Такой способ упрочнения подходит при необходимости получения прочной опоры для здания на небольшую глубину. В этом случае сама подушка трамбуется виброплитами или трамбовками. В случае использования некоторых видов грунтов при трамбовке выполняется их увлажнение.

Струйная цементация

В этом случае раствор подается в грунт под высоким давлением из специальной трубы. Технология позволяет успешно укреплять грунт под уже построенными зданиями. Часто такой метод используется для компактного уплотнения. Сама струя подается вертикально вниз или под наклоном. Так как работы выполняются без шума и с большой скоростью, метод широко используется в густонаселенных районах.

Цементация

Эта технология подходит для влажных грунтов. В грунт опускается бур со штангой. И раствор цемента подается под давлением, при этом происходит его перемешивание. Метод сравнительно дешевый и хорошо себя зарекомендовал.

Укрепление грунта при строительстве дорог

При этом грунт укрепляется комбинированными способами. При этом работы ведутся на большой площади. Основание грунта может иметь различный состав. В работе комбинируются с механическими способами крепления.

Использование природных гранул

Для укрепления часто используются природные гранулы. Это может быть щебень, гравий или другие прочные грунты. Этот способ относительно недорогой. К тому же он экологически безопасен. Для смешения гранул с грунтом используется специальное оборудование.

Укрепление минеральными вяжущими

В этом случае используется давно отработанный вариант – известкование почвы. В случае применения этого способа он успешно показал себя на грунтах из глины. При этом резко снижается его пластичность. Недостатком этого способа является низкая стойкость к морозу. Используется при прокладке дорог и подобных работах.

Применение органических веществ

В этом случае использование технологии похожа на работы в предыдущем случае, но используются органические вещества. Чаще всего это битум или эмульсии на его основе.

Недостатками такого способа укрепления являются дороговизна битума и вред для экологии. Поэтому от использования этого способа временно отказались.

Мелиорация и осушение

При снижении содержания влаги стабильность грунта обязательно растет. Любые способы снижения концентрации влаги в грунте снижает его подвижность.

Укрепление термическим способом

Такой способ оказался удачным для упрочнения глинистого грунта. При его использовании в грунте бурятся скважины. В скважины опускаются трубы с отверстиями. В эти трубы происходит нагнетание раскаленного газа. В этом случае происходит испарение влаги и спекание грунта в прочные агломераты. Нагрев таких газов может выполняться с применением местного топлива. В качестве рабочего варианта используются дрова.

Упрочнение химическим методом

Среди различных видов укрепления таким способом используется метод силикатирования. В этом случае грунт перемешивается механическим способом с жидким стеклом. Полученная смесь нагнетается в глубину. В результате после отвердевания реагентов получается прочное твердое основание. К недостаткам такого вида упрочнения относится неравномерность или быстрое отвердевание. Также подобное упрочнение не всегда выдерживает морозы. Состав реагентов для такого упрочнения выбирается в зависимости от состава грунта.

Электрохимический и электрический способы

Такие варианты упрочнения используются для обезвоживания. При этом используется технология электроосмоса. Для ускорения движения воды в грунте в него добавляются определенные химические реагенты.

Такие операции требуют больших затрат электроэнергии. При этом само оборудование несложное. Таким способом можно отводить грунтовые воды от фундаментов уже возведенных зданий.

Армирование грунта

Здесь для укрепления используется армирование грунта с применением полимерных сеток. Также иногда применяется стальная сетка с защитой от коррозии. Успешно используется при упрочнении берегов, создании искусственного ландшафта.

Армирование с применением георешетки

На грунт устанавливается конструкция из полимерных лент в виде сот. Она сверху засыпается грунтом. Далее происходит банальный полив водой – при этом грунт упрочняется. Для надежной эксплуатации толщина слоя грунта должна быть 10-25 см.

Применение геотекстиля

Этот материал дает возможность упрочения поверхности. Полимерное полотно дает возможность просачиваться через себя влаге, но не дает смешиваться различным слоям грунта. Также противостоит механическим усилиям. Такую технологию используют при дорожном строительстве и в коммунальном хозяйстве.

Применение геосетки

Такой материал успешно используется вместе с другими методами укрепления для противостояния растягивающим напряжениям.

