Усиление грунтов основания фундаментов методом цементации: Усиление грунтов основания фундаментов методом цементации

Содержание

Усиление фундаментов зданий - укрепление фундамента – стоимость работ от «GeoSet»

Усиление фундаментов зданий - укрепление фундамента – стоимость работ от «GeoSet»

Геотехническая компания

Главная Усиление и укрепление фундаментов

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

УСИЛЕНИЕ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ, ФУНДАМЕНТОВ И НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ АВАРИЙНЫХ ЗДАНИЙ ИНЪЕКЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ

Опыт усиления жилых зданий в Оренбурге, находящихся в аварийном состоянии


"Основание, фундаменты и механика грунтов" №01 за 2001 год
© Е.А.Сорочан. В.И.Быков, А.И.Егоров, 2001

 


В Оренбурге и области ряд жилых домов разной этажности, типов и времени постройки, общественных и производственных зданий и сооружений деформированы вследствие развития неравномерных осадок, просадок или поднятия грунтов основания. Традиционные способы усиления оснований, фундаментов и несущих конструкций этих сооружений имеют, как правило, низкую эффективность и существенные недостатки [1,2]. Ниже описан опыт работ по усилению трех жилых домов, находившихся в аварийном состоянии, инъекционными методами.

Жилой дом в пос. Первомайский представляет собой трехэтажное кирпичное здание с подвалом, размерами в плане 61x12,6 м. Водо-несущие коммуникации проложены в подвальной части. На момент обследования и производства работ по усилению здание находилось в стадии строительства. Фундаменты здания ленточные на естественном основании из бетонных фундаментных блоков на железобетонной подушке. Грунты основания под фундаментами - суглинки от твердых до тугоплас-тичных, макропористые, с прослоями песка и отдельными включениями гипса.
В результате разрыва наружного водовода вблизи строящегося дома произошло замачивание грунтов основания и обводнение подвала. Наблюдавшиеся неравномерные осадки здания в зоне замачивания (примерно в средней части здания) повлекли за собой деформации конструкций фундаментов и разрушение кирпичной кладки наружных и внутренней продольной несущей стен. На кирпичных стенах появились сквозные трещины на всю высоту здания от карниза до подошвы фундамента. Раскрытие трещин составляло 20...30 мм, а на отдельных участках (под опорами оконных перемычек на третьем этаже) - до 40...50 мм.

ООО "Венчурная фирма "Новация" провела исследования грунтов основания с уточнением видов, расчетных характеристик и гидрогеологических условий. Было пробурено пять скважин глубиной 6-9 м с отбором монолитов грунта. Установлено, что в основании фундаментов ниже подошвы на глубину до 2 м залегают просадочные суглинки, интенсивное замачивание которых привело к неравномерным осадкам и деформациям конструкций здания.

Техническое решение по усилению грунтов основания, фундаментов и деформированных несущих конструкций было разработано научно-производственной фирмой "Реставратор ГЗР". Исходя из инженерно-геологических условий грунтов, характера развития деформаций и конструктивной схемы жилого дома, для усиления грунтов основания под фундаментами был принят метод цементации. В результате инъекций цементного раствора произошло заполнение суффозионных полостей, цементация техногенного слоя грунта и уплотнение слоев грунта основания. Работы по бурению выполнялись из подвала при шаге цементационных скважин 1 м.

Далее предусматривалось усиление кирпичной кладки несущих стен здания путем инъекции цементного раствора в буровые шпуры диаметром 40 мм, а также устройство "скрытого каркаса" путем бурения в кладке скважин диаметром 112 мм, армирования их жесткой арматурой и заполнения их цементным раствором под давлением.
Противоаварийные работы по зданию выполнены в течение 22 дней в июле 1999 г.
В процессе работ и по их окончании проводились геодезические наблюдения за осадками здания.

Жилой пятиэтажный кирпичный дом в Оренбурге сдан в эксплуатацию в 1967 г. Здание с продольными несущими стенами, бесподвальное, размерами в плане 67,2x12 м. Водоне-сущие коммуникации проложены под полом первого этажа.
Фундаменты ленточные на естественном основании из сборных блоков и монолитной железобетонной подушки. Глубина заложения -1.7 м от дневной поверхности грунта.
В процессе эксплуатации здания вследствие многократных аварийных утечек горячей воды из системы отопления в кирпичных стенах образовались трещины, в том числе сквозные. Ширина их раскрытия увеличивалась к верхним этажам. В квартирах пятого этажа разрыв кирпичной кладки между внутренней и торцевой несущими стенами дома составлял 80...40 мм.

Исследованиями установлено, что вскрытая часть фундаментов находится в удовлетворительном состоянии, подземные воды не обнаружены. В основании фундаментов залегают грунты четвертичного периода, представленные мелкими песками, суглинками и глинами. При этом под подошвой фундаментов в разных осях здания залегают разнородные грунты: пески мелкие, маловлажные, средней плотности, глины плотные от твердых до полутвердых (см. рисунок). При замачивании горячей водой песчаный грунт подвергался механической суффозии, что вызвало образование полостей непосредственно под подошвой фундаментов и. как следствие, развитие значительных неравномерных деформаций.
Был разработан проект усиления оснований и фундаментов в два этапа.

Первый этап - укрепительная цементация на контакте "фундамент-грунт", устройство буроинъекционных свай для передачи нагрузок от здания на нижележащие плотные грунты основания.
Используя цементационные скважины устраивались буройнъекционные сваи с предварительной установкой в скважины металлических труб-кондукторов диаметром 146 мм. Длина свай принята равной 0,5 м. рабочий диаметр ствола сваи - 132 мм. Конструктивная схема усиления включала в себя два ряда наклонных свай, устраиваемых снаружи здания и из помещений первого этажа через тело существующего ленточного фундамента. Сваи располагались в шахматном порядке. Всего на объекте выполнено 50 свай.

Второй этап - усиление несущих конструктивных элементов выполнялось путем инъекции цементного раствора в пробуренные в них шпуры, устройства "скрытого каркаса" и инъекционных анкеров.

Жилой двухэтажный восьмиквартирный дом из силикатного кирпича в пос. Тюльган построен в 1961 г. Здание бесподвальное. Фундаменты ленточные, монолитные железобетонные, шириной 0,8 м и глубиной заложения 1,2 м от дневной поверхности грунта. Дом находился в аварийном состоянии, наблюдались сквозные трещины по всем фасадам. Максимальное их раскрытие достигало в уровне карнизов 14...15 мм с уменьшением к цоколю. В 1980 г. были выполнены некоторые конструктивные мероприятия по усилению несущих стен здания. В двух уровнях по высоте здания и его периметру были установлены 1 металлические бандажи-стяжки из швеллера. Однако при дальнейшей эксплуатации здания деформационные процессы продолжались.

При обследовании основное внимание было уделено изучению грунтов основания и состоянию конструкций фундаментов, что позволило установить основную причину возникновения деформаций.
Выявлено, что под подошвой фундаментов залегают полутвердые суглинки, грунтовые воды отсутствуют. Однако грунты имеют большую естественную влажность, высокое содержание песчаных и пылеватых частиц и подвержены морозному пучению. С учетом недостаточной глубины заложения фундаментов для Оренбургского региона строительства, одной из основных причин аварийного состояния здания явилось морозное пучение грунтов основания.
Проектом усиления предусматривалось устройство вертикальных и наклонных (через существующий фундамент) буроинъекционных свай по наружному периметру здания. Существующий фундамент при этом использовался в качестве ростверка. Кроме того, для обеспечения совместной работы наклонных и вертикальных свай устраивался дополнительный железобетонный ростверк вдоль несущих стен по наружному периметру здания в уровне отмостки, объединяющий вертикальные сваи и жестко связанный посредством анкеров с существующим фундаментом. Сваи армировались стержневой арматурой диаметром 20 мм. Всего на объекте было выполнено 50 свай диаметром 132 мм и длиной 4,7 м.
Опыт выполнения работ по усилению грунтов основания, фундаментов и несущих конструкций в условиях Оренбурга свидетельствует о том, что использование инъекционных методов существенно сокращает сроки производства работ по усилению, требует меньших трудозатрат и расхода материалов, сводит к минимуму земляные работы. Эти методы более экономичны по сравнению с традиционными методами усиления, в частности, устройством обойм И подводкой новых фундаментов. Что касается инъекции кладки несущих стен и устройства "скрытого каркаса", то в практике строительных организаций Оренбурга отсутствуют аналоги этого метода усиления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коновалов П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. -М.: Стройиздат. 1988 - 287с.
2. Методические рекомендации по проектированию и производству работ при усилении оснований, фунда-ментов и несущих конструкций существующих зданий и сооружений инъекционными методами. - М.: А/О "Восстановление". 1997 -29 с.

 

Усиление фундаментов цементацией технология ☛ Советы Строителей На DomoStr0y.ru

Содержание

Цементация фундамента – это инъекция цементным раствором, который вводится в пустоты основания. Состав инъекции определяется пропорциями стройматериалов и их составом в растворе – стандартно для строительства фундаментов используется цементно-песчаный или бетонитовый раствор. В пробуренные заранее в рассчитанных местах отверстия смесь закачивается под определенным давлением, и этот процесс называется усиление фундаментов цементацией. Кроме расчета месторасположения поврежденных участков, рассчитывается и требуемое число цементных инъекций, в результате действия которых фундамент становится более прочным, а за счет заполнения всех пустот раствором конструкция превращается в монолит.

Усиление основания инъекционным методом

Цель проведения инъекций – укрепление основания, которое, как известно, держит на себе все здание, и от прочности и надежности этой конструкции зависит длительность эксплуатации жилого дома или другого строительного объекта. Ошибки, допущенные в расчетах фундамента, при выборе его типа или при использовании стройматериалов, могут вылиться в разрушение или деформации основания и стен дома, которые в ряде случаев можно исправить цементацией. Не для всех разрушений или деформаций необходимо проводить укрепление инъекционным методом – зачастую, проверив трещины на расширение, достаточно сделать обычный косметический ремонт поверхности – замазать трещины цементно-песчаным раствором.

Но, если трещины продолжают расширяться, то необходимы более радикальные меры, и одна из них — усиление грунтов основания фундаментов методом цементации. Почему мы говорим «усиление грунтов»? Потому что эта методика превосходно подойдет не только для ремонта и укрепления основания, но и для усиления грунта под подошвой фундаментной конструкции.

