Струйная цементация грунтов (jet grouting)

Сущность технологии струйной цементации грунтов (Jet grouting) заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивании грунта с цементным раствором.

После твердения раствора образуется новый материал – грунтоцемент (грунтобетон), обладающий высокими прочностными и деформационными характеристиками.

По сравнению с традиционными технологиями инъекционного закрепления струйная цементация грунтов позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов — от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов.

Преимущества технологии струйной цементации (Jet grouting):

• Предсказуемость результатов укрепления грунтов методом струйной цементации.
• Высокая производительность (до 300 п.м. Jet свай в сутки).
• Возможность работы в стесненных условиях (в подвальных помещениях, вблизи существующих зданий, на откосах).
• Возможность подведения Джет свай под существующие фундаменты (позволяет через отверстие 100 мм выполнять сваи диаметром 300-700 мм).
• Возможность устройства Jet свай в обводнённых грунтах.

Область применения струйной цементации грунтов (Jet):

• Укрепление слабых грунтов в основании зданий, дорог, мостов или тоннелей
• Устройство противофильтрационных завес,
• Усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий,
• Ограждение котлованов,
• Повышение устойчивости склонов и откосов,
• Заполнение карстовых полостей в трещиноватых скальных грунтах.

Технология производства работ

Устройство грунтоцементных свай (Jet свай) выполняется в два этапа – в процессе прямого и обратного хода буровой колонны.

Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки.

В процессе обратного хода в форсунки монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны, подают под высоким давлением (400-450 атм) цементный раствор и начинают подъем колонны с одновременным ее вращением.

fensmajet.ru

Усиление оснований фундаментов — цены на укрепление фундаментов зданий на просадочных грунтах от «FENSMA JET»

Усиление оснований фундаментов — цены на укрепление фундаментов зданий на просадочных грунтах от «FENSMA JET»

Геотехническая компания

Буроинъекционные сваи Атлант, MiniJet, цементация фундаментов и контакта «фундамент-грунт».

Проблема усиления фундаментов при реконструкции зданий является особенно актуальной в больших городах. Основной причиной является коммерческая привлекательность зданий в центральной части города и надстройка дополнительных этажей. В результате чего увеличиваются нагрузки на фундамент.

Необходимость усиления фундаментов происходит из-за следующих случаев:

• увеличение нагрузок на существующие фундаменты при надстройке дополнительных этажей,
• ухудшение характеристик грунтов основания в период эксплуатации,
• ошибки при проектировании фундаментов,
• ошибки при проведении инженерно-геологических изысканий.

При надстройке дополнительных этажей для существующего здания усиление фундаментов необходимо выполнять при помощи буроинъекционных свай (микро свай). В качестве недорогих мероприятия по усилению фундаментов можно выделить метод цементации.

Буроинъекционные сваи

Буроинъекционные сваи (микро сваи) – это буровые сваи диаметром до 300-400 мм и могут выполняются по разным технологиям. Мы предлагаем выполнять усиление фундаментов сваями MiniJET (AtlantJET), армированных винтовой штангой.

Сущность технологии устройства свай MiniJET (Атлант) заключается в совмещении операций бурения и цементации. При этом используются специальные полые буровые штанги, которые по окончании бурения остаются в теле сваи в качестве армирующего элемента. Устройство сваи MiniJET выполняется струёй цементного раствора под давлением 100-250 атм. Энергия струи цементного раствора размывает грунт и формирует сваю диаметром 250-400 мм.

Преимущество данной технологии для усиления фундаментов является минимальное ослабление фундамента, т.к. бурение выполняется диаметром 100 мм. В результате чего фундамент надежно опирается на сваю.

Для производства работ по усилению фундаментов используются малогабаритные буровые установки, которые могут выполнять работу в стесненных городских улицах и внутри здания. Для подвальных помещений используется переносная буровая установка на раме.

Цементация фундамента и контакта фундамент-грунт

Данная работа обычно выполняется для восстановления несущей способности фундамента и заполнения возможных пустот на контакте «фундамент-грунт». Работы заключаются в нагнетании под давлением через пробуренные скважины цементного раствора, в результате чего омоноличивается кладка, ликвидируются пустоты на контакте «фундамент-грунт». Стоит сразу отметить, что цементация является всего лишь мероприятием для укрепления фундаментов старых зданий и увеличивает несущую способность фундамента по материалу примерно на 10%.

Цементация фундамента и контакта фундамент-грунт

Данная работа обычно выполняется для восстановления несущей способности фундамента и заполнения возможных пустот на контакте «фундамент-грунт». Работы заключаются в нагнетании под давлением через пробуренные скважины цементного раствора, в результате чего омоноличивается кладка, ликвидируются пустоты на контакте «фундамент-грунт». Стоит сразу отметить, что цементация является всего лишь мероприятием для укрепления фундаментов старых зданий и увеличивает несущую способность фундамента по материалу примерно на 10%.

Цементация грунта с помощью инъекционных трубок

Для увеличения деформационных и прочностных характеристик грунтов основания на глубину больше 1,0 м под подошвой фундаментов используются инъекционные трубки. Сущность технологии с состоит в нагнетании цементного раствора в инъекционные трубки, установленные с шагом 0,5-1,0 м по глубине. Трубки устанавливаются в одну скважину и прокачиваются поочерёдно по глубине. Обычно максимальная глубина закрепления составляет 3,0-4,0 м.