Трава, как укрепляющий компонент

Если просто на склон посеять газонную траву, то после ее прорастания склон защищен от осыпания. К достоинствам этого способа относится его экологическая безопасность. Часто этот способ комбинируется с механическим, что дает отличные результаты.

Площади, засеянные травой, могут одновременно использоваться для создания оригинальных ландшафтов.

(Просмотрено 302 раз, 1 просмотров сегодня)

remontset.ru

Закрепление грунтов: цементация силикатизация смолизация

Закрепление грунтов заключается в усилении связей между их частицами способами цементации, битумизации, силикатизации, смолизации, воздействием электрического тока, обжигом и т. д. на глубину до 15 м.

Для повышения несущей способности грунтов в основании фундаментов, а также для прекращения или уменьшения фильтрации воды под гидротехническими напорными сооружениями применяют цементацию. Сущность этого способа заключается в нагнетании в поры укрепляемого грунта цементного раствора, при отвердевании которого значительно увеличивается прочность и водонепроницаемость основания.

Способ цементации применим для закрепления грунтов, размеры пор которых обеспечивают свободное проникание частиц цемента. Наибольший эффект получается при цементации крупнообломочных грунтов, крупных и средней крупности песков с коэффициентом фильтрации от 80 до 200 м/сут. Цементация трудноосуществима в мелких песках и совсем непригодна для укрепления илистых, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов. Трещиноватые скальные грунты можно цементировать только при ширине трещин в них более 0,1 мм.

Для цементации применяют цементные или цементно-песчаные растворы состава от 1:1 до 1:3. Раствор нагнетают под давлением 0,3—1 МПа растворонасосами или пневмонагнетателями через предварительно заглубленные трубки-инъекторы диаметром 33—60 мм, имеющие в нижней части отверстия диаметром 4—6 мм. Радиус действия инъекторов ориентировочно принимают для трещиноватых скальных грунтов 1,2—1,5 м, для крупнообломочных грунтов 0,75—1 м, для крупных песков 0,5—0,75 м, для песков средней крупности 0,3—0,5 м.

Расход раствора составляет 20—40% объема закрепляемого грунта. Упрочнение грунта наступает после схватывания цемента. Закрепленный песчаный грунт вблизи инъектора на 28-е сут имеет предел прочности на сжатие 2—3 МПа. С изменением радиуса закрепления от 0,4 до 1,2 м предел прочности на сжатие зацементированного песка в крайних слоях меняется от 2 до 0,9 МПа.

Закрепление грунтов битумом называют битумизацией. Ее применяют для укрепления песков и сильно трещиноватых скальных грунтов. Битумизацию производят нагнетанием в грунт расплавленного битума или холодной битумной эмульсии. Первый способ применим для закрепления сильно трещиноватых скальных грунтов, так как грунт с мелкими порами почти непроницаем для вязкого битума. Разогретый до 200—220 °С битум нагнетают в грунт инъектором под давлением 2,5—3 МПа. Холодная битумная эмульсия по сравнению с разогретым битумом обладает большей способностью к прониканию в грунт, что позволяет использовать ее для закрепления песков. Для этого приготовляют битумную эмульсию, состоящую из 60% битума, расщепленного в воде с помощью эмульгатора на мельчайшие взвешенные частицы, и 40% воды. Полученную эмульсию нагнетают в грунт. Заполняя поры, битумная эмульсия связывает и закрепляет грунт.

Так как суспензия из взвешенных в воде частиц цемента не может проникнуть в грунты с мелкими порами, для закрепления таких грунтов применяют силикатизацию. Известны два способа силикатизации грунтов—двухрастворный и однорастворный.

Сущность двухрастворной силикатизации заключается в образовании связывающего частицы грунта вещества—геля кремниевой кислоты—в результате реакции между растворами силиката натрия (жидкого стекла) и хлористого кальция. Эта реакция подобна процессу образования песчаников в природных условиях, но происходит значительно быстрее. Наиболее интенсивно реакция протекает в течение первых двух часов нагнетания раствора в грунт, а затем замедляется. Через 10 сут прочность закрепленного грунта достигает 70—80% той, которая бывает после завершения процесса—примерно через 90 сут. Двухрастворную силикатизацию применяют для укрепления крупных и средней крупности песков с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут. Радиус закрепления таких песков в зависимости от значения коэффициента фильтрации изменяется от 0,3 до 1 м, а предел прочности закрепленных грунтов на сжатие через 28 сут составляет 1,5—5 МПа.

