Укрепление грунтов. Силикатизация грунтов

§ 28. Закрепление грунтов

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.


Рис. 5.2. Схема применения термического способа укрепления просадочных грунтов 1 — просадочный грунт; 2 — непросадочный грунт; 3 — зона укрепленного грунта; 4 — скважина; 5 — затвор с камерой сгорания; 6 — форсунка; 7 — трубка для подачи горючего; 8 — трубка для подачи сжатого воздуха

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?

Укрепление грунтов. Силикатизация грунтов

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ЗДАНИЙ

УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ ПОД ПОДОШВОЙ ФУНДАМЕНТА МЕТОДОМ СИЛИКАТИЗАЦИИ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Типовая технологическая карта (именуемая далее по тексту ТТК) – комплексный организационно-технологический документ, разработанный на основе методов научной организации труда для выполнения технологического процесса и определяющий состав производственных операций с применением наиболее современных средств механизации и способов выполнения работ по определённо заданной технологии. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов организации капитального ремонта, Проектов производства ремонтно-строительных работ и другой организационно-технологической документации строительными подразделениями. ТТК является составной частью Проектов производства работ (далее по тексту – ППР) и используется в составе ППР согласно МДС 12-81.2007.

1.2. В настоящей ТТК приведены указания по организации и технологии производства работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

Определён состав производственных операций, требования к контролю качества и приемке работ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные и материальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности и охране труда.

1.3. Нормативной базой для разработки технологической карты являются:

– типовые чертежи;

– строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);

– заводские инструкции и технические условия (ТУ);

– нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);

– производственные нормы расхода материалов (НПРМ);

– местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

1.4. Цель создания ТТК – описание решений по организации и технологии производства строительно-монтажных работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, с целью обеспечения их высокого качества, а также:

– снижение себестоимости работ;

– сокращение продолжительности строительства;

– обеспечение безопасности выполняемых работ;

– организации ритмичной работы;

– рациональное использование трудовых ресурсов и машин;

– унификации технологических решений.

1.5. На базе ТТК разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ (СНиП 3.01.01-85* “Организация строительного производства”) по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

Конструктивные особенности их выполнения решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.

РТК рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации.

1.6. ТТК можно привязать к конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесс состоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.

Порядок привязки ТТК к местным условиям:

– рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;

– проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени, марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов, состава звена рабочих) принятому варианту;

– корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантом производства работ и конкретным проектным решением;

– пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей, потребности в машинах, механизмах, инструментах и материально-технических ресурсах применительно к избранному варианту;

– оформление графической части с конкретной привязкой механизмов, оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическими габаритами.

1.7. Типовая технологическая карта разработана для инженерно-технических работников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих, выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления (обучения) их с правилами производства работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ.

Технологическая карта разработана на следующие объёмы работ:

– закрепляемый грунт – 150,0 м .

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

2.2. Работы по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, выполняются механизированным отрядом в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при искусственном закреплении грунтов методом силикатизации, входят следующие рабочие процессы и технологические операции:

– геодезическая разбивка местоположения забивки инъекторов;

– забивка инъекторов в грунт;

– подключение шлангов для нагнетания раствора;

– нагнетание раствора в грунт;

– извлечение инъекторов;

– ликвидация использованных скважин.

2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижной компрессор фирмы Atlas Copco XAS 97 Dd (подача сжатого воздуха 5,3 м /час, =0,7 МПа, m=940 кг); отбойный молоток Atlas Copco TEX 09 PS 8461021102 (масса m=9,6 кг, =0,5 МПа, частота ударов 1800 уд/мин); электрическая шлифовальная машинка PWS 750-125 фирмы Bosch (Р=1,9 кг; N=750 Вт); ручная инжекторная газовая горелка Р2А-01 с внутренними и наружными мундштуками, ключом, уплотнительными кольцами, газовыми баллонами и редукторами; трубонарезная головка REMS Ева; дизельный растворонасос Putzmeister M 740 (производительность до 5 м /час, =7 бар; общая масса m=1450 кг; габаритные размеры Д Ш В, 4500 1450 1200 мм).

Читайте также:  Строительные леса – как сэкономить?