Цементация грунта методом манжетной инъекции

В данном способе закрепление грунтов происходит через поинтервальное по глубине (обычно через 0,33-0,5 м) нагнетание цементного раствора через предварительно установленные в грунте манжетные колонны. Для нагнетания раствора в нужный интервал в колонну опускают двойной пакер, который обеспечивает подачу раствора в нужную область. После нагнетания проектного объёма пакер переставляют на новый интервал и операцию повторяют.

Недостатком всех технологий цементаций грунта является невозможность проконтролировать полученный результат. Хотя обычно по опыту работы свойства грунта после цементации могут увеличится на 10-15%.

Цементация грунта методом манжетной инъекции

В данном способе закрепление грунтов происходит через поинтервальное по глубине (обычно через 0,33-0,5 м) нагнетание цементного раствора через предварительно установленные в грунте манжетные колонны. Для нагнетания раствора в нужный интервал в колонну опускают двойной пакер, который обеспечивает подачу раствора в нужную область. После нагнетания проектного объёма пакер переставляют на новый интервал и операцию повторяют.

Недостатком всех технологий цементаций грунта является невозможность проконтролировать полученный результат. Хотя обычно по опыту работы свойства грунта после цементации могут увеличится на 10-15%.

Техническое предложение и проект

Наша компания имеет большой опыт в разработке проектов на усиление фундаментов сваями или цементацией. В случае необходимости помогаем проходить экспертизу разработанного проекта. Для каждой задачи наша компания выбирает оптимальную технологию.

В зависимости от задачи и количества исходных данных выполнение расчетов и подготовка коммерческого и технического предложения осуществляется от 1 до 5 дней.

Если у Вас остались вопросы, то напишите нам

fensmajet.ru

Усиление фундамента путем цементации — fundament-help.ru

Фундамент – опора здания. Его задача – выдержать вес наружной конструкции, предупреждая негативные последствия: деформацию стен, оседание, вспучивание и т.д.

Чтобы фундамент выдерживал постоянные нагрузки и не деформировался, проводится усиление фундамента, в частности, усиление фундамента путем цементации.

О методике цементирования фундамента читайте в этой статье.

 Методика цементирования фундамента

Цементация – уплотнение фундамента введением цементных растворов. Проводится по методу бурения канавы в фундаменте и заливкой цементной смеси с помощью насоса. Залитые инъекции в проблематичную зону конструкции упрочняют связи между элементами бетона, и делают его монолитным.

Способы усиления фундамента цементацией

Для усиления фундамента путём цементации проводят следующие мероприятия:

1. Бурят скважины в бетонном покрытии конструкции на глубину погружения, не достигающую основания на 30 см.
2. Роют подобную скважину, но сквозь подошву фундамента, углубляя ее в почву на 0,5 м, заполняя пустоты под конструкцией. Суть заключается в усилении подошвы для передачи статистического и механического воздействия здания на песчаное основание (в случае, если дренажная подушка усела), а также увеличения объема непучинистого уплотнителя.

Порядок проведения цементации

Укрепление фундамента цементированием предполагает выявление факторов, которые привели к нарушению целостности конструкции. Изучают основные характеристики: размеры, основание, устойчивость, глубину установки, гидроизоляционную систему, прилегание грунтовых пород, материалы для изготовления фундамента.

Для этого выкапывают шурфы на глубину меньше уровня залегания подошвы фундамента. Шурфы могут выкапываться в виде траншей или колодцев в песчаных и глинистых грунтах. Они имеют прямоугольную форму размером 1, 5 на 3 м. Шурфы роются в шахматном порядке, изнутри и снаружи фундамента. Большая сторона траншеи прилегает к основанию. Тщательное изучение поверхности конструкции поможет определить изъяны, требующие ремонта.

Через 25-50 см в теле фундамента под углом роют скважины шириной от 4 до 11 см. Главное условие: бур (режущий инструмент для проделывания отверстий в твёрдых материалах — бетон, камень, кирпич) не должен достигать конструкции на 3 см.

Насосом накачивается жидкий раствор, заливаются вырытые колодцы.

Готовят бетонный раствор:

• Подготовка жидкой смеси вода-цемент в соотношении 0,9-1. Песок: мелкой и средней фракции, бентонитовый песок, вспученный перлитовый или обожженный диатомовый песок, перлит или пламилон.
• Первые 10 мин. им заполняют углубление под давлением 0,2 Мпа до отказа – потребление бетонной смеси уменьшится до 3,5-4 л в минуту.
• Дальше дело за более вязкими водоцементными растворами соотношением — 0,8…0,7 к 1.
• Цементация проводится до полного наполнения — погружение до 5 л в минуту. Давление — 0,3 МПа;

Потребуется 2 дня для просушки смеси.

Если через неделю после нанесения алебастрового раствора проблемное место (зазор, трещина) увеличится в размере, это значит, что структура фундамента нарушена.

Факт увеличения щелей устанавливают с помощью маяков (специальных направляющих реек для выравнивания плоскости). Рейки монтируются поперек трещин на поверхности помещения. Внешне они напоминают мостик длиной 30, шириной 5…7 и высотой 1,5…2 см. Место крепления маяка зачищают до бетонного основания. На зазорах фиксируются по 2 рейки: первая — в месте максимального увеличения, другой — в ее начале. Если через три недели на маяках не образовались щели, значит, деформация конструкции нормализовалась. Маяки создают из гипса, металла или стекла.