Однорастворную силикатизацию используют для закрепления мелких песков и плывунов с коэффициентом фильтрации 0,3—5 м/сут. Радиус закрепления таких грунтов 0,3—1 м, а предел прочности на сжатие закрепленных грунтов 0,4—0,5 МПа. Для упрочнения грунтов используют один раствор, состоящий из жидкого стекла и фосфорной кислоты.

Способ закрепления грунтов, представляющий собой дальнейшее развитие метода однорастворной силикатизации и основанный на использовании вместо жидкого стекла раствора синтетической смолы, а взамен фосфорной кислоты соляной, называют смолизацией грунтов. В настоящее время разработана технология закрепления карбамидной смолой песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,3—5 м/сут при содержании глинистых частиц не более 2%. Для закрепления грунтов используют водный раствор карбамидной смолы, в который непосредственно перед нагнетанием в грунт добавляют раствор соляной кислоты. Смесь подают в укрепляемый грунт, используя оборудование, применяемое для силикатизации. Процесс отверждения грунтов начинается через 1,5—4 ч после введения раствора соляной кислоты, что необходимо учитывать при производстве работ. Радиус закрепления грунта в зависимости от коэффициента фильтрации изменяется от 0,4 до 0,8 м. Предел прочности укрепленного грунта на одноосное сжатие 1—5 МПа. Вследствие высокой стоимости синтетических смол смолизацию грунтов пока применяют крайне редко, однако это обстоятельство следует рассматривать как временное явление.

Способ электрозакрепления грунтов основан на том, что под воздействием постоянного электрического тока в грунтах происходит движение воды к отрицательному электроду (электроосмос) и одновременно с этим перемещение коллоидальных взвешенных в воде частиц грунта к положительному электроду (электрофорез). Кроме того, наблюдаются явления электролиза и другие сложные химические процессы, приводящие к образованию кристаллизационных связей и продолжающиеся в течение нескольких лет. Так, на одной из строек было установлено, что предел прочности грунта на сжатие спустя год после прекращения процесса электрозакрепления увеличился почти в 2 раза.

Для обезвоживания грунта в него погружают электроды на расстоянии 0,6—1,5 м один от другого. В качестве положительных электродов используют стальные стержни любого профиля, а в качестве отрицательных — трубы с отверстиями, расположенными в зоне удаления воды.

Наблюдениями установлено, что под воздействием электрического тока коэффициент фильтрации песков увеличивается в процессе осушения в 10—20 раз, а глинистых и илистых грунтов—до 100 ра. Это обстоятельство в значительной степени способствует успеху способа электрохимического закрепления грунтов, сущность которого заключается в том, что на место удаляемой через отрицательный электрод воды в освобождающиеся поры грунта подается из трубчатого положительного электрода цементирующий раствор жидкого стекла, хлористого кальция или другого вещества.

Сущность термического способа закрепления грунтов заключается в том, что при обжиге маловлажных просадочных лессовых и пористых суглинистых грунтов в них происходят необратимые процессы превращения водорастворимых связей между частицами грунта в водостойкие, в результате чего существенно повышается несущая способность грунтов и устраняется их просадочность. Обжиг грунтов осуществляется нагнетанием в скважины горячего воздуха температурой 600—800 °С или же сжиганием топлива (солярового масла, нефти, газа и т. п.) непосредственно в скважине с созданием температуры 800—1000 °С (рис. 5.2). Последний способ более экономичен и требует меньше оборудования. В результате обжига предел прочности грунта на сжатие повышается до 1,0—1,2 МПа. Обожженный грунт становится неразмокаемым и морозоустойчивым, полностью утрачивая просадочные свойства.
1. Для чего применяют искусственное укрепление грунтов?