Методы усиления

Схема усиления фундамента цементацией

Из наиболее надежных и популярных технологий усиления оснований можно перечислить такие:

  • Укрепление торкрет-бетоном – применение этого способа основано на покрытии ремонтируемой поверхности раствором, подающимся под большим давлением. Такой метод ремонта используется главным образом при укреплении кирпичных и бутовых фундаментов. Основные рабочие процессы: На глубину заложения фундамента роется шурф шириной 1,5-2 м, чтобы можно было опустить в него специальное оборудование (пушку), и нанести бетонную смесь,
  • Уширение подошвы также делается освобождением фундамента от наружного слоя грунта, после чего к старому основанию сваркой крепится арматура, которая одним концом вбивается в фундамент, а другим заводится в опалубку, заливаемую бетонным раствором,
  • Укрепление фундамента обустройством железобетонной рубашки. Процесс заключается в заливке бетона, который нужно доставить в траншею, прокопанную по всему периметру основания и укрепленную армирующим каркасом. Бетон заливается в дощатую опалубку,
  • Усиление сваями – на ослабленных разрушением участках бурятся наклонные скважины, в отверстиях связывается армокаркас, бетон в скважины подается под давлением,
  • Технология усиления основания цементацией: при первых признаках деформации или разрушения фундамента на разрушенных участках в грунте роются или бурятся скважины. Бетонным раствором пир помощи специальных инъекторов через скважины в фундаменте или в грунте заливают все пустоты.

Из всех вышеперечисленных методик цементация представляется простейшим и дешевым способом усиления фундамента дома. Кроме того, инъекции могут применяться к разным типам оснований: к ленточному или плитному фундаменту, к свайному или столбчатому, и делать это можно как для крупных мощных сооружений, так и для частных строений.

Укрепление буроинъекционными сваями

Принципы технологии цементации

Песок для раствора, которым проводится цементация фундамента, должен быть мелким, среднефракционным или бентонитовым. Это будет зависеть от состава стройматериалов основания. Цементация (инъекция) делается таким образом: сначала под участок с разрушениями под углом подводится (бурится) скважина (в случае необходимости усиления грунта), или скважина бурится прямо в фундаменте, а затем в нее под давлением закачивается бетон. Сложность осуществления этого способа в индивидуальном строительстве заключается в том, что трудно создать высокое давление в трубах в домашних условиях – для этого нужен специальный насос. Упростить инъецирование можно расширением скважины и использованием недорогого центробежного насоса. При правильно рассчитанном количестве цементных «уколов» фундамент снова станет прочной монолитной конструкцией.

Схема цементации

Подробнее о способах цементации:

  • Вводить жидкий цементно-песчаный раствор можно в наклонно пробуренную скважину в теле основания, которая заканчивается на глубине, не превышающей глубины заложения подошвы на 0,3 метра. То есть, нужно, чтобы отверстие не доставало до подошвы 30 см,
  • Второй способ заключается в том, что скважина должна проходить через фундамент насквозь, с заглублением ниже подошвы на 0,5 метра. Таким образом, все пустоты под подошвой будут заполнены раствором, что увеличит несущую способность фундамента и увеличит общую площадь подошвы.

Процесс цементации

  • Первый шаг в реализации технологии инъецирования фундамента – бурение скважин (шурфов) на глубину, меньшую, чем заложение подошвы, сечением 100 х 100 см. Скважины рекомендуется бурить со сдвигом, в шахматном порядке. Если есть технологическая возможность, то и внутри дома также нужно пробурить несколько скважин. Все отверстия бурятся не рандомно, а в местах с наибольшими разрушениями. Визуально разрушения видны как трещины и осыпания штукатурки на стенах фундамента и самого здания. На рисунке ниже видны варианты типа трещин и их месторасположения, по которому можно определить причины их возникновения,
  • Затем на расстоянии 25-50 см в основании под углом бурятся шурфы Ø 40-120 мм. Глубина шурфа указана в пункте №1 «о способах цементации»,
  • Если ремонт фундамента проводит строительная бригада, то раствор подается под давлением при помощи специального оборудования. При самостоятельном решении проблемы придется использовать любой подходящий насос,
  • Как приготовить правильный раствор для цементации основания дома: сначала замешивается тощий (очень жидкий) раствор с соотношением вода-цемент 0,9-1. В течение 10-15 минут эту смесь необходимо в скважину с минимальным давлением 0,2 Мпа (можно больше, но не меньше). Подача смеси происходит, пока впитывание раствора не замедлится до 3,5-4 л/мин. Последующие порции цементной смеси делают гуще – с соотношением вода-цемент 0,7-1. Все порции закачивают полностью, с поддержкой такого же уровня давления, пока раствор не станет поглощаться со скоростью 5 л/мин.
  • Через 48 часов ремонтируемый участок можно считать готовым к эксплуатации.

Технология цементации фундамента пошагово

В первом варианте (см. рисунок) появление трещин может быть обязано с:

  • просадкой грунтов основания от замачивания,
  • слабым основанием под левой частью здания,
  • высоким УГВ и вымыванием грунта с образованием карстовых пустот,
  • изменение состава бетона,
  • разработка траншей или котлована в непосредственной близости от фундамента дома.

Во втором варианте (см. рисунок) появление трещин может быть обязано с:

  • слабым основанием в средней части дома,
  • неравномерной осадкой дома ввиду разнородного состава грунта,
  • высоким УГВ (уровень грунтовых вод) и вымыванием грунта под средней частью фундамента.

В третьем варианте (см. рисунок) появление трещин может быть обязано с:

  • просадкой грунтов основания от замачивания,
  • слабым основанием под пробой и левой частью здания,
  • высоким УГВ и вымыванием грунта с образованием карстовых пустот,
  • изменение состава бетона,
  • разработка траншей или котлована в непосредственной близости от фундамента дома.

Варианты цементации

Исследования грунта и рельефа местности поможет выяснить причины разрушений. Это может также быть ошибочный расчет и монтаж дренажа, слишком близко находящиеся искусственные или естественные водоемы, насыпной грунт на участке, и т.д.

Причины разрушения фундамента

Основными считаются причины разрушения, связанные с неравномерными нагрузками на грунт под фундаментом, сезонные изменения в структуре грунта, или ошибочные расчеты при строительстве фундамента. Цементация основания методом инъекций в этих случаях – наиболее эффективная и простая технология ремонта, позволяющая восстановить основание полностью.

Перед проведение работ по усилению основания дома следует проконтролировать, расширяются ли дальше трещины на стенах. Делается это при помощи гипсовых маркеров или специальных мерных линеек. При увеличении трещин следует выяснить, не является ли это следствием усадки дома, чтобы не ошибиться в расчетах методов укрепления основания. Цементация сработает только тогда, когда все причины будут устранены.

Тип и визуальное проявление разрушенийПричины разрушений
Усадка дома посередине
  • Ослабленный или слабый фундамент в средней части дома,
  • Усадка фундамента,
  • Полости с воздухом в фундаменте.
Усадка здания по углам
  • Ослабленный или слабый фундамент по углам здания,
  • Неравномерная усадка почвы,
  • Карстовые пустоты,
  • Сторонняя траншея или котлован рядом с фундаментом,
  • Подтопление подвального помещения.
Деформирование стен дома
  • Давление на фундамент от растяжек, которые могут быть закреплены на здании,

Цементация грунтов для усиления фундаментов в Москве

Когда применяется этот метод?

Введение в грунты цементного раствора – востребованная технология их укрепления, и по целому ряду причин. Прежде всего, это довольно простой метод. При наличии специального оборудования такой процесс цементации занимает немного времени. К тому же такая методика обладает хорошими технико-экономическими показателями.

В зависимости от задач, которые ставит заказчик, она может сводиться к заполнению пустот, а может включать создание однородного грунтового массива. В последнем варианте ведётся перемешивание цементных составов с грунтом для придания ему заданных качеств, способствующих тому, чтобы фактические деформации здания отвечали расчётным.

Процедура станет несложным решением не только проблемы усиления. Она поможет при реконструкции, в которой запланировано увеличение нагрузки из-за надстройки этажей или возведения пристроек. Такие работы позволят остановить просадку сооружения, помогут повысить прочностные характеристики грунтов в зоне запланированного строительства.

Цементные смеси придут на помощь и при наличии грунтовой нестабильности, закрепят просадочные или карстовые породы. Они незаменимы в подземных работах, в ситуациях, когда строителям попадаются высокоподвижные породы. Цементация грунтов будет эффективна на гравелистых и скальных трещиноватых породах.

Подготовительные мероприятия

Перед началом работ по цементации требуются проектные расчёты. Если здание еще не построено, важно тщательно прогнозировать процесс. Сначала определяется зона влияния на грунт, высчитывается величина этого влияния. Затем учитываются физико-механические параметры разных грунтовых зон. Немного другой проект составляется, если нужно остановить осадку уже существующего здания.

В ходе мероприятий по цементации необходимо бурить скважины. Дистанцию (расстояние) между скважинами рассчитывают при разработке проекта на основе результатов обследования и геологических изысканий. Непосредственное бурение проводится разными инструментами. Всё зависит от нужной глубины и диаметра. Чаще всего применяются установки для колонкового бурения алмазными коронками. Если выше зоны цементации пролегают мягкие неустойчивые грунты, то можно применять обсадные трубы.

Состав раствора

Пропорции и состав растворов подбирают на этапе проектирования исходя геологических условий, способа цементации, условий окружающей среды.

Помимо марки цемента, соотношений при разведении водного раствора важную роль играют дополнительные составы, добавляемые в раствор. Среди них ускорители, пластификаторы, фибры, а также инертные добавки. Соблюдается следующий принцип: более тонкие пустоты требуют более жидкой консистенции раствора. Если пустоты довольно велики, возможно добавление песка. Нагнетание цементной смеси идёт под нарастающим давлением, которое должно достигнуть предельной величины, определяемой на стадии проектирования.

Для осуществления цементации фундаментов применяются следующее специальное оборудование: растворонасосы, буровые насосы, цементные станции, шланги, трубы, инъекторы, измерители давления. Обязательно присутствует насосная техника. Если раствор обладает густой консистенцией используют диафрагмовый насос. В прочих случаях подойдёт двухпоршневая грязевая помпа.