Оценка грунтового покрытия

Изучение близлежащей местности помогает установить причину дефектов. Неправильный расчет и установка дренажной системы, близкое расположение водоемов, засыпанных оврагов  — всё это может повлечь за собой нарушение структуры фундамента.

Вид и внешнее проявление деформаций	Причины деформаций
1.          Усадка средней части здания	Слабое основание в средней части здания; Усадка основания; Пустоты в середине конструкции.
2.          Осадка краев дома	Слабое основание под крайней частью здания;Неровная усадка грунтов; карстовые пустоты;Выкапывание траншеи рядом с домом; Затопление подвала.
3.          Выпучивание и деформация стен	Напряжение от растяжек, крепящихся к зданию; Динамическое действие техники, находящейся в здании;

Неравномерные нагрузки на грунтовое основание, изменение структуры почвы или неправильные подсчеты при возведении конструкции — основные причины разрушения. Цементация фундамента как способ его усиления эффективна для устранения влияния негативных факторов на фундамент.

fundament-help.ru

Усиление фундаментов цементацией: технология работ

Даже самый прочный фундамент со временем теряет часть своих эксплуатационных свойств под воздействием внешних факторов – нагрузки от здания, воздействия слоёв грунта и подземных вод, температурных и климатических условий и пр. Таким образом, через семь-десять лет использования перед владельцем может встать вопрос об укреплении фундамента, в чём может помочь дополнительное цементирование.

Данный метод применим к опорным фундаментам и используется в тех случаях, когда опора или свая износилась со временем, а её несущая способность снизилась. Конечно, можно полностью заменить их – однако, этот процесс долог и потребует больших затрат сил и денежных средств. Цементация же позволит привести опоры в порядок, не нарушая общей целостности фундамента. О том, что представляет собой технология усиления фундаментов цементацией – читайте в нашей статье.

Как понять, что фундамент нужно усиливать

Помимо множества внешних факторов, скорое разрушение фундамента может быть вызвано ошибками в процессе его монтажа – например, использовался раствор не той плотности или имело место смешивание нескольких растворов, использовались некачественные материалы, была неправильно проведена разметка и.т.п. Важную роль играет гидроизоляция бетона, а также уплотнение грунта перед его заливкой; игнорирование этих мер приведёт к скорому смещению фундамента, особенно – на пучинистом грунте.

В результате поверхность бетона покрывается трещинами; если фундамент прогибается под зданием, эти трещины будут увеличиваться и вскоре появятся на стенах. Появление таких повреждений – первый признак того, что фундамент нуждается в ремонте.

Определить, с какой скоростью проходит разрушение, можно при помощи бумажной ленты, прикрепив её к поверхности стены поперёк трещины. Если она не порвётся в течение недели, разломы перестали расширяться, либо расширяются очень медленно; если же лента порвётся за несколько дней, пора бить тревогу.

Способы и технология проведения цементации

Цементация, иначе – инъекцирование бетоном, может проводиться двумя способами: внутренним и сквозным:

1. В первом случае скважины бурятся в бетонном покрытии так, чтобы расстояние от её нижней точки до основания фундамента составляло по меньшей мере 30 см.
2. При сквозной цементации фундамент пробуривается целиком – так, что скважина проходит через него под углом и уходит в грунт на глубину до 50 см. Таким образом достигается не только укрепление конструкции и увеличение общего количества точек опоры, но и заполняются пустоты под подошвой, делая её более устойчивой при пучении.

Весь процесс можно разбить на следующие этапы:

1. Бурение шурфов (скважин), в местах наибольшего повреждения фундамента. В среднем ширина шурфов должна составлять метр на метр; длина – равняться глубине фундамента минус 15-20 см. Чтобы не оказать серьёзного вибрационного воздействия на всю конструкцию, рекомендуется бурить скважины с небольшим наклоном (5⁰-7⁰) в шахматном порядке. Если есть возможность, пробурить шурф лучше и внутри дома – так как в центральной части разрушения более интенсивны. Определить их расположение нетрудно – обращайте внимание на трещины на бетоне и кирпичной кладке, а также на осыпающуюся штукатурку.
2. Далее в бетоне просверливаются отверстия, в которые вставляются трубки для закачки бетонного раствора; шаг трубок может составлять 30-50 см, диаметр – 4-11 см. Глубина определяется протяжённостью разрушений, максимальное значение для внутреннего инъекцирования бетона– на 30 см меньше глубины фундамента, при сквозном на 0,5 м больше глубины фундамента.
3. После этого нужно приготовить бетонный раствор, консистенция которого значительно отличается от той, что применяется при строительстве. Соотношение воды и цемента в нём равняется 0,9 к 1. Для закачки смеси в шурф используется обычный насос либо передвижная насосная станция.
4. После того, как уровень впитывания раствора снизится до 3,5 литров в минуту, нужно постепенно сгустить раствор до соотношения «вода-щебень – 0,7 к 1». Теперь остаётся только вылить весь приготовленный раствор, заполнив шурф до отказа – нормы расхода материала подробно описаны в нормативных документах ЕНиР. Для увеличения скорости можно повышать давление закачки, но не более, чем до 0,3 МПа.