2. В чем состоят различные способы уплотнения грунтов?
3. Как производится закрепление слабых грунтов?

www.stroitelstvo-new.ru

Укрепление грунтов

Компания ООО «КАСКАТО» осуществляет весь комплекс работ: укрепление грунтов, укрепление склонов любой рельефной сложности, а также укрепление откосов и насыпей. Опытные специалисты нашей компании быстро и качественно выполнят Ваш заказ и предоставят всю необходимую документацию. «Укрепление грунта» на сегодняшний день вопрос наиболее актуален для песчаных и супесчаных участков, а также для откосов, которые образуются при естественном или искусственном изменении природного ландшафта. На данный момент существуют простые, доступные и экономичные способы решения этой проблемы.

Защита и укрепление грунта – важнейшая задача, которую приходится решать застройщикам при подготовке к строительству и благоустройстве участка. Защита грунта необходима для предотвращения механической, водной и ветровой эрозии почв.

Формирование структуры укрепленного грунта происходит в условиях динамичного технологического процесса. Режимы технологических операций – измельчение, смешивание, увлажнение, уплотнение, цементация, инъектирование – каждый в отдельности и в совокупности, применяемое оборудование и машины, климатические условия существенно влияют на процессы в структуре образования укрепленных грунтов и на их конечные свойства – прочность, водо- и морозостойкость.

Технологии укрепления грунтов

Армирование представляет собой введение в грунтовые конструкции специальных элементов, которые позволяют увеличить механические свойства грунта. Армирующие элементы, работая в контакте с грунтом, перераспределяют нагрузку между участками конструкции и тем самым обеспечивают передачу напряжений с перегруженных зон на соседние менее загруженные участки. Такие элементы могут быть изготовлены из различных материалов: метал, железобетон, пластик, стекло- или полимерное волокно и т.д. Наиболее эффективным и экономически выгодным для армирования почв является применение геосинтетиков. Геосинтетики – это ряд полимерных (синтетических) материалов, предназначенных для улучшения естественных свойств грунтов. Геосинтетические материалы – долговечны, устойчивы к высоким и низким температурам и агрессивным средам, не подвержены коррозии и гниению, придают конструкциям высокую прочность и статичность. С помощью геосинтетиков решаются такие задачи, как укрепление слабых оснований, повышение несущей способности грунтов, строительство насыпей с откосами повышенной крутизны, стабилизация устойчивости склонов, повышение эксплуатационных характеристик дорожного покрытия.

Химическое укрепление грунтов является искусственным преобразованием грунтов путем химической обработки различными реагентами. При этом протекают реакции взаимодействия реагентов между собой и с компонентами грунта, обеспечивающие долговечность приобретенных им строительных свойств (прочности, водостойкости и др.). Процесс укрепления грунтов включает ряд технологических операций (размельчение, перемешивание, дозирование вяжущих, увлажнение, приготовление растворов, инъектирование, уплотнение), обеспечивающих в результате активного воздействия на грунт связующих и других веществ высокую плотность, прочность и длительную устойчивость укрепленного грунта как в сухом, так и водонасыщенном состоянии.

Для укрепления грунтов используют такие вяжущие материалы, как цемент, битум, деготь, известь, минеральные и органические отходы промышленных производств и т. п. Содержание каждого компонента (грунта, вяжущего, ПАВ, воды) устанавливается лабораторными испытаниями.Таким образом, это материалы разнообразного состава и структуры, которые обладают различными физико-механическими свойствами. Изменяя составы и режимы технологического процесса, можно в определенных пределах целенаправленно регулировать процессы структурообразования и, следовательно, получать материалы с заранее заданными свойствами.

Силикатизация грунтов выполняется однорастворным (силикат натрия — жидкое стекло, алюминат натрия) или двухрастворным (жидкое стекло и хлористый кальций) составами, нагнетаемыми через инъекторы (перфорированные трубы диаметром 19…38 мм и длиной 1 м) под давлением 0,3…0,6 МПа (3…6 атм). Силикатизацией закрепляют мелкие и пылеватые пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления фунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3… 1 м.

При электросиликатизации — пропускании через инъекторы (как электроды) постоянного тока — ускоряются в 4…20 раз темпы работ и повышается их качество. Особенно эффективен метод электросиликатизации для закрепления грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут.