Контроль качества

Если здание ещё не построено, укреплённый методом цементации грунт подвергается испытаниям на физико-механические свойства. Их выявляют в лабораторных условиях. Для исследования отбираются образцы, монолиты или керны. Можно испытывать прочность, контролировать качество проделанных работ по цементации и в полевых условиях. В таких случаях применяют металлические штампы. К ним подводится нагрузка, а затем замеряется их усадка.

Усиление фундаментов, цементация грунтов основания

Причиной появления деформаций зданий может являться недостаточная несущая способность грунтов. Для улучшения характеристик таких типов оснований применяется цементация грунтов или методы усиления фундаментов.

Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Выезд специалиста на Ваш объект бесплатный! Звоните!

Метод цементации позволяет придать слабым грунтам свойства водонепроницаемости и монолитности путем нагнетания под давлением цементного раствора в предварительно пробуренные скважины. Укрепление грунтов происходит за счет образования высокопрочного цементного камня. В процессе армирования слабое основание пронизывается большим количеством цементных жил, в результате чего удается снизить его просадочные свойства и повысить несущую способность.

Главные преимущества цементации:
- относительно простая технология производства работ, нет необходимости откапывать фундамент;
- невысокая стоимость выполнения работ, особенно в сравнении с другими инъекционными методами;
- возможность качественного выполнения работ в переувлажненных грунтах;
- отсутствие негативного воздействия на окружающую среду, экологичность метода;
- возможность применения метода для малоэтажных домов, коттеджей;
- технология производства работ выполняется в соответствии с нормативными документами СНиП;
- возможность оперативно повлиять на аварийную ситуацию в сжатые сроки.

Мы имеем значительный опыт цементации и силикатизации грунтов основания. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов южных регионов России. Все работы ведутся по разработанному проекту. Мы принимаем наиболее надежные и экономичные технические решения, а подготовка проекта производится в минимально возможные сроки.

При заказе работ разработка проекта бесплатно!

Закрепление, усиление, укрепление, цементация, силикатизация, стабилизация, грунтов, фундаментов, основание, ремонт, фундамент, просадка, просадочные, просел, осадки, просадки, старый, грунт, инъекция, проект, геокомпозит, здание, дом, сооружение, жидкое стекло, замена, подъем, обойма, устранение, ликвидация, трещин, инъектирование раствора, выпрямление, крен, торкретирование, гидроизоляция, склон, лёссовые, деформации, буроинъекционные, буровые, грунтовые, буронабивные, винтовые, сваи, закачка цемента, раствора, стены, диагностика, Ростов-на-Дону, Краснодар, Волгоград, Ставрополь, ЮГ России, ЮФО.

Цементация грунтов основания фундаментов в Москве

Строительная компания «КомпозитПрофСтрой» предлагает укрепление грунта методом цементации. Услуга доступна в Москве, населённых пунктах Московской области, других регионах России. Мы успешно выполнили более 500 проектов, по праву заслужили уважение клиентов. Работаем в качестве подрядчика, строго соблюдаем требования ГОСТов, СНиПов, прочие нормы, неукоснительно следуем предписаниям техники безопасности. Быстро и надолго усилим слабый грунтовый слой — после закрепления подошва снова сможет держать вес здания. Мы применяем в работе безопасные для сооружения технологии, нетоксичные стройматериалы. Цена услуги определяется индивидуально; расценки представлены в нашем прейскуранте.

Зачем нужно цементирование грунтового слоя

Компания «КомпозитПрофСтрой» проводит профессиональное укрепление земляного слоя, повышающее прочность за счёт введения в толщу под давлением цементного раствора. Цементация грунтов основания фундаментов необходима, когда:

  • Требуется восстановить прочность грунтового слоя после стандартного цикла эксплуатации. Земля, на которой стоит здание, неизбежно принимает на себя большую нагрузку — и рано или поздно начинает просаживаться, а то и «уплывать» в горизонтальной плоскости.
  • Нужно подготовить объект к новым условиям использования. Изменение этажности (включая разноэтажность), расширение здания, установка массивных производственных линий приводят и к возрастанию нагрузки на грунтовый слой. Предотвратить проседание, влекущее за собой растрескивание фундамента, разрушение несущих конструкций, поможет усиление земли под основанием.
  • Выявлены ошибки строительства. Грунтовый слой, не подготовленный к несению массы сооружения вследствие недочёта проектировщиков или рабочих, быстро просядет или «поедет». Цементация грунта под фундаментом позволит предотвратить полное или частичное обрушение — и проводить её нужно как можно быстрее после обнаружения проблемы.

«КомпозитПрофСтрой» выполнит полный цикл укрепления — от подготовки корректных расчётов до цементирования. Вы доверяете задачу нам — и получаете готовое к безопасной эксплуатации здание!

Получите оценку объекта и расчет коммерческого предложения

Что будет, если отказаться от цементирования

Земля, несущая на себе вес здания, подвергается высоким нагрузкам, возрастающим при увеличении этажности, оснащении сооружения новым оборудованием, размещении внутри тяжёлых производственных линий. Даже если слой плотно утрамбован, избежать разрушения в таких условиях невозможно: единственный способ замедлить процесс — усиление земляного слоя.

Цементация грунтов основания приводит к быстрому схватыванию, образованию единой плотной массы, повышению общей прочности основания, на котором стоит здание. Образовавшиеся в ходе эксплуатации микротрещины заполняются ремонтным составом, что исключает сдвиги почвы и, в итоге, разрушение фундамента и несущих конструкций.

Усиление необходимо проводить сразу, как только будет замечено нарастание опасности — о нём свидетельствует расширение трещин в фундаменте и стенах. «КомпозитПрофСтрой» выполнит восстановление прочности как грунтового слоя, так и несущих конструкций — быстро и по разумным расценкам!

Используемые технологии

Простого заливания земли цементным раствором для существенного повышения прочности недостаточно: глубинный слой останется в прежнем состоянии, а образовавшаяся на поверхности «корка» быстро треснет. Профессиональное усиление грунтов методом цементации проводится по струйной технологии: струи цементной смеси, подаваемые под большим давлением, смешиваются с землёй, заполняя все имеющиеся изъяны и быстро отвердевая.

Специалисты «КомпозитПрофСтрой» подберут на основании исследования объекта идеальный вариант смеси: цементную, цементно-песчаную или бетонитную. Мы используем специальные добавки, обеспечивающие быстрое схватывание и придающие составу водостойкость. Только правильно выбранные компоненты обеспечат повышение прочности грунтового слоя — а значит, и безопасность здания!

Как мы работаем

Укрепление грунтов цементацией проводится «КомпозитПрофСтрой» по утверждённому алгоритму:

  1. Наши специалисты оценивают состояние грунтового слоя, подбирают цементирующую смесь, в наибольшей степени подходящую для вашего объекта.
  2. Территорию, на которой будут выполняться работы, очищают от остатков отделки, мусора, прочих инородных предметов.
  3. Под давлением в грунтовый слой подают из привезённой установки цементную смесь выбранного состава. Раствор мгновенно заполняет пустоты и трещины, быстро отведевает, повышая прочность земли под сооружением.

Введение раствора инъектированием подразумевает пробуривание в грунтовом слое скважин, в которые, посредством установленных патрубков, и вводится цементная смесь. Усиление грунтов цементацией не вызывает, при отвердевании раствора, разрывов грунтовой подушки, не требует полной остановки деятельности объекта. Сразу после завершения работ, выполненных «КомпозитПрофСтрой», ваше здание готово к полноценной эксплуатации!

Преимущества «КомпозитПрофСтрой»

Наша компания лицензирована, работает на основании официального договора, одобренной заказчиком сметы. Мы строго соблюдаем установленные контрактом сроки, не пересматриваем стоимость утверждённых работ без вашего согласия. Даём гарантию на все услуги и расходные материалы. Проводим срочный и плановый ремонт в Москве и на отдалённых объектах. Обращайтесь в «КомпозитПрофСтрой» — пусть цементация грунтов будет проведена настоящими профессионалами!

Усиление фундаментов, свайный фундамент

Типичными примерами ситуаций, когда нужно усиление фундаментов, являются
- неудовлетворительное состояние кладки фундаментов;
- пустоты и местное разуплотнение грунтов под подошвой фундаментов из-за воздействия грунтовых и техногенных вод;
- увеличение нагрузки на фундаменты при реконструкции или надстройке зданий;
- разуплотнение грунтов при ведении строительства вблизи существующих зданий, особенно при откопке котлованов.

Во всех этих случаях наиболее эффективными, быстрыми и экономичными являются буровые методы усиления.

Цементация

 

Цементация фундаментов проводится при ослаблении фундаментов и разуплотнении грунта под его подошвой. В тело фундамента и на контакт «фундамент-грунт», через специально пробуренные скважины диаметром 40 – 110 мм, под строго контролируемым давлением, подается твердеющий раствор, приготовленный на основе цементов. В результате отсутствующий кладочный раствор заменяется новым, фундамент приобретает прочность, пустоты под подошвой заполняются, повышается плотность грунтов основания. Для минимизации воздействия на кладку фундаментов при проведении цементационных работ мы используем алмазный буровой инструмент и пневмоударники малого диаметра английской фирмы “HALCO”. Такая щадящая технология позволяет выполнять работы на зданиях - памятниках архитектуры

 

Сваи усиления

 

Когда не только фундаменты, но и грунты основания не способны воспринимать возросшие нагрузки, например, при реконструкции или надстройке здания, целесообразно проводить усиление методом устройства буроинъекционных свай.

При таких работах производится бурение скважин через фундамент на заданную проектом глубину. Скважина заполняется мелкозернистым бетоном и затем в нее устанавливается специальный арматурный каркас. В итоге получается железобетонная свая, одним концом заделанная в существующий фундамент, другим опирающаяся на плотные слои грунта.

Сваи усиления обычно имеют диаметр от 130 до 250 мм и длину до 25 метров. Здание, «пересаженное» с ленточного фундамента на свайный, может подвергаться значительному дополнительному нагружению. Осадки здания, после включения свай в работу, практически отсутствуют. Перед устройством свай, в качестве подготовительных работ, проводят цементацию фундамента.