Работу по цементации можно считать оконченной. Заполненные раствором шурфы накрываются брезентом и оставляются на 48 часов – этого времени достаточно, чтобы бетон схватился и отвердел.

Помните, что  проведение цементации подразумевает серьёзные структурные изменения в фундаменте дома, которые зачастую бывают излишними. Например, если причиной проседания здания является не повреждение фундамента, а элементарные ошибки в строительстве – например, неправильный расчёт нагрузки, из-за которого он стал продавливать грунт. В таком случае возникшие трещины не будут распространяться дальше, а бурение шурфов может только усугубить положение. Поэтому, если Вы не обладаете должным опытом в строительстве, перед началом любых работ лучше проконсультироваться со специалистами.

fasad-prosto.ru

Укрепление фундамента буроинъекционными сваями: усиление инъецированием

В фундаменте под определенным углом (около 45 °) пробиваются скважины диаметром 16-24 см

Классические методы усиления существующих фундаментов в некоторых случаях просто не подходят. Причин тут несколько: ограниченная площадь застройки для ремонта основания, нужно проводить реставрацию памятки архитектуры или структура почвы не способна выдерживать длительные нагрузки через смещение слоев впоследствии мощной вибрации.

Также нельзя не помнить о классическом человеческом факторе, ведь большинство разрушенных и поврежденных фундаментов случается из-за ошибок в проектировании и подборе оптимальных строительных материалов.

Сейчас большой популярностью среди строителей и ремонтников пользуется инновационный метод усиления и ремонта фундаментов буроинъекционными сваями.

Метод отлично подходит для старых и новых фундаментов, а также тех, где во время проектирования и дальнейшего строительства были допущены ошибки. Такие конструкции успешно используются не только для укрепления старых фундаментов, но и усиления новых, особенно когда возникла просадка из-за смещения грунтов.

Что такое буроинъекционные сваи

Использование буроинъекционных свай в усилении фундаментов

Это специальные бетонные конструкции, которые монтируются под углом 30-45 градусов под основание фундамента и принимают на себя основную нагрузку от поврежденного участка.

Технология монтажа и укрепления предельно простая, но сваи имеют одну ключевую особенность – их установить своими руками практически не возможно через сложность конструкции.

Как правило, в составе свай используется мелкозернистый бетон, арматура тут не практикуется, сваями можно усиливать практически любое основание. Соответственно, на их установку идет много бетона, диаметр скважины может составлять до 30 см, а глубина погружения – до нескольких метров.

Фактически, скважины бурятся до того момента, пока бур не остановится на прочных почвах ниже глубины промерзания. Только такие грунты способны выдержать нагрузку от поврежденного здания, а сваи при этом используются как основное усиление несущей конструкции.

Но сваями можно пользоваться не на всех почвах, их не используют в болотистых местностях через высокую подверженность открытых участков грунтовым водам.

Преимущества использования буроинъекционных свай для усиления фундаментов

Компактное буровое оборудование позволяет производить работы в стесненных условиях подвальных помещений

• Возможность монтажа конструкций на труднодоступных для техники участках;
• Проводится усиление фундаментов на территориях, подверженных сильным вибрациям;
• Можно провести реставрацию старых оснований, сделанных из натурального камня;
• При проектировании свай используются классические методы расчета количества и типа конструкций;
• Они отлично выдерживают нагрузку от здания, построенного на сыпучих почвах, ведь подошва упирается на прочные слои грунта.

Единственные недостатки свай – это необходимость использования тяжелой строительной техники, для их монтажа нужно использовать много бетона и метод финансово затратный.

Укрепление фундамента таким методом проводится, когда:

Пример трещин в фундаменте

• Обнаружены трещины в основании здания;
• Возникла локальная просадка угла дома или целой секции;
• Если дом в аварийном состоянии, но его нужно сохранить до начала проведения восстановительных работ;
• Когда нужно защитить поврежденное основание или усилить фундамент от мощных вибраций от железнодорожных путей или автомобильных трасс;
• Когда возникает необходимость сваями заменить поврежденный или разрушенный винт или столб основания;
• Когда сваями усиливают здания в плотной городской застройке.

Схема работ по усилению оснований с использованием этого метода

Схема усиления фундамента буроинъекционными сваями

• Проводится предварительный расчет будущей конструкции, изготавливается проект;
• Определяется тип почвы, его слоистость и глубина расположения прочных слоев грунта;
• В четко намеченных местах проводится бурение скважин на расчетную глубину под углом не менее 30 градусов от вертикали;
• Изготавливается цементно-песчаный раствор с расчета на получение бетона средней плотности и малой дисперсности;
• С помощью мощных насосов или пневматической техники под давлением бетон закачивается в скважины;
• Готовые залитые скважины армируются между собой и соединяются с уже существующим фундаментом, который укрепляют;
• На заключительном этапе ремонтных работ уже высохшие конструкции прессуют.

Методика усиления фундамента

Общий принцип усиления фундамента

Принцип усиления фундаментов довольно прост и заключается в следующем:

Через основание существующего фундамента бурят специальными пневматическими бурами отверстия на заданную глубину.

Затем в полученные скважины заливается под давлением бетон, который заполняет все пустоты и выдавливает воздух.

Как правило, подошва скважины имеет большую ширину, чем верхняя часть, поэтому грунт на дне уплотняется и увеличивается полезная нагрузка на плотные породы.

