Скорость усадки При сухом смешивании, где водопроницаемость свай может быть выше, чем водопроницаемость окружающего грунта, сваи могут ускорить процесс уплотнения так же, как это происходит с вертикальными дренами. Однако, скорость усадки зависит не только от дренажного эффекта. При взаимодействии жесткого укрепленного и мягкого и липкого неукрепленного грунтов, наиболее частым феноменом становится перераспределение нагрузок в системе с течением времени. В момент нагружения приложенная сила передается избыточным поровым давлением воды. Благодаря постепенному возрастанию жесткости свай, постепенная передача нагрузки от грунта на сваи вызывает временное снижение нагрузки на грунт. В результате, избыточное поровое давление воды в мягком грунте быстро убывает, даже в отсутствии радиального оттока воды. Перераспределение нагрузок - одна из основных причин как уменьшения усадки, так и увеличения ее скорости. Поэтому, даже если водопроницаемость свай находится на том же уровне, что и водопроницаемость прилегающих грунтов, процесс уплотнения ускоряется из-за присутствия свай. Таким образом, обмен нагрузками между сваями и грунтом увеличивает средний коэффициент уплотнения вдоль одной оси. Водопроницаемость свай со временем уменьшается, при возрастающем давлении со всех сторон. При влажном смешивании влагопроводность установленных свай находится на том же, или более низком уровне, что и влагопроводность окружающего необработанного грунта. Поэтому процесс уплотнения зависит только от вертикального перемещения воды. Однако, из-за перераспределения нагрузок, скорость усадки значительно выше, чем расчетная для уплотнения в одном направлении. В.7.3. Локализация Ограничивающая стена формируется за счет перехлеста свай таким образом, чтобы невозможна оказалась протечка сквозь такую стену. Весьма важно, чтобы сваи были гарантированно однородными для предотвращения протечки. Допуски по толщине стены в месте нахлеста и водопроницаемости участков 50 EN 14679:2005 (E) перехлеста должны быть обоснованы в проекте. Обычно при влажном смешивании в раствор вводится бентонит, что позволяет снизить водопроницаемость обработанных грунтов. Если целью глубинного смешивания является локализация хранилищ отходов, прочность обработанного грунта становится одним из наиболее важных проектных параметров. Необходимо исследовать те реакции, которые могут произойти между обработанным грунтом и загрязнением, особенно в том случае, если отходы имеют высокую кислотность. 51 EN 14679:2005 (E) Приложение С (справочное) Уровень ответственности положений Положения маркированы согласно их уровню ответственности: - RQ : требование; - RC : рекомендация; - PE : разрешение; - PO: возможные случаи; - ST: предписание. 52 EN 14679:2005 (E) Библиография [1] Baker, S. (2000), Deformation behaviour of lime/cement column stabilized clay. Doctoral Thesis, Chalmers Univ. of Technology, Gothenburg. [2] Broms, B. (1991), Stabilisation of soil with lime columns. In Foundation Engineering Handbook, 2nd Edition, van Nostrand Reinhold, New York, Chapter 24, 833-855. [3] Broms B. (1992), Lime stabilisation. In Ground Improvement, (ed. M. P. Moseley), Blackie Academic & Professional, 65-99.Bruce, D. A., Bruce, M. E. & DiMillio, A. F. (2000). Deep mixing: QA/QC and verification methods. Grouting-Soil Improvement Geosystems including Reinforcement, Finnish Geotechnical Society (Editor Hans Rathmeyer), pp. 11-22. [4] Carlsten, P. (1995), Lime and lime/cement columns. SGF Rapport 4:95E. [5] CDIT (2002), Deep Mixing Method — Principle, Design and Construction — Coastal Development Institute of Technology, Japan. [6] EuroSoilStab (2002). Development of design and construction methods to stabilise soft organic soils. Design guide soft soil stabilisation. CT97-0351. Project No. BE-96-3177. European Commission. Industrial & Materials Technologies Programme (Brite-EuRam III). Brussels [7] Hoikkala, S., Leppanen, M. & Lahtinen, P. (1997). Blockstabilization of peat in road construction. Proc. 14th ICSMFE, Hamburg, Vol. 3, pp.1693-1696. [8] Kitazume, M., Okane, K. & Miyajima, S. (2000). Centrifuge model tests on failure envelope of column type DMM improved ground. Soils and Foundations, Vol. 40, No. 4, 43-55. [9] Kitazume, M., Omine, K., Miuyake, M. & Fujisawa, H. (1996). Japanese Geotechnical Society Technical Committee Report — Japanese design procedures and recent DMM activities — Grouting and deep mixing. Proc. 2nd Int. Conf. Ground Improvement Geosystems, Balkema 2: 925-930. [10]Kivelo, M. (1998). Stabilization of embankments on soft soil with lime/cement columns. Doctoral Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm. [11]Larsson, S. (2003). Mixing process for ground improvement by deep mixing. Doctoral. Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm. [12]Matsumoto, J., Ohbayashi, J. Harada, K., Tsuboi, H. & Matsui, T. (1998). Application examples of some innovative ground improvement techniques developed in Japan. Proc. 2nd Int. Conf. on Ground Improvement Techniques, pp. 339-346.Mohrmann, Chr. (1994). Dammsanierung mit dem Deep-Soil-Mixing Verfahren in den USA (after Walker, A. D. "DSM saves the dam", Civil Engineering, ASCE, Vol. 64, No. 12, 48-51). [13]Porbaha, A. (2000), State-of-the-art in deep mixing technology — design considerations. Ground Improvement 4, 111-125. [14]Porbaha, A. (2001), Effect of installation on quality of deep mixed soil cement columns. Proc. of Soil Mixing Seminar at Deep Foundation Institute, Clayton, Missouri, 95-109. [15]Porbaha, A., Tanaka, H. & Kobayashi, M. (1998), State-of-the-art in deep mixing technology, Part 2 : Applications. Ground Improvement 2, No. 3, 125-139. [16]Porbaha, A., Shibuya, S. & Kishida, T. (2000), State-of-the-art in deep mixing technology — Geomaterial characterization of deep mixing. Ground Improvement 4, No.3, 91-110. 53 EN 14679:2005 (E) [17]Porbaha, A., Raybaut, J. L. & Nicholson, P. (2001), State-of-the-art in construction aspects of deep mixing technology. Ground Improvement 5, No. 3, 123-140. [18] Saitoh, S., Suzuki, Y., Nishioka, S. & Okumura, R. (1996). Required strength of cement improved ground. Grouting and Deep Mixing. Proc. of IS-Tokyo, 2nd Int. Conf. Ground Improvement Geosystems, Vol 1. pp. 557562. [19]Sakai, S., Takano, S. & Ogawa, K. (1996), Consideration on the target strength of deep mixing methods. Proc. 31st Japan National Conf. on Geot. Engng, 131-132. [20]Sarhan, A. & Pampel, A. (1999). Optimierung des Fras-Misch-lnjektionsverfahren (FMI) unter erdstatischen Gesichtspunkten. Geotechnik 22, No. 4. [21]SGF Rapport 2:2000, Kalk- och kalkcementpelare. Vagledning for projektering, utforande och kontroll (Lime and lime/cement columns. Guidance for projecting, execution and control). Swedish Geotechnical Society. [22] Tanaka, Y., Tsuboi, H., Yamamoto, M. Harada, K. & Matsui, T. (2002). Innovative ground improvement technology in Japan. Proc. 6th Int. Symp. on Environmental Geotechnology and Global Sustainable Development (to be published). [23]Terashi, M. (1997). Theme lecture : Deep mixing method — Brief state-of-the-art. Proc. 14th Int. Conf. Soil Mech. Found. Engng, hamburg, Vol. 4, pp. 2475-2478. [24]Terashi, M. (2001), Development of deep mixing in the past quarter century. Material Science for the 21st Century, Vol. A, 180-193. The Society of Material Science, Japan. [25]Terashi, M. & Tanaka, H. (1981), Ground improvement by deep mixing method. Proc. 10th Int. Conf. Soil Mech. Found. Engng, Vol. 3, 777-780.Terashi, M. & Tanaka, H. (1983), Settlement analysis for deep mixing method. Proc. 8th European Conf. Soil Mech. Found. Engng, Vol. 2, 955-960. [26]Terashi, M. (2001), Development of deep mixing in the past quarter century. Material Science for the 21st century, Vol. A, 180-193. The Society of Material Science, Japan. [27] US Department of Transportation (2000), An Introduction to the Deep Soil Mixing Methods as used in Geotechnical Applications. Publication No. FHWA-RD-99-138, Federal Highway Administration. [28]Wildner, H., Kleist, F. & Strobl, Th. (1999). Das Mixed-in-Place-Verfahren fur permanente Dichtungswande im Wasserbau. Wasserwirtschaft 89, No. 5. [29] EN ISO 9000, Quality management systems — Fundamentals and vocabulary (ISO 9000:2000) 54