 

Вывешивание зданий

Увеличение полезной площади при реконструкции здания достигается не только за счет надстройки дополнительных этажей, но и путем заглубления существующих, либо устройства новых подвальных помещений.

Для минимизации опасных последствий от деформации здания при заглублении подвалов, мы используем метод «вывешивания». Заключается он в переносе здания с ленточного на свайный фундамент, но в отличие от обычного усиления на сваи передается полный вес здания, что требует точного проектного расчета и особой тщательности при выполнении. Чтобы исключить потерю устойчивости свай, в них применяют дополнительное усиленное армирование верхней, самой нагруженной части. Перед устройством свай фундамент также подвергается укреплению методом цементации. После проведения данных мероприятий можно выполнять разработку грунта и подведение новых стен ниже уровня существующих фундаментов.

Метод расчета несущей способности композитного фундамента из песчаных свай в слое илистого грунта с учетом уплотнения

При строительстве песчаных свай часто применяется обсадная труба, то есть метод слива нижнего конца. При сооружении песчаной кучи в обсадной трубе делается полость, нижняя часть обсадной колонны закрывается, а полость расширяется в слое илистого грунта за счет механического статического давления и вибрации. Затем, когда обсадная колонна поднимается, клапан в нижней части обсадной колонны автоматически открывается, и полость заполняется песком, образуя кучу песка.Этот процесс можно упростить до расширения полости. В данном исследовании эта теория была использована для расчета увеличения несущей способности фундамента в слое илистого грунта, вызванного строительством песчаной сваи.

Теория расширения полости и основные допущения

Завершенная песчаная куча предполагалась идеально цилиндрической, а ее размер полностью соответствовал проектным требованиям. Процесс строительства песчаной кучи был выполнен, как показано на рис. 2.

Рис. 2

Анализ теории расширения полости 3 был основан на следующих предположениях: (1) масса грунта идеальная, однородная, и изотропный эластичный пластиковый корпус; (2) небольшая полость расширяется в бесконечную массу почвы; (3) критерий текучести почвы - критерий текучести Мора – Кулона; (4) давление грунта на стенку полости статическое до расширения; и (5) куча песка сделана из чистого песка без силы сцепления, и деформация текучести не учитывается.

Основные уравнения

Радиальное напряжение грунта вокруг сваи обозначалось \ (\ sigma_ {r} \), окружное напряжение - \ (\ sigma _ {\ theta} \), а конструкция песчаной сваи Процесс был упрощен до задачи осевой симметрии плоской деформации. Полярные координаты использовались без учета начального поля напряжений, и дифференциальное уравнение равновесия было получено следующим образом:

$$ \ frac {{d \ sigma_ {r}}} {dr} + \ frac {{\ sigma_ {r } - \ sigma _ {\ theta}}} {r} = 0.$$

(1)

Геометрическое уравнение:

$$ \ varepsilon_ {r} = \ frac {{du_ {r}}} {dr}. $$

(2)

В фазе упругой деформации функция напряжения \ (\ psi \) считалась функцией только радиальной координаты r :

где \ (r \) - радиальная координата, а L - граница постоянный.

На стадии пластической деформации параметры выбраны как консолидированные недренированные параметры, использовался критерий текучести Мора – Кулона:

$$ (\ sigma_ {r} - \ sigma _ {\ theta}) = (\ sigma_ {r } + \ sigma _ {\ theta}) \ sin \ varphi + 2c \ cos \ varphi. {{\ frac {2 \ sin \ varphi} {{1 + \ sin \ varphi}}}} - Cctg \ varphi.$$

(9)

Удовлетворяя уравнения. (4) и (6) при общих граничных условиях упругости и пластичности было получено следующее уравнение:

$$ \ sigma_ {p} = \ sigma_ {r} = C \ cos \ varphi. $$

(10)

На границе между упругой зоной и пластической зоной смещение общего расширения пластической зоны было получено на основе уравнения. (8):

$$ u_ {p} = \ frac {(1 + v)} {E} R_ {p} \ sigma_ {p}.{2} \ to 0 \), а общее смещение границы пластической зоны относительно невелико.

В приведенном выше расчете начальное поле напряжений не учитывалось. Для илистой почвы увеличение напряжения \ (\ sigma_ {p} = C \ cos \ varphi \), которое привело к тому, что почва перешла в пластическое состояние, было очень небольшим. Чтобы удовлетворить условию, что грунт легко входит в пластическое состояние, диапазон воздействия пластической зоны должен быть большим, чтобы общее смещение границы пластической зоны можно было считать относительно небольшим и упростить следующим образом: \ (u_ {p} ^ {2} \ to 0 \).{{\ frac {2 \ sin \ varphi} {{1 + \ sin \ varphi}}}} - ctg \ varphi} \ right]. $$

(19)

Увеличение дополнительного напряжения, вызванного строительством песчаной сваи

Когда песчаные сваи расположены в форме равностороннего треугольника, длина стороны которого равна \ (s \), происходит взаимодействие между песчаными кучами, где \ (d_ {e} \) - это диапазон влияния одиночной кучи песка, а \ (r_ {e} \) - радиус влияния. Это видно из уравнения. (19) видно, что радиальное напряжение уменьшается с увеличением r .{{\ frac {\ sin \ varphi} {{1 + \ sin \ varphi}}}} - ctg \ varphi} \ right]. $$

(23)

Затирка - GeoStabilization International

Услуги

GeoStabilization по заливке грунтов и фундаменту предоставляют решения для проектов, связанных с геологическими опасностями, включая цементацию, контроль просачивания, контроль оседания, восстановление карстовых воронок, укрепление фундамента и повторное выравнивание, а также новые фундаменты на всей территории США и Канады.

Приложения для конкретных геологических опасностей включают:

Стабилизация карстовой воронки
Заполнение цементным раствором

Восстановление фундамента, фундамент и повторное выравнивание
Микросваи
Уплотнение цементным раствором

Контроль просачивания
Химический раствор
Шламовый раствор

Улучшение почвы
Химический раствор
Уплотняющий раствор

Уплотняющий раствор

Уплотняющий цементный раствор, также известный как затирка с низкой подвижностью, представляет собой метод улучшения грунта, который улучшает прочность и жесткость грунта путем контролируемого впрыскивания под высоким давлением малоподвижного цементного раствора.По мере расширения массы затирки почва смещается и уплотняется. При правильном впрыске раствор не будет стекать из зоны впрыска и существенно не проникает в окружающую почву. В результате получается серия очень жестких выпуклых столбиков из цементного раствора, окруженных почвой повышенной плотности. Этот процесс примерно показан на левом рисунке ниже.

Затирка уплотняющим раствором используется для ремонта карстовых воронок, улучшения грунта под новыми или существующими сооружениями, включая выравнивание строений, улучшение разрушаемых грунтов, смягчение разжижения и общее улучшение грунта и контроль оседания.На правом рисунке ниже показаны различные варианты использования уплотняющего раствора в существующей инфраструктуре.

Микросваи

Микросваи - это просверленные и залитые сваи малого диаметра (обычно менее 12 дюймов), которые обычно укрепляются обсадной колонной и / или центральным арматурным стержнем. Микросваи конструируются путем бурения скважины с использованием нескольких тонких методов бурения, размещения арматуры и затирки скважины с помощью цементного раствора.Микросваи могут выдерживать осевые и / или боковые нагрузки и могут рассматриваться как замена обычных свай или как один компонент в композитной массе грунт / сваи, в зависимости от используемой концепции проектирования. Чтобы выдерживать боковые нагрузки, микросваи часто устанавливаются в разобранной конфигурации или с постоянным стальным кожухом наверху сваи. Микросваи устанавливаются методами, которые вызывают минимальные нарушения внутри или рядом с соседними конструкциями, почвой и окружающей средой. Их можно устанавливать в условиях ограниченного доступа, а также во всех типах почв и грунтовых условиях.Поскольку процедура установки вызывает минимальную вибрацию и шум и может использоваться в условиях небольшой высоты, микросваи часто используются для подкрепления существующих конструкций. Специализированное буровое оборудование часто требуется для установки микросваи внутри существующих подвальных помещений.

Шлам / проницаемость и химический раствор

Шламовый раствор - это инъекция чистого цементного раствора, смешанного в различных пропорциях, в открытые отсортированные вскрышные грунты, такие как чистый гравий, или в коренные породы с целью улучшения характеристик материала на месте во время временного или постоянные раскопки или вокруг существующей подземной инфраструктуры для уменьшения просачивания воды, для подкрепления или улучшения несущей способности почвы.В ситуациях, когда трещины и трещины или почвы слишком малы, чтобы позволить раствору цементного раствора проникать в эти пространства, можно использовать цемент тонкого помола, чтобы улучшить способность цементного раствора проникать в трещины и трещины или почву.

Проникающая / химическая заливка - это метод затирки, аналогичный описанному выше затирке шламов, который используется для пропитки почв, таких как чистый песок и ил, с содержанием мелких частиц примерно до 15%. В этом методе используются цементные, тонкодисперсные цементные, силикатно-натриевые и акриламидные растворы для проникновения в почву, и при использовании по спроектированным схемам и сеткам создаются затвердевшие почвы с характеристиками, аналогичными характеристикам слабой коренной породы.Затирка проницаемого раствора используется для контроля просачивания воды, обеспечения временной и постоянной опоры существующих фундаментов и повышения несущей способности грунтов под существующими фундаментами и для опалубки земляных работ.

Проницаемость и цементация жидкого раствора часто используют специальные методы и методы установки, включая использование забойных пакеров, труб для цементации типа «труба за манжетой» и специального оборудования для смешивания и дозирования раствора.


Связанные проекты

Повышение несущей способности грунтов для фундамента исторической конструкции

Плотность заполнения мостового перехода

Заполнение пустот угольных пластов / Ремонт карстовых колодцев

Цементный раствор | Фонд профессионалов Флориды

Цементный раствор для контроля потока грунтовых вод

Цементный раствор

можно использовать для регулирования потока грунтовых вод в ситуациях, когда необходимы земляные работы ниже уровня грунтовых вод или для предотвращения просачивания под дамбами и дамбами.Цементный раствор также можно использовать для предотвращения просачивания грунтовых вод в подвалы. Инъекции цементного раствора по периметру подвала (а иногда и под подвал) создают барьер, препятствующий проникновению грунтовых вод в конструкцию подвала.