Благодаря надежному укреплению мощными бетонными конструкциями, практически полностью прекращается разрушительное действие грунтовых вод. Ведь сваи создают своеобразный толстый бетонный щит, который окружает поврежденную зону и забирает с нее всю нагрузку.

Метод довольно универсален, прекрасно подходит для укрепления практически всех существующих фундаментов, только состав бетона подбирается в каждом случае индивидуально.

Структура и составляющие бетона зависят от типа почвы, уровня грунтовых вод, глубины промерзания и структуры низинных грунтов. Понятно, что неотъемлемая часть таких растворов – это водоотталкивающие и морозостойкие ингредиенты.

Особенности укрепления оснований буроинъекционными сваями

Варианты укрепления фундамента буроинъекционными сваями

Далеко не всегда можно построить прочный фундамент строго по проекту. Тем более, что многие проектировщики не имеют достаточно опыта, их работа поставлена на поток и ошибки в расчетах неизбежны. И самым быстрым и щадящим методом устранения их ошибок в уже построенном фундаменте считается использование буроинъекционных свай.

Расчеты необходимого количества свай, их типа и диаметра нужно доверять профессионалам с большим опытом работы в этой сфере. Самостоятельно проводить настолько сложные расчеты не рекомендуется.

Также нужно помнить, что многие фундаменты подвержены еще большему разрушению за счет использования вибрационной техники.

Поэтому, на строительной площадке в момент монтажа буроинъекционных свай нужно прекратить любые строительные работы, связанные с вибрацией.

Также нужно предусмотреть специальный щит, который временно перекроет распространение подвижек от близлежащих магистралей.

Какие фундаменты можно укреплять с помощью буроинъекционных свай

Типы фундаментов которые подходят для усиления по данной технологии

• Ленточные бетонные и бутовые фундаменты. В таких конструкциях сначала бурится коническое отверстие, в которое устанавливают сваи и арматуру. Всю конструкцию заливают под давлением бетоном.
• Свайно-ростверковые и столбчатые конструкции. Тут есть несколько вариантов использования свай. Их можно установить под ростверк как дополнительные столбы и перенести часть нагрузки на них. А можно сделать замену поврежденных свай или винтов на новые. Принцип монтажа от способа использования свай практически не меняется.
• Монолитные фундаменты. Учитывая массу конструкции, сваи подбираются максимально возможного диаметра и длины. Также тут используются сверхпрочные бетоны, способные выдержать расчетную нагрузку от целого здания. Монолитные фундаменты методом буро инъекционных свай усиливают только в крайних случаях, когда другие методы не подходят.

fundamentclub.ru

Усиление фундамента инъектированием: технология

Появление таких трещин говорит о просадке фундамента

Появление трещин по стенам и фундаменту при эксплуатации здания — веский повод для беспокойства владельцу, принятию решения по укреплению фундамента на начальных этапах проблемы. Одним из современных и действенных способов укрепить основание дома — усиление фундамента инъектированием специальных материалов в поры бетона, грунта.

Прежде чем приступать к решительным действиям по устранению возникшей проблемы, необходимо разобраться в причинах, знать какие существуют способы усиления фундамента, какая технология подходит для конкретного строения, провести экономические расчёты стоимости работ по различным вариантам.

Почему разрушаются фундаменты

Причины разрушения основания бывают различными. Важно понять, почему возникла проблема чтобы принимать меры к её устранению. Вот некоторые причины, приводящие к разрушению конструкции:

1. Изначально неверный расчёт фундамента без достаточно полных гидрогеологических и геологических исследований грунтов на этапе проектирования.
2. Нарушение технологии при приготовлении смеси для формирования ленты приводит к получению бетона с пониженной прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью. Это сказывается на несущей способности бетона, сроках эксплуатации.
3. Перепланировка дома с критическими отступлениями от проекта, надстройкой этажа, мансарды.
4. Изменение состояния грунтов и уровня грунтовых вод в течении времени эксплуатации. Это бывает по естественным причинам, подвижкой пластов при сейсмических колебаниях, изменению состояния и влажности грунтов при подъёме уровня грунтовых вод при строительстве нагруженного объекта в непосредственной близости.
5. Нарушение гидроизоляции.

Выбираем метод восстановления фундамента

Выбор метода восстановления несущей способности основания определяется по результатам повторных геологических и гидрогеологических исследованиях грунтов, определению прочностных характеристик бетона на момент возникновения проблемы.

Лучший вариант — обратиться к организации, специализирующейся на подобных исследованиях, выполняющих проекты по восстановлению фундаментов, укреплению грунтов. Своими руками такую сложную проблему решить невозможно. Специалисты определят степень разрушения, предложат конкретные методы восстановления несущей способности фундамента.

Иногда вопрос ремонта решается быстро, без особых затрат старыми способами восстановления фундамента:

• укрепление тела фундамента устройством обойм;
• увеличение площади подошвы;
• устройство свай усиления;
• увеличение глубины заложения с устройством дополнительного фундамента или монолитной плиты.

В современном представлении усиление основания под здание представляется как:

1. Усиление самого тела конструкции.
2. Укрепление грунтов основания с целью увеличения несущей способности с изменением физических свойств.