Однорастворную силикатизацию применяют для грунтов при содержании солей кальция и магния более 0,6 мг-экв, при меньшем содержании этих солей в грунте необходимо использовать двухрастворный состав. При двухрастворном закреплении грунтов каждый из растворов последовательно нагнетается отдельным насосом (типа НС-3 или ручным ГН-200 и т. п.). Инъекторы забивают в фунт с помощью пневматических молотков или механических копров, а извлекают из грунта лебедкой, копром или домкратом грузоподъемностью 5… 10 т. Цементация грунтов (преимущественно песчано-гравийных) производится инъекторами из стальных труб диаметром 25…75 мм, при этом изготавливают звенья длиной 1…1,5 м, которые соединяют муфтами по мере погружения труб в грунт. Обычно раствор готовят на цементах марки 400 при соотношении 0,8 (вода): 1 (цемент). Расход раствора составляет 0,2…0,4 м³ на 1 м³ укрепляемого грунта. После извлечения инъекторов из грунта скважину заливают цементным раствором. Возможно также использование цементно-глинопесчаных растворов: 1 (цемент): 1 (глина): 1 (песок): 4 (вода).

Временное искусственное замораживание применяется при разработке водонасыщенных фунтов в гидротехническом строительстве и метростроении.

www.kaskato.ru

Цементация грунтов — ПроектДон

При появлении признаков деформации здания далеко не всегда правильным и единственным решением является усиление фундамента или основных конструктивных элементов. С большой долей вероятности причиной может являться недостаточная несущая способность грунтов. Для улучшения характеристик таких типов оснований, как пески крупнозернистые, трещиноватые скальные породы, слои с наличием карстовых пустот, в строительстве давно применяется цементация грунтов.

Стабилизацию же лессовых грунтов долгое время осуществляли, используя однорастворную, газовую и другие виды силикатизации. Данные способы особенно эффективны для закрепления просадочных суглинков, степень влажности (Sr) которых не превышает 0,5.

Основными причинами деформаций в зданиях, возведенных на просадочных грунтах, являются:

• отсутствие в проекте технических решений, учитывающих просадочные свойства грунтов;
• нарушение условий эксплуатации, которые приводят к неравномерному замачиванию грунтов основания (например, вследствие порыва инженерных коммуникаций).

Цементация и силикатизация

Долгое время единственным надежным методом восстановления эксплуатационных характеристик оснований зданий, подвергшихся деформации, считалась силикатизация основания. При этом способе усиления проблему представляют переувлажнённые грунты, показатель степени влажности которых превышает 0,7. Вследствие неоднородности свойств основания, прочность на соосное сжатие у грунтов, имеющих различную степень влажности, после закрепления силикатизацией может отличаться в 5-10 раз. Следствием этого является возрастающая после силикатизации неравномерность осадки фундаментов, что недопустимо.

Более эффективным методом закрепления грунтов такого типа, особенно для зданий, находящихся в аварийном состоянии, является цементация. Данное решение способно обеспечить бóльшие показатели прочности грунтов, а сам процесс их закрепления осуществить быстрее. Метод цементации грунтов также более выгоден и с экономической точки зрения. Например, сопоставимый с цементацией по прочностным показателям метод газовой силикатизации водонасыщенных грунтов, на порядок его превосходит по стоимости и трудозатратам.

Преимущества метода укрепления грунтов цементом

Метод цементации позволяет придать слабым грунтам свойства водонепроницаемости и монолитности путем нагнетания под давлением цементного или цементно-песчаного раствора в предварительно пробуренные скважины. Главными преимуществами метода являются:

• простая технология выполнения работ;
• более низкая стоимость в сравнении с силикатизацией;
• возможность закрепления увлажненных грунтов;
• экологичность.

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. Количество армирующего вещества напрямую зависит от качества исходного грунта.

Изначально растворы для цементации смешивались в пропорциях цемента к воде 1:(0,8…1). Водная составляющая корректировалась по месту, исходя из показателей исходной влажности грунтов и итоговой прочности цементного камня. Впоследствии, в армирующий раствор стали добавлять песок в качестве заполнителя, что незначительно повлияло на прочность цементного камня (прочность снизилась не более чем на 10%) при явной экономической выгоде.
Компания ПроектДон имеет значительный опыт цементации грунтов основания. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов южных регионов России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8 (961) 2952855.

proektdon.ru