Цементный раствор для фундамента

Цементный раствор

может быть эффективной альтернативой стандартным методам крепления фундамента, таким как сваи, потому что он не требует структурных соединений и часто может быть выполнен с минимальными нарушениями повседневной работы домовладельца или работы объекта.

Цементный раствор для опоры котлована

Цементный раствор

может быть эффективным решением при обеспечении поддержки при выемке грунта, когда вибрации от забивки шпунта могут вызвать оседание близлежащих конструкций.

Заливка цементным раствором для стабилизации грунта

Цементные растворы - это эффективное и долговечное решение для укрепления сыпучих грунтов, включая гравий и песок. Портландцемент можно использовать для уплотнения рыхлых грунтов и заполнения пустот, в то время как ультратонкий и микродисперсный цемент можно использовать для проникновения в зернистые почвы, создавая цементированную массу с повышенной несущей способностью почвы.

Цементный раствор для заполнения пустот под землей

Цементная заливка портландцементом - распространенное решение для заполнения подземных пустот. Раствор вводится через портовые трубы, которые просверливаются на месте в пустотах и ​​рядом с ними.

В Foundation Professionals of Florida у нас есть специализированное маневренное оборудование, которое позволяет нам вводить цементный раствор в ограниченные пространства с ограниченным надземным просветом. Мы обслуживаем 9 штатов, включая Флориду, Джорджию, Алабаму, Миссисипи, Южную Каролину, Северную Каролину, Теннесси, Кентукки, Вирджинию, а также Виргинские острова и Флорида-Кис.

Мы обладаем более чем 40-летним опытом работы и выиграли множество наград в качестве геотехнического подрядчика. Мы приветствуем возможность принять участие в торгах по вашему следующему проекту, требующему цементной заливки. Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной оценки.

Центр биопосредованной и биотехнологической геотехники

Предварительный патент Усиление цементации с использованием гидрогелей Метод повышения цементации карбонатных минералов с использованием гидрогелей
Описание изобретения Производство органического антиобледенителя из органических отходов Жидкое органическое удобрение из травяных отходов и жидкой патоки, выдерживающее температуру до -10 градусов Цельсия
Предварительный патент Составы для экологически безвредных жидкостей для защиты от обледенения и защиты от обледенения, а также устройство и способ их производства Экологически чистые средства от обледенения и защиты от обледенения
Раскрытие изобретения Биологически вдохновленная заякоренная свая с щетинками (BSAP) Биологически вдохновленный подход к заякоренной свае
Раскрытие изобретения Биовдохновленная радиально расширяющаяся куча (BREP) Биовдохновленная подход к расширяющейся куче
Описание изобретения Биологически активный модификатор эффективного стресса для снятия стресса Биологически вдохновленный подход для снятия эффективного стресса
Описание изобретения Сборные бетонные сваи с сосудистыми системами Сборные бетонные сваи с сосудистыми системами
Раскрытие изобретения Текстурирование поверхности в стиле змеиной кожи для геомембран и глубоких оснований Текстурирование в стиле змеиной кожи, обеспечивающее высокий коэффициент трения
Предварительный патент Системы и методы биоцементации Улучшение систем и методов биоцементации для повышения прочности биоцементированного песка
Предварительный патент Биологические сваи глубокого фундамента и анкерные системы Биологические сваи глубокого фундамента и системы анкеровки для увеличения свай и анкерных возможностей
Предварительный патент Методы экстракции ферментов Методы экстракции ферментов, используемые в системах и методах биоцементации
Предварительный патент Биологические сваи глубокого фундамента и анкерные системы Биологические сваи глубокого фундамента и системы анкеровки для увеличения свай и анкерных возможностей

Улучшение почвы: методы улучшения условий мягкого грунта

Медицинский центр округа Ориндж.Джон Уиттам (JRW Construction) был подрядчиком по установке. Винтовые вытяжные сваи служили опорой для оборудования больницы. Вытяжные сваи были полностью обшиты сталью в соответствии с требованиями Управления по планированию и развитию здравоохранения штата Калифорния. Стальной корпус соответствовал требованиям сейсмостойкости.

Полную версию статьи можно найти здесь.

При проектировании и строительстве фундамента надстройки улучшение условий мягкого грунта часто может устранить необходимость в глубоком фундаменте.Специализированные подрядчики обычно улучшают характеристики грунта на месте, уплотняя, укрепляя или фиксируя массы и частицы грунта.

В следующем экземпляре подробно описаны преимущества этих основных методов улучшения почвы с акцентом на применимые типы почвы, оборудование, процедуры, используемые материалы и контроль качества.

Обратите внимание, что с этими методами связаны неотъемлемые опасности, и поэтому они должны выполняться только обученными и опытными специализированными подрядчиками.

Уплотнение

Динамический, вибро, цементация и добавка представляют собой основные методы, используемые для уплотнения или уплотнения почвы на месте.

Динамическое (глубокое) уплотнение

Этот процесс включает в себя повторяющееся падение тяжелого груза на поверхность земли для уплотнения почвы.

Динамическое уплотнение наиболее эффективно для проницаемых гранулированных грунтов, поскольку связные грунты могут поглощать и ограничивать эффективность метода. Этот процесс в основном используется для уменьшения осадки фундамента, сейсмического проседания и потенциала разжижения.В органических грунтах динамическое уплотнение использовалось для строительства песчаных или каменных колонн.

Обычно для сброса груза используется циклный кран, который колеблется от 10 до 30 тонн. Кран оснащен стрелой, способной опускать груз с высоты от 50 до 100 футов с помощью единственного троса, который максимизирует энергию веса при ударе о землю. Падение веса должно быть ниже безопасной однолинейной грузоподъемности крана и кабеля. Расположение основных точек сброса обычно строится по сетке от 10 до 20 футов.

Как только образуется кратер высотой от трех до четырех футов, отверстие заполняется зернистым материалом до того, как выпадут дополнительные капли.

По завершении грунт в пределах трех-четырех футов от поверхности будет рыхлым. Эти поверхностные почвы уплотняются с помощью низкоэнергетического гладильного хода. Эта процедура состоит из нескольких падений груза с высоты от 10 до 15 футов, эта процедура охватывает всю площадь поверхности.

Затем обычно проводят испытания на проникновение, чтобы измерить улучшение, достигаемое за счет динамического уплотнения.

Поскольку процесс вызывает сильные вибрации, важно проверить соседние помещения на предмет чувствительности к вибрации и задокументировать их ранее существовавшие условия до падения веса.

Виброуплотнение - это метод уплотнения гранулированного грунта и превращения его частиц в более плотное состояние. Виброуплотнение часто используется при мелиорации земель или природных песчаных отложений. Природные или искусственные отложения песка и гравия часто бывают недостаточно плотными или слишком неоднородными, чтобы можно было безопасно и надежно обосновать предлагаемую структуру.Глубинные вибраторы Келлера позволяют увеличить и гомогенизировать плотность почвы независимо от уровня грунтовых вод. КРЕДИТ: Hayward Baker

Виброуплотнение (виброфлотация)

Этот процесс включает использование забойного вибратора, который опускается в землю для уплотнения почвы на глубине. Этот метод используется для увеличения несущей способности и уменьшения осадки фундамента, и наиболее эффективен при естественном дренировании сыпучих грунтов ниже уровня грунтовых вод.

Виброфлот состоит из цилиндрической стальной оболочки с внутренним электрическим или гидравлическим двигателем, который вращает эксцентриковый груз.Вибрация горизонтальна, а источник находится в нижней части зонда. Общие размеры вибрации составляют 10 футов в длину и 1,5 фута в диаметре.

Вибраторы различаются по мощности от 50 до более 300 л.с. и подвешиваются к стандартным кранам. Удлинительные трубки привинчиваются к верхней части вибратора, что позволяет опускать его на необходимую глубину обработки. Электрические вибраторы имеют выносной амперметр, который показывает силу тока, потребляемую двигателем.

Уплотнение начинается на дне обработки на глубине, которая может достигать 120 футов.Вибратор поднимается с определенной скоростью или многократно поднимается и опускается по мере извлечения. Окружающие зернистые почвы перестраиваются в более плотную конфигурацию от 70 до 85 процентов.

Песок добавлен вокруг вибратора на поверхности земли. Этот песок падает вокруг вибратора до его кончика, чтобы компенсировать уменьшение объема, достигаемое во время уплотнения. Вместо песка можно использовать более крупную засыпку для повышения эффективности техники, особенно на илистых почвах. В целом, этот метод не уплотняет песок в пределах двух-трех футов от поверхности земли.Эта работа обычно предназначена для вибрационных катков со стальным барабаном.

Испытания на проникновение обычно выполняются в средней точке образца зонда для определения степени достигнутого улучшения, которая сама зависит от энергии вибратора, расстояния проникновения вибратора, количества засыпки и времени, затраченного на уплотнение почвы.

Уплотнение швов

Этот метод уплотняет почвы за счет инъекции в них малоподвижного раствора с низким уровнем осадки.Когда дополнительный раствор вводится через просверленную или забивную трубу, баллончик раствора расширяется, уплотняя грунт за счет сжатия. Затем масса грунта усиливается образовавшимся столбиком раствора, уменьшая осадку и увеличивая прочность на сдвиг.

Используемый раствор обычно состоит из портландцемента, песка и воды. В смесь можно добавить естественные мелкозернистые почвы, летучую золу или бентонит. Как правило, прочность раствора не критична для улучшения почвы.

Затирка уплотняющего раствора наиболее эффективна в свободно дренируемых сыпучих грунтах и ​​грунтах с низкой чувствительностью.Известно, что этот процесс уменьшает осадки в разрушающихся грунтах, устраняя возможность провала в грунте. Этот метод также может стабилизировать существующие воронки в карстовых регионах.

Процесс обычно начинается в нижней части обрабатываемой зоны, а затем продолжается вверх. Обработка может быть прекращена на любой глубине и очень эффективна при нацеливании на изолированные зоны на глубине.