Усиление прочности тела фундамента

При определении тех или иных работ по усилению фундамента бывает достаточно повысить прочность тела конструкции, потерявшую проектные характеристики. Для восстановления качества, прочности, водонепроницаемости бетона применяется технология микроцементирования.

Микроцемент — минеральное вяжущее особо тонкого помола, производится методом воздушной сегрегации, имеет плавную градацию гранулометрического состава.

Инъекция микроцемента в тело бетона до выхода из трещин

Технология заключается в инъектировании в тело укрепляемой конструкции водной суспензии микроцемента под давлением 10—30 бар. Вот некоторые этапы процесса проведения инъектирования:

1. В теле бетона под углом бурятся отверстия глубиной 2/3 конструкции, не доходя 40—50 сантиметров до подошвы основания. Отверстия делают через 50—60 сантиметров по периметру фундамента.
2. Устанавливаются манжетные колонны или пакеры.
3. Приготавливается водная суспензия микроцемента на специальном высокоскоростном смесителе (>2000 оборотов в минуту). Водоцементное отношение принимается в пределах 0.7—1.2.
4. Производится закачка суспензии через манжеты, пакеры шнековым или плунжерным насосом до выхода раствора с обратной стороны или получение «стоп» при возрастании давления >30 бар.
5. Суспензия проникает в поры бетона, раковины, волосяные и усадочные трещины. Давление в системе сбрасывается, пакер остаётся, поддерживает остаточное давление в теле конструкции.

Кроме эмульсии микроцементов при инъекции применяются: жидкое стекло, композиции на основе полимеров.

Усиление фундамента и грунтов

Когда при обследовании основания выявляется необходимость усиления его несущей способности, используются технологии силикатизации, цементации грунтов, устройство разделения грунтов «стена в стене», монтаж через тело конструкции буроинъекционных свай.

Технологический процесс монтажа буроинъекционных свай делится на следующие этапы:

1. В теле фундамента под углом бурится отверстие, превышающее диаметр шнека установки, до подушки основания. Монтируется гильза, которая будет служить направляющим кондуктором.
2. Полым шнеком бурится скважина в грунте до проектной отметки, остатки грунта из скважины удаляются воздухом.
3. Приготавливается бетонная смесь, закачивается в скважину под давлением 1.5—5 бар до выхода на поверхность чистого. При этом, объём закачки должен превысить 2 объёма скважины, зайти в грунт через поры.
4. В заполненную цементной смесью скважину монтируется металлический каркас так, чтобы вокруг него оставался защитный слой бетона.
5. В случае проблемных грунтов или прохождении грунтовых вод монтируется по ходу бурения обсадная колонна из металлической трубы.

Применение буроинъекционных свай обеспечивает сохранность природного состояния грунта на соседних участках, не влияет на состояние ремонтируемого здания, окружающих строений.

Порядок монтажа буроинъекционных свай

Методы усиления под фундаментом грунта, улучшение его физических характеристик, увеличение несущей способности осуществляется методом инъекции:

1. Смолы — Sika Injection 201, 451; Sikadur 52, 53; MC Inject 2300 Plus; Манопур 143. Акрелатных эластичных гелей — Sika Injection 304/305, MC Inject G-L 95 DX.
2. Инъекционной микроцементной суспензии SikaRock Fill 10.
3. Цементного раствора с расширяющим вяжущим
4. Двухкомпонентной полиуретановой смолы Bast Meyco 355 A 3 Tix. Укрепление грунта методами инъекции

Эти способы позволяют создавать в грунте под фундаментом зоны с улучшенными физическими характеристиками по несущей способности.

Видео: Усиление фундаментов

fasad-prosto.ru

§ 6.1.5. Струйная технология закрепления грунтов оснований фундаментов

Наиболее эффективным методом повышения несущей способности оснований и фундаментов является устройство грунтоцементных свай и массивов по струйной технологии (Jet Grouting), который широко используется в зарубежной практике. Метод разработан в Японии в конце 70-х годов и получил развитие во многих странах. Лидерами в изготовлении технологического оборудования в Европе являются немецкие фирмы Keller, Bauer, итальянская Rodo, французская Колагранде и др. (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Общий вид буровых установок струйной технологии закрепления грунтов а — для работ на открытых поверхностях; б — при производстве работ в стесненных условиях

Для усиления фундаментов внутри здания используется мини-установка SC-1 на гусеничном ходу фирмы Keller (ФРГ) (рис. 6.7,б). Ее габаритные размеры позволяют перемешаться через проем шириной 0,8 м и работать в подвальном помещении высотой не менее 2,8 м.

Первый опыт использования данной технологии в РФ был осуществлен при реконструкции гостиницы «Метрополь» в Москве в 1986-87 гг. фирмой Bauer.

Способ струйной технологии устройства грунтоцементных свай и массивов состоит из нескольких этапов:

I — осуществляют бурение скважин диаметром 40-90 мм на проектную глубину с погружением оборудования.

II — под давлением 100-400 атм и углом 90° к оси сваи осуществляется резка грунта струей воды или суспензией с добавлением воздуха.

В качестве режущего инструмента используют специальные вращающиеся форсунки, что обеспечивает круговое разрушение грунта. По мере резания осуществляется плавный подъем рабочего инструмента. Частота вращения и скорость подъема зависят от вида грунта и его физико-механических характеристик. Вспученный грунт в виде пульпы может частично вымываться на поверхность.

III — одновременно с резкой и размывом грунта осуществляется его смешивание с цементной или цементно-глинистой суспензией на основе бентонитового порошка. В результате интенсивного перемешивания и разрушения грунта образуется однородная грунтоцементная масса плотностью 1,4-1,9 т/м³. В зависимости от расхода цемента и гранулометрии размытого грунта физико-механические характеристики грунтоцемента могут составлять 5-15 МПа.

IV — для получения грунтоцементного массива осуществляют соединение ранее возведенных элементов. Создание массива может осуществляться как до набора проектной прочности, так и после.

Комбинация различных массивов может повторять плановые очертания фундаментов и иметь разнообразную форму.

Технологические схемы производства работ приведены на рис. 6.8. Они раскрывают перечисленные технологические этапы и особенности производства работ. Усиление фундаментов может осуществляться как с наружной, так и подвальной частей зданий.

Рис. 6.8. Технологические этапы струйной технологии (а), схемы образования грунтоцементных массивов (б) и технология усиления основания фундаментов (в) I — бурение скважины; II — разрушение и вспучивание грунта струей воды; III — резка с размывом грунта и смешиванием с цементной суспензией; IV — соединение грунтоцементных массивов; 1 — буровая установка; 2 — компрессор; 3 — насос для воды; 4 — растворонасос; 5 — отстойник для обратной пульпы; 6 — форсунка

В зависимости от технологических режимов производства работ возможно получение различного профиля грунтоцементного основания:

— при вращении форсунки вокруг оси обеспечивается получение цилиндрической поверхности в виде колонны или сваи;

— при перемещении форсунки на угол 180° обеспечивается получение укрепляемой зоны в виде полуцилиндра;

— при использовании двух форсунок и отсутствии вращения создается плоский профиль;

— при последовательной проходке с шагом установки инъекторов, равным зоне действия струйной технологии, обеспечивается получение плоской вертикальной стены;

— создание массива для переопирания фундаментов осуществляется путем комбинации различных форм и режимов движения режущего инструмента.

При устройстве массивов для переопирания фундаментов грунт размывается струей воды под давлением 300-400 атм. Через дополнительную форсунку подается цементная суспензия под давлением до 15 атм. Полученная грунтоцементная смесь после затвердения обладает высокой несущей способностью и повышенной плотностью, обеспечивающей водонепроницаемость.

Струйная технология укрепления фунтов и устройства свай предусматривает использование сжатого воздуха, который смешивается с цементной суспензией, а грунт вспучивается и образуется гомогенный грунтоцементный массив.

Варианты технологических режимов производства работ применяются в зависимости от грунтовых условий и технологических целей (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Варианты технологических режимов устройства грунтоцементных свай и массивов I — однокомпонентная; II — двух- и III — трехкомпонентная технологии образования грунтоцемента

Грунтоцементный массив можно выполнять любой формы и в любом участке грунта: на поверхности, под подошвой фундамента, на определенной глубине.

Устройство грунтоцементных свай может производиться в очень стесненных условиях при любой необходимой глубине. Выполнение работ допускает присутствие подземных коммуникаций и не вызывает их повреждения. Струйная технология экологически чиста на всех технологических операциях.

При реконструкции зданий данная технология может использоваться при заглублении подвальной части зданий, усилении фундаментов, устройстве заглубленных сооружений в стесненных условиях городской застройки и других случаях.

В зависимости от грунтовых условий применяются однокомпонентная, двухкомпонентная и трехкомпонентная струйные технологии.

При наличии большого объема органических включений используются специальные приемы предварительной промывки обрабатываемых грунтов или их полное замещение после гидроразмыва и выноса на поверхность цементным раствором с добавлением мраморной пудры. Режим предварительного размыва позволяет повысить соотношение «цемент — грунт» и прочность закрепленных грунтов.

Использование цементно-песчаных растворов для замещения фунта недопустимо из-за высокой абразивности зерен кварца и быстрого износа раствороподающих шлаков высокого давления.

Однокомпонентная струйная технология (рис. 6.10,а). Основана на размыве, перемешивании и закреплении грунта струей цементного раствора с соотношением Основные параметры струйной технологии включают: давление подачи раствора — 35-45 МПа; расход раствора — 50-150 л/мин; скорость подъема монитора — 25-50 см/мин; частота вращения монитора — 10-30 об/мин.

Рис. 6.10. Технологические схемы струйной цементации грунтов а — однокомпонентная; б — двухкомпонентная с воздушной струей; в — двухкомпонентная с водной струей; г — трехкомпонентная; 1 — грунтоцементная свая; 2 — форсунка для подачи цементного раствора; 3 — то же, цементного раствора в воздушном потоке; 4 — форсунка для подачи воды; 5 — то же, для подачи воды и воздуха

Двухкомпонентная струйная цементация (рис. 6.10, б, в) состоит из размыва, перемешивания и закрепления грунтов с помощью двух струй.

Используют воздушную систему, когда струя цементного раствора перемешивается внутри струи сжатого воздуха и за счет этого возрастает энергия разлива.

Водная система состоит из предварительного разлива струей воды и подачи цементного раствора.

Параметры двухкомпонентной струйной цементации включают: давление подачи раствора — 35-45 МПа; расход раствора — 100-180 л/мин; давление подачи воздуха — 0,7-1,7 МПа; расход воздуха — 8-12 м³/мин; скорость подъема монитора — 15-25 см/мин; частота вращения — 7-15 об/мин.