Достичь значительных улучшений в пределах восьми футов от поверхности земли сложно, если подрядчик не использует нисходящую процедуру.В этом методе раствор сначала закачивается в верхнюю часть зоны обработки. После того, как раствор затвердеет, просверливается труба с нижней стороны раствора и вводится дополнительный раствор. Тестирование на проникновение после затирки может подтвердить улучшение гранулированного грунта.

Эта серия схем иллюстрирует общие процедуры восходящей техники уплотнения цементного раствора. Первый шаг, показанный здесь, - это установка труб для цементного раствора с использованием методов бурения или забивки. Строительный раствор, вводимый через трубы, вытесняет окружающую почву.Затем труба для раствора поднимается на некоторое расстояние (от 0,3 до 1,5 м), и процесс закачки повторяется. Закачка «поэтапно» продолжается до тех пор, пока целевой слой не будет обработан. Затирка может сделать слой почвы более жестким и укрепить, увеличивая его плотность, увеличивая поперечные напряжения и выступая в качестве усиления. Заливку также можно использовать для создания контролируемого вспучивания поверхности земли для повторного выравнивания конструкции, поврежденной из-за дифференциальной осадки.

Доплата

Этот метод позволяет засыпать грунт на месте для предварительного уплотнения существующего грунта перед началом строительства.Наполнение улучшает грунт за счет сжатия, увеличения жесткости и прочности на сдвиг. Предварительная нагрузка лучше всего подходит для мягких мелкозернистых грунтов, которые будут испытывать чрезмерную осадку под нагрузкой на конструкцию.

В частично или полностью насыщенных почвах сборные вертикальные водостоки размещаются до установки дополнительной засыпки, что ускоряет дренаж и сокращает время засыпки. Сливы представляют собой полоски гофрированного или зубчатого пластика шириной 4 дюйма, обернутые тканой фильтровальной тканью. Обычно дренажные рулоны длиной 1000 футов подаются в оправку, которая толкается, вибрирует, приводится в движение или сбрасывается вертикально в землю через мачту, установленную на обратной лопате или кране.

Заполненный грунт, используемый для предварительной загрузки, обычно доставляется на участок самосвалами. Затем используются бульдозеры, чтобы загнать почву в насыпь. Высота насыпи зависит от давления, необходимого для достижения желаемого улучшения. На очень мягких участках могут потребоваться пьезометры и инклинометры, чтобы избежать резкого размещения насыпи.

Арматура

Этот метод улучшения включает строительство армирующего элемента в массиве грунта, который не изменяет свойства грунта.Типы армирования включают каменные и вибробетонные колонны, а также забивание грунта гвоздями, микросваи и заделку трещин.

Каменные колонны

При этом методе армирования колонны из уплотненных каменных частиц размером с гравий сооружаются вертикально в земле. Колонны улучшают характеристики мягких или рыхлых грунтов за счет уплотнения окружающей зернистой почвы и усиления почвы более жесткой колонной с более высокой прочностью на сдвиг. Камень обычно уплотняют виброфлотом.Этот метод часто используется для увеличения несущей способности до 10 тыс.футов футы и для предварительного обрушения карстовых воронок перед строительством в карстовых регионах.

Строительство колонны начинается на дне глубины обработки, которая может достигать глубины 100 футов, и продолжается до поверхности.

Первоначально вибратор проникает в землю благодаря своему весу, вибрации и влажным струям на его конце. Затем фронтальный погрузчик кладет камень вокруг виброфлота на поверхность земли. Камень падает на кончик виброфлота через промывочную воду снаружи виброфлота.Затем вибратор поднимается на несколько футов, и камень падает вокруг виброфлота до кончика, заполняя образовавшуюся полость. Таким образом, виброфлот многократно поднимается и опускается, уплотняя и перемещая камень в двух-трехфутовых подъемах. Смывная вода направляется в отстойный пруд, где оседает взвешенная мелочь грунта.

Если выбран метод сухой донной подачи, а не метод влажной подачи, виброфлот проникает в землю только благодаря своему весу и вибрациям.Если происходит трудное проникновение, может потребоваться предварительное бурение твердого грунта.

Испытания на проникновение после обработки и полномасштабные испытания под нагрузкой часто проводятся после установки колонны для измерения улучшений, достигнутых в зернистых грунтах.

На этой схеме показаны различные этапы процесса виброзамены. Сначала виброфлот проникает в землю на нужную глубину. Затем камень постепенно вводят в отверстие, и виброфлот поочередно поднимается и опускается, чтобы получить каменную колонну с уплотнением.

Вибробетонные колонны

Этот метод армирования включает строительство бетонных колонн на месте с использованием виброфлота с нижней подачей, который уплотняет зернистые грунты и передает нагрузки по площади через мягкие связные и органические грунты. Этот метод снижает осадки фундамента и увеличивает несущую способность, а также является альтернативой свайным установкам. Эти колонны обычно размещаются не более чем на 40 футов ниже поверхности земли.

Установка вибробетонных колонн первоначально включает в себя опускание или проталкивание виброфлота через мягкий грунт до тех пор, пока он не войдет в несущий слой.Затем перекачивается бетон, поскольку виброфлот многократно поднимается и опускается примерно на два фута, что создает расширенное основание и уплотняет зернистый грунт. Бетон продолжает перекачиваться по мере подъема виброфлота на поверхность. Оказавшись на поверхности земли, виброфлот несколько раз поднимается и опускается, образуя расширенную вершину.

Во время добычи обязательно контролировать скорости откачки и извлечения, проверяя, соответствует ли скорость закачки раствора или превышает скорость, с которой создается пустота при извлечении виброфлота.Эти колонны могут быть испытаны под нагрузкой в ​​соответствии со стандартом ASTM D 1143.

Гвоздь для грунта

Метод на месте для усиления, стабилизации и удержания котлованов и глубоких выемок, забивание почвы гвоздями вносит небольшие близко расположенные включения, обычно в виде арматурных стальных стержней, в массив грунта. Затем поверхность этой массы локально стабилизируется, в результате чего образуется зона усиленного грунта, которая функционирует как система удержания грунта.

Связная почва или выветренная порода лучше всего подходят для этой техники, так как процедура требует, чтобы почва временно стояла почти вертикальной стороной до тех пор, пока не будет установлен ряд гвоздей и облицовка.

Забивание почвы гвоздями - это метод «сверху вниз», при котором землеройное оборудование сначала выкапывает грунт на глубину от трех до шести футов. Затем используется буровая установка для установки гвоздей на центры от трех до шести футов. После установки каждого ряда гвоздей выкопанная поверхность стабилизируется путем прикрепления сварной проволочной сетки к гвоздям и укладки торкретбетона.

Важно отметить, что стенки грунтовых гвоздей обычно не рассчитаны на то, чтобы выдерживать давление жидкости. Поэтому в стену закладывают дренажные системы.Эти системы могут включать облицовку из геотекстиля, пробуренные на месте разгрузочные колодцы и пластиковые сборные трубы с прорезями. Контроль поверхностного дренажа также важен.

Следует проявлять особую осторожность, когда существующая конструкция примыкает к верхней части стенки грунтового гвоздя, поскольку движение во время стабилизации грунтового массива может вызвать повреждение.

После установки испытания на растяжение могут подтвердить, что предполагаемое расчетное сцепление было достигнуто.

Микросваи

Используемые практически в любом подземном грунте или скальной породе для передачи структурной нагрузки на компетентные несущие пласты, микросваи изначально были сваями небольшого диаметра и малой грузоподъемности.Сегодня достижения в области бурового оборудования привели к расчетной грузоподъемности более 300 тонн и диаметрам более 10 дюймов.

Микросваи

часто устанавливаются в условиях ограниченного доступа и ограниченного пространства. Стержень микровыступов обычно забивается или просверливается на место с помощью буровой установки или небольшого сваебойного молотка на базовом блоке. Микросвая состоит из стального стержня или трубы. Стальной стержень с резьбой по всей длине также является обычным и состоит из стали марки от 40 до 150 тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Перед строительством обычно строят испытательную сваю и испытывают нагрузку до 200 процентов расчетной нагрузки в соответствии со стандартной спецификацией ASTM D 1143.На протяжении всего процесса установки микросваи отслеживается скорость проходки бурения как показатель пробуриваемого пласта.

Заполнение трещин

Называемый компенсационным цементным раствором, в этом методе используется раствор цементного раствора для гидроразрыва и нагнетания грунта между подлежащим контролю фундаментом и причиной осадки, по существу создавая контролируемое вспучивание фундамента.

Этот метод может применяться на любом типе грунта и обычно используется для уменьшения предыдущих оседаний или предотвращения оседания конструкций при прокладке нижележащих туннелей.

При выполнении цементации трещин под существующими конструкциями шахты или ямы большого диаметра сооружаются рядом с внешней стороной контролируемой конструкции. Из этих стволов буровая установка горизонтально устанавливает трубы порта рукава под конструкцией. Затем в патрубок муфты вставляется трубка для впрыска раствора. Пакеры на нагнетательной трубке надуваются и вводится раствор. Затем пакеры сдуваются, нагнетательная трубка перемещается в другой порт, и процесс повторяется.

Очень важно знать, где расположены все отверстия для нагнетания, при установке цементного раствора трещин под существующими конструкциями. Также очень важен мониторинг вышележащей структуры.

Когда происходит цементация трещин в обширных грунтах, несколько инъекционных стержней проталкиваются в землю через установленную на гусеничном ходу буровую установку на глубину обработки от 7 до 12 футов. Затем при извлечении стержней вводят водный раствор.

Крепление

Эти методы фиксируют или связывают частицы почвы, увеличивая прочность почвы при одновременном снижении ее сжимаемости и проницаемости.Фиксация грунта обычно достигается за счет заливки цементным раствором, струйной заливки или перемешивания грунта.

Герметизирующий раствор

Этот процесс обычно используется для создания структурной несущей массы, стабилизированной зоны грунта для проходки туннелей и водонепроницаемого барьера путем впрыскивания цементного раствора в высокопроницаемые гранулированные пески и гравий.

Тип используемого раствора зависит от области применения и крупности почвы. Для структурных применений в гравии можно использовать портландцемент и воду.Тонкоизмельченный портландцемент используется в песках средней и средней степени. В мелком, среднем и крупном песке используется химический раствор - чаще всего силикат натрия.

Раствор обычно смешивают партиями или потоком.