Для двухкомпонентной водной системы: давление подачи раствора — 5-8 МПа; расход раствора — 50-100 л/мин; давление подачи воды — 40-60 МПа; расход воды — 80-120 л/мин; скорость подъема монитора — 4-7 см/мин; частота вращения монитора — 3-10 об/мин.

Трехкомпонентная струйная цементация (рис. 6.10,г) состоит из разлива, перемешивания и закрепления грунтов с помощью трех струй. Струя воды помещается внутрь струи сжатого воздуха и подается через верхнее сопло, что позволяет использовать эффект «эрлифта» для выноса на поверхность легких частиц разливаемого грунта. Струя цементного раствора подается через нижнее сопло и служит для перемешивания разлитых частиц грунта.

Основные параметры трехкомпонентной технологии включают: давление подачи раствора — 5-8 МПа; расход раствора — 50-100 л/мин; давление подачи воды — 40-60 МПа; расход воды — 80-120 л/мин; давление подачи воздуха — 0,7-1,7 МПа; расход воздуха — 8-12 м³/мин; скорость подъема монитора — 4-7 см/мин; частота вращения монитора — 3-10 об/мин.

Струйный размыв грунта основан на движении струи малого диаметра и высокой скорости рабочей среды. Разрушение грунта определяется следующими факторами: кавитациоииым воздействием струи на грунт; действием динамического и ударного воздействия струи; снижением прочности грунтов, вызываемых пульсирующей нагрузкой; размывающим воздействием высокоскоростной водяной струи.

Значительное влияние на эффект размыва оказывают физико-механические и реологические характеристики грунтов. Для насыщенных водой грунтов размыв происходит более интенсивно по сравнению с менее влажным или сухим грунтом. Размыв протекает по схеме интенсивной суффозии при больших градиентах напора.

Сила гидродинамического давления на частицы грунта пропорциональна градиенту давления и объему частицы. Разрушение мелкозернистой породы происходит менее интенсивно, чем крупнозернистой.

Расчетная зависимость для оценки и определения радиуса действия (создания) грунтоцементной полости R может быть определена из соотношения

где К — коэффициент, учитывающий свойства грунта; d_g — диаметр струи на выходе из насадки; Re_g — число Рейнольдса для растворной струи, оценивающее турбулентность потоков; р_g -плотность цементного раствора; Е₀ — кинетическая энергия струи; J_гр — размываемость грунта; V_с — скорость струи.

По данным И.И. Бройда, значение некоторых параметров в приведенной зависимости требует экспериментального подтверждения.

Процесс выноса разрушенной структуры грунта (рис. 6.11) определяется плотностью и вязкостью транспортирующей жидкости (цементного раствора), диаметром рабочей скважины, сечением затрубного пространства и др. параметрами. При разработке тонкодисперсных грунтов образуется пульпа, обладающая высокой вязкостью, что в ряде случаев приводит к кратковременной закупорке скважины («клапану»). В результате размыв прекращается и происходит инъекция раствора в окружающий грунт с гидравлическим разрывом структуры и последующим выталкиванием «пробки» из скважины (фонтанированием раствора).

Рис. 6.11. Схема формирования грунтоцементной сваи по однокомпонентной технологии 1 — поступление цементного раствора; 2 — форсунка; 3 — выход пульпы (грунтоцементной смеси) через затрубное пространство; 4 — водоцементная струя; 5 — обрабатываемый объем грунта; 6 -грунтоцементный массив предыдущих циклов; h — высота грунтоцементного слоя за одну проходку; D — диаметр сваи

В ряде случаев, вследствие временного повышения давления в размываемой полости, происходит подъем поверхности грунта, что является недопустимым явлением.

При двух- и трехкомпонентной технологиях возможность закупорки скважины практически отсутствует из-за образования пульпы с низкой вязкостью, а также в результате ее воздухо-насыщения. Изливающаяся пульпа сбрасывается по открытым каналам в пульпоприемник. Частичное вовлечение цементного раствора после обезвоживания пульпы позволяет получать слабосцементированный грунт, который может использоваться при устройстве земляных сооружений.

По данным А.Г. Малинина, в зависимости от используемых технологий, продолжительности цикла обработки грунта расход цемента аппроксимируется рядом кривых, представленных на рис. 6.12.

Рис. 6.12. Содержание цемента в объеме грунтоцементной сваи в зависимости от продолжительности цикла обработки грунта 1 — расход цемента в составе струи цементного раствора; 2 — фактическое содержание цемента в теле сваи; 3 — потери цемента в виде пульпы

Увеличение времени инъекции способствует увеличению потерь цемента в виде пульпы с незначительным повышением его содержания в грунтовой массе. Для каждого вида грунтов существует оптимальный режим инъекции, обеспечивающий получение высоких физико-механических характеристик грунтоцемента.

Соотношение между прочностью грунтоцемента и расходом вяжущего зависит от характеристик грунтов и составляет от 150 до 500 кг/м³ при прочности на сжатие 5-20 МПа.

Минимальный расход цемента при более высокой прочности обеспечивается для песчаных и гравелистых фунтов, а максимальный — для глинистых фунтов. Ориентировочные данные по прочности грунтоцементных образований для различных категорий фунтов представлены в таблице 6.6.

Таблица 6.6

studfiles.net