Пакетное смешивание включает в себя объединение выбранного объема раствора и его впрыскивание перед смешиванием следующей партии. Количество дозирования зависит от скорости впрыска и количества времени, в течение которого раствор может удерживаться и оставаться пригодным для использования.

Смешивание пара включает хранение компонентов раствора в нескольких резервуарах.Затем раствор перекачивается через отдельные шланги, которые объединяются до того, как раствор достигает нагнетательной трубы.

При выполнении цементного раствора для опорных стен выемки буровая установка просверливает отверстие в почве и заполняет его раствором портландцемента перед установкой муфты порта порта. После того, как раствор затвердеет, нагнетательная труба с двумя пакерами вставляется в трубу порта рукава, что позволяет закачивать раствор через одно отверстие за раз. Затем нагнетательную трубку поднимают или опускают в другой порт, и процесс повторяется.

Во время производства следует контролировать и документировать объем раствора и давление. Засыпанный грунт также может быть обработан и испытан после операций.

Струйная заливка

Этот метод служит альтернативой традиционной заливке цементным раствором, химической заливке, рытью траншей, прокладке фундамента или использованию сжатого воздуха или замораживания при проходке туннелей. Струйная цементация обычно используется для обеспечения поддержки существующей конструкции при выемке грунта до того, как прилегающий участок будет раскопан, чтобы освободить место для новой, более глубокой конструкции.

Струйная цементация эффективна для ряда почв и представляет собой восходящий процесс. Сверло смывает монитор до дна зоны обработки. Затем при повороте и извлечении монитора возникают струи эрозии и раствора, в результате чего образуется грунто-бетонный столб. При повороте монитора через часть круга создается только часть столбца. При извлечении монитора без поворота будет создана панель.

Существуют три традиционные системы струйной затирки: одинарная, двойная и тройная жидкая.

В одножидкостной системе используется только высокоскоростной раствор цементного раствора для размывания и перемешивания почвы. Эта система наиболее эффективна на несвязном грунте.

Двухжидкостная система окружает высокоскоростную струю цементного раствора воздушной струей и более эффективна в связных грунтах, чем одножидкостная система.

Трехжидкостная система использует высокоскоростную водную струю, окруженную воздушной струей, которая размывает почву. Затем нижняя струя нагнетает цементный раствор при пониженном давлении.Отделение процесса эрозии от процесса затирки означает получение более качественного грунтбетона. Система наиболее эффективна на связных грунтах.

Эта схема иллюстрирует процесс струйной цементации. Стержни для струйной цементации сначала устанавливаются на заданную глубину с помощью некоторой техники бурения. Струи воздуха, воды и / или раствора одновременно используются для постепенного размывания естественной почвы и замены ее грунтово-цементной (цементной) смесью. Залитые струей колонны или панели могут быть перекрыты для создания подповерхностных стен из грунта-цемента.

Перемешивание почвы

Этот процесс используется во многих проектах общестроительных работ для обеспечения земляных работ, проходки туннелей и поддержки фундамента. Эта система наиболее применима в мягких связных грунтах, при этом качество, достигаемое лишь немного ниже, чем достигается за счет струйной цементации.

Для влажного перемешивания грунта вяжущее поставляется в виде жидкого навоза, объем которого составляет от 20 до 40 процентов от объема смешиваемого грунта. Обычными связующими являются портландцемент, летучая зола, измельченный доменный шлак и добавки.Для сухого перемешивания почвы те же материалы перекачиваются с помощью сжатого воздуха.

В обоих методах связующее вводится как инструмент и продвигается вниз, чтобы способствовать проникновению. Грунт и вяжущее смешивают второй раз по мере извлечения инструмента. Затем создаются отдельные колонны или интегрированные стены, поскольку шнеки работают в перекрывающихся конфигурациях. Глубина обработки до 100 футов была достигнута за счет перемешивания почвы.

Основные методы

Хотя большинство методов уплотнения, армирования и фиксации, описанных выше, были разработаны десятилетия или столетия назад, эти методы улучшения массивов мягкого грунта остаются критически важными для успеха сегодняшних оснований надстройки.Эти методы, выполняемые только специализированными подрядчиками, продолжают снижать осадки, устраняя при этом необходимость в глубоких и дорогостоящих фундаментах.

Полную версию статьи можно найти здесь.

Проблемы конструкции / фундамента для австралийского северо-западного шельфа

Нефтегазовые разработки на северо-западном шельфе характеризуются удаленными месторождениями с различной глубиной воды и изменчивыми грунтами. В исследованиях разработки месторождения часто рассматривается ряд потенциальных участков подструктуры, чтобы минимизировать затраты на разработку или дополнить варианты прокладки трубопровода.Детальный расчет стоимости этих вариантов основания требует понимания вероятных характеристик грунта и их влияния на конструкцию фундамента основания.

Методы исследования площадки, тестирования и проектирования фундамента, разработанные в последние годы, были усовершенствованы благодаря работе Wandoo (1994) и Gorgon Alliance. Бетонное гравитационное основание (CGS) Wandoo показало, что экономичные и безопасные конструктивные решения фундаментов достижимы в известковых почвах Северо-западного шельфа.Компания Gorgon усовершенствовала этот подход для разработки важного решения по основанию, которое повысит уверенность оператора в возможности поставки экономичных конструкций основания.

Независимо от того, будет ли рассматриваться конструкция на основе гравитации или свайный фундамент, с самого начала следует определить хорошо продуманную основу для исследования и проектирования площадки. Для этого требуется понимание геологических, геофизических и геотехнических характеристик почв шельфа и программа испытаний, которая дополняет характер рассматриваемого основания.

Геология района

Известковые почвы широко распространены на континентальных шельфах в умеренных и тропических регионах мира. Почвы, похожие на почвы северо-западного шельфа, находятся в Персидском заливе и у побережья Индии. Почвы варьируются от хорошо цементированных калькаренитов до бесцементных песков и илистых песков, известковых илов и илов до высокопластичных известковых «глин». Суровые циклонические условия преобладают на большей части северо-западного шельфа, что отличает этот регион от других с аналогичными почвами.

Наше текущее понимание геологии шельфа было улучшено за счет использования методов углеродного датирования. Постоянно расширяющийся диапазон дат, в котором может применяться датирование по углеродному 14, дополняет установленные методы, используемые для выявления последовательности геологического отложения. Когда это датирование сочетается со знанием изменений уровня моря и геофизическими данными, можно добиться значительного улучшения понимания свойств материалов. Повышение и отступление ледяных шапок в последнее геологическое время привело к тому, что уровень моря стал на 130 метров ниже нынешнего.Эти меняющиеся условия осадконакопления и постотложения (диагенетические) оказали значительное влияние на инженерные свойства этих известняковых почв.

В периоды низкого уровня моря образуются известковые породы, когда богатая карбонатом вода вытягивается на поверхность в результате испарения, откладывая цементный кальцит. Когда уровень воды повышается, механизмы осаждения возобновляются, а процесс цементирования замедляется и приводит к более слабым связям межкристаллитных контактов. Понимание как цементных связей, так и природы твердого материала имеет важное значение для прогнозирования поведения на микроуровне.На макроуровне недавно зацементированные или затвердевшие карбонатные слои могут быть подстилаются несцементированными материалами или переходить в них сбоку, что приводит к изменяющимся условиям основания.

Исследование площадки

Надежная конструкция фундамента требует подробного исследования площадки для подтверждения понимания геологии. Кроме того, данные о почвах важны для установления надежных геотехнических параметров. Разведочные инструменты и методы как в геофизических, так и в геотехнических исследованиях должны быть выбраны так, чтобы они «соответствовали назначению», чтобы они дополняли друг друга и обеспечивали надежное понимание условий грунта.

Лабораторные испытания также являются важной частью процедуры расследования, и с начала 1980-х годов были достигнуты значительные успехи. Были достигнуты успехи в решении сложной проблемы определения плотности на месте и подготовки проб при высоком содержании пустот, которое характерно для известковых почв. В последнее время поведение цементированных известняковых образцов теперь лучше изучено, особенно в результате использования искусственных цементирующих агентов для воссоздания грунтов, близких к условиям на месте, из нарушенных образцов.

Планирование исследования площадки должно быть интегрировано с разработкой концепций подструктуры платформы на ранней стадии, чтобы максимизировать эффективность разработки решения и гарантировать, что соответствующие параметры проекта могут быть получены из исследования площадки. Программы передовых испытаний грунтов стремятся проводить лабораторные испытания на уровнях стресса, соответствующих ожидаемым для последующего развития.

Фундаменты

Фундаменты, применяемые для известковых грунтов, всегда связаны с их хрупкостью.При низком уровне деформации реакция почвы может быть относительно эластичной. Однако по мере увеличения нагрузок и разрушения цемента поровое давление увеличивается, что приводит к потере прочности.

Со временем это давление снижается, но до восстановления прочности могут произойти значительные изменения объема. Эти особенности демонстрируют образцы калькаренита Северо-Западного шельфа. При относительно низких уровнях напряжения они ведут себя как мягкие породы, однако, когда цементация разрушается, калькаренит ведет себя больше как несцементированный известковый ил.Напряжения, при которых происходит этот пробой, могут находиться в диапазоне 1-5 МПа. Первоначально жесткий отклик образца калькаренита переходит в хрупкое разрушение при давлении около 1000 кПа.

Склонность этих известковых грунтов к хрупкости или разрушению зависит от типа рассматриваемого фундамента. Забивные свайные фундаменты разрушают цементированные связи вдоль ствола сваи во время установки и имеют высокие концевые нагрузки на подшипники, которые обычно превышают прочность грунта, связанную с цементированием грунта.

Сваи фундамента по Рэнкину (1980-е) и Гудвину (1992) показали связанные, но разные грани этой проблемы. В частности, степень потери поверхностного трения в калькаренитных мягких породах на установке не была предсказана, и потребовались обширные ремонтные работы. Исследования по выяснению причин низкого трения обшивки сваи в известняковом грунте все еще продолжаются, и методы его улучшения, например, за счет повторной кальцификации разорванных цементных связей, все еще разрабатываются.

Альтернативные решения для фундамента, такие как фундаменты с бортиками или ковшами, обычно оказывают давление на грунт ниже, чем требуется для разрушения цементации грунта. Ковшовые фундаменты или анкерные анкеры переносят нагрузки на фундамент при напряжениях грунта, как правило, в диапазоне 200–1000 кПа, что значительно ниже, чем свайные решения. Их использование, несомненно, возрастет там, где слои калькаренита не присутствуют вблизи поверхности.

Гравитационные конструкции, такие как Wandoo CGS, спроектированная Arup Energy и установленная на глубине 54 метра в 1996 году, имеют гораздо более низкие максимальные расчетные напряжения.Пиковые напряжения под опорной конструкцией составляют порядка 80-100 кПа. При таких низких уровнях напряжения карбонатные материалы не так чувствительны к раздавливанию, и решение фундамента легко найти.

Пример: Gorgon

Исследование фонда (FEED) для проекта Gorgon LNG было предпринято в 1998 году компанией Arup Energy в рамках оффшорного альянса Gorgon (Kvaerner, Schlumberger and Clough). Варианты основания были разработаны для поддержки морской переработки газа, добываемого из скважин, расположенных на краю континентального шельфа или за его пределами.Сухой переработанный газ должен был экспортироваться со стационарной платформы на берег для последующего сжижения.

Интегрированная проектная группа была создана для оценки различных вариантов основания - бетонная плотность, гибриды, кожухи с ковшовым фундаментом - для потенциального размещения на глубине воды 80–160 метров. Относительная экономика стоимости промыслового выкидного трубопровода, стоимости субструктуры и стоимости экспортного трубопровода будет определять местоположение платформы. Множественные исследования затрат означали, что был рассмотрен ряд площадок-платформ.

Значительная протяженность месторождения Горгона и запланированная поэтапная разработка означают, что основание может быть расположено в любом месте в пределах 20 км на 20 км области. Это представляло собой уникальную геотехническую и геофизическую проблему, учитывая редкость образцов почвы, извлеченных в этом районе.

Были использованы обширные детальные геофизические исследования, чтобы связать известную стратиграфию грунта с интересующей областью. Инженеры-геофизики, геотехники и строители тесно работали над разработкой стратегии по выявлению и последующему детальному исследованию площадки для основания основания.Это включало первоначальный выбор предполагаемых мест расположения платформ на основе экономических и фундаментальных соображений.

Геотехнические исследования следовали этой стратегии, сначала проведя предварительные исследования с использованием испытаний на проникновение пьезоконуса с колесным приводом на пяти участках. Каждый участок был немедленно оценен на предмет пригодности для фундамента и ранжирован, чтобы помочь в процессе принятия решения о выборе участка для дальнейшего подробного исследования.

Пятый участок, на котором было проведено предварительное исследование, был выбран для подробного исследования, а изменчивость на участке была оценена с помощью тестов пьезоконуса.Были получены образцы толкателя высокого качества для последующего лабораторного тестирования.

Исследованиями выявлены сложные вариации грунтовых условий. На репрезентативных сейсмических разрезах множественные сейсмические отражатели "B" представляют собой толстые отложения, образовавшиеся в ледниковом интервале от 190 000 до 130 000 лет до настоящего времени. Они представляют собой более сильно зацементированные горизонты, образовавшиеся, когда уровень моря упал примерно на 20 метров ниже отметки Участка 5, и неоднократно колебался, иногда погружая участок и откладывая мелкие морские пески, а затем быстро цементируя эти пески в течение периода воздействия.

Более глубокий канал является частью древней плейстоценовой толщи и был разрезан ближе к концу максимального падения уровня моря. Затем он был заполнен карбонатным илом перед следующим значительным повышением уровня моря. Во время этого подъема, от 130 000 до 74 000 лет назад, карбонатная толща образовалась в относительно глубокой воде. Интервал между отражателями «A» и «B» представляет это.

Сейсмические отражатели типа «А», по-видимому, сформировались во время относительно небольшой стадии ледникового покрова между 74 000 и 59 000 лет до настоящего времени, в конце которой уровень моря упал до уровня чуть ниже отметки Зоны 5.Опять же, цементация с укрупнением осадка из-за обмеления воды привела к образованию отражателя A.

Второй канал был врезан в нижележащую толщу на большей ширине. Заполнение канала началось с отложения небольших цементированных обломков белых песков на глубине воды менее 10 метров. Когда уровень моря поднялся, осадок превратился в очень мягкий ил, а затем в коричневый и серый скелетный песок.

Для Площадки 5 была спроектирована бетонная гравитационная конструкция на глубине 100 метров.Он имеет 14-метровые бетонные юбки со стальными наконечниками, которые развивают большую часть требуемого бокового сопротивления нагрузке от циклонических волн в жестком слое песка, в который они могут проникнуть.

Жесткий высокосцементированный слой песка между 12 и 17 метрами был предсказан по наличию сейсмического отражателя. В этом случае толщина жесткого слоя песка достаточна для выдерживания расчетных нагрузок на фундамент. Для оптимизации и подтверждения конструкции этой конструкции был проведен динамический анализ взаимодействия грунта и конструкции.Расчетные максимальные нагрузки на опору для материала основания были ограничены до 80 кПа, а напряжения сдвига - до 20 кПа для принятого решения по фундаменту.

Благодарности

Менеджер по развитию Gorgon, доктор Джим Бриггс, внес в эту статью данные исследований 1998 года.

Ссылки

Фукс, П. (1988), «Геология карбонатных почв и горных пород, их технические характеристики и описание, Разработка известковых отложений», под ред. Jewel & Khorshid, Balkema, Rotterdam.

Кэмпбелл, К. (1999) «Глубоководные геологические опасности: насколько они значительны», Leading Edge, V18 № 4, апрель 99.

Картер, Дж., Эйри, Д., Фэхи М., (1999) «Обзор лаборатории. Исследование известковых почв », Отчет об исследовании № R789, август, Центр геотехнических исследований, Сиднейский университет.

Тьельта, Т. (1998), «Взгляды на геотехническую интеграцию», основной доклад по геотехническим вопросам; SUT Offshore Site Investigations and Foundation Behavior, London.

Поулос, H, (1999), «Некоторые аспекты трения о поверхность сваи в известковых отложениях», Отчет об исследовании №R786, август, Центр геотехнических исследований, Сиднейский университет.

Кухарски, Э., Прайс Г, * Х, Джоер Х (1996), "Лабораторная оценка цементированных известняковых и кремнистых песков CIPS", Труды 7-й конференции Австралии / Новой Зеландии по геомеханике, Аделаида, Южная Австралия.

Humpheson, C (1988), "Проект фундамента бетонной гравитационной конструкции Wandoo B", Конференция по исследованию морской площадки и поведению фонда '98, SUT, Лондон.

Улучшение почвы

Методы

Основная цель большинства методов улучшения почвы, используемых для уменьшения опасность разжижения заключается в том, чтобы избежать значительного увеличения порового давления воды во время землетрясение.Этого можно добиться за счет уплотнения почвы и / или улучшение его дренажной способности.

Виброфлотация

Виброфлотация предполагает использование вибрационного зонда, способного проникать в гранулированный грунт на глубину более 100 футов. Колебания зонда вызывают структура зерна разрушается, тем самым уплотняя почву, окружающую зонд. Для обработки участка потенциально разжиженного грунта виброфлот поднимается и опускается по сетке.Вибро Замена (справа, HB) - это сочетание виброфлотации с засыпкой щебнем, в результате чего каменные колонны, которые не только увеличивают плотность, но обеспечивает некоторую степень подкрепления и потенциально эффективные средства дренажа.

Динамическое уплотнение

Выполняется уплотнение динамическим уплотнением. сбросив тяжелый груз из стали или бетона по сетке с высоты от 30 до 100 футов.Он обеспечивает экономичный способ улучшения почвы для смягчения последствий опасность разжижения. Под точкой подачи можно начать локальное разжижение. облегчая уплотнение песчинок. Когда избыточное давление поровой воды от динамической нагрузки рассеивается, происходит дополнительное уплотнение. Как показано на фотографии, однако, процесс несколько инвазивный; поверхность почвы может потребоваться неглубокое уплотнение с возможным добавлением гранулированного наполнителя после динамическое уплотнение.


Каменные колонны

Как описано выше, каменные колонны колонны из гравия, построенные в земле. Каменные колонны можно построить методом виброфлотации. Их также можно установить другими способами, для Например, с помощью стального кожуха и отбойного молотка, как в методе Франки. При таком подходе стальная обсадная колонна вдавливается в почву и гравий забивается. заливать сверху и утрамбовывать ударным молотком в качестве стальной кожух последовательно снимается.


Уплотняющие сваи

Установка уплотнительных свай - очень эффективная способ улучшения почвы. Сваи уплотнения обычно изготавливаются из предварительно напряженного бетона или древесина. Установка уплотнительных свай одновременно уплотняет и укрепляет почва. Сваи обычно устанавливаются в виде сетки и обычно погружен на глубину до 60 футов.

Затирка уплотнением

Затирка уплотнительным раствором - это метод, при котором медленно текущая вода / песок / цементная смесь вводится под давлением в сыпучий грунт.Затирка образует луковицу, которая смещает и, следовательно, уплотняет окружающую почву (справа, HB). Уплотнение затирка - хороший вариант, если фундамент существующего здания требует улучшение, так как можно вводить раствор сбоку или на наклонный угол под зданием.


Дренажная техника

Опасность разжижения может быть снижается за счет увеличения дренажной способности почвы.Если поровая вода внутри почва может стекать свободно, будет происходить накопление избыточного давления поровой воды. уменьшенный. Методы дренажа включают установку дренажей из гравия, песка или синтетические материалы. Сливы из синтетического фитиля могут быть установлены под разными углами, в в отличие от гравийных или песчаных водостоков, которые обычно устанавливаются вертикально. Дренаж методы часто используются в сочетании с другими типами методов улучшения почвы. для более эффективного снижения опасности разжижения.


Для получения информации о других методах улучшения почвы см. ссылки на связанные веб-сайты.

Проверка Улучшение

Ряд методов может использоваться для проверки эффективности улучшения почвы. Методы на месте популярны из-за ограничений многих лабораторных методов.Обычно для оценки разжижения проводят испытания на месте. потенциал почвенного отложения до того, как была предпринята попытка улучшения. Со знанием существующих характеристик грунта, затем можно указать необходимый уровень улучшение параметров испытаний на месте.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]