Рис.1. Инжекторная газовая горелка Р2А-01

а – горелка; б – инжекторное устройство; 1 – мундштук; 2 – ниппель мундштука; 3 – наконечник; 4 – трубчатый мундштук; 5 – смесительная камера; 6 – резиновое кольцо; 7 – инжектор; 8 – накидная гайка; 9 – ацетиленовый вентиль; 10 – штуцер; 11 – накидная гайка; 12 – шланговый ниппель; 13 – трубка; 14 – рукоять; 15 – сальниковая набивка; 16 – кислородный вентиль.

Рис.2. Газовые баллоны и редукторы

а – кислородный баллон, объёмом 6 м ; б – ацетиленовый баллон, объёмом 5,32 м ; г – кислородный редуктор; д – ацетиленовый редуктор.

Рис.3. Компрессор Atlas Copco XAS 97 Dd

Рис.4. Молоток Atlas Copco TEX 09 PS

Рис.5. Растворонасос Putzmeister M 740

Рис.6. Трубонарезная головка REMS Ева

Рис.7. Электрошлифмашинка PWS 750-125

III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

3.1. В соответствии с СП 48.13330.2001 “Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004” до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение (ордер) на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения (ордера) запрещается.

3.2. Общие требования

3.2.1. Закрепление грунтов – есть искусственное преобразование строительных свойств грунтов физико-механическими методами в условиях их естественного залегания для повышения прочности или связности и придания водонепроницаемости. В результате закрепления грунтов увеличивается несущая способность оснований сооружений.

3.2.2. Закрепление грунтов осуществляется нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрического тока, нагреванием и охлаждением грунтов.

3.2.3. В соответствии с видом применяемых средств различают следующие способы закрепления грунтов:

– цементация;

– глинизация;

– битумизация;

– силикатизация;

– смолизация;

– термический и электрохимический способы.

3.2.4. Пределы применяемости каждого из способов закрепления грунтов определяются требованиями, предъявляемыми к закреплённому грунту, и свойствам самих грунтов:

– водопроницаемостью;

– скоростью фильтрационного потока;

– однородностью грунтов и т.д.

Данные требования закладываются в рабочем проекте, и предлагается один из способов закрепления грунтов.

3.2.5. Работы по закреплению грунтов должны производиться строго по проекту, допуская изменения и отклонения от него лишь по согласованию с проектной организацией. В проекте искусственного закрепления грунтов указываются:

– план фундаментов здания, профиль и объем закрепляемого массива грунта;

– схема расположения инъекторов и электродов в плане и разрезах, глубина забивки, а также количество заходок и их расположение по глубине;

– данные об объеме работ и контрольных выработках;

– данные о количестве химических растворов на одну заходку и весь объем работ, о режиме нагнетания растворов и режиме обработки грунта электрическим током;

– требования к закрепленному грунту: прочность, монолитность, водоустойчивость, водонепроницаемость и непросадочность, радиус закрепления;

– данные о затратах времени для выполнения процесса и его трудоемкости.

3.2.6. Наиболее простыми и надежными способами укрепления грунтов являются цементация, силикатизация и электросиликатизация.

3.2.7. Цементация – это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Цементация применяется для закрепления крупно- и среднезернистых песков, трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов. Радиус закрепления грунтов составляет в скальных грунтах – 1,2-1,5 м, в крупных песках – 0,5-0,75 м, в песках средней крупности – 0,3-0,5 м.

3.2.8. Силикатизация грунтов, как один из видов производства работ в строительстве, представляет собой химическую обработку грунтов различными реагентами нагнетанием их в закрепляемые грунтовые массивы под давлением. В результате достигается целенаправленное, необратимое и долговечное улучшение строительных свойств грунтов.

3.2.9. Электросиликатизация применяется для закрепления глинистых грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сутки. Сущность способа заключается в том, что раствор проникает в грунт одновременно под действием напора и постоянного электрического тока. Грунт укрепляется в результате электрохимической реакции.

3.2.10. Закрепление грунтов на основе растворов силиката натрия, независимо от применяемых отвердителей, называется силикатизацией. 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 1,0 м) под давлением 0,3. 0,6 МПа (3. 6 атм). Силикатизацией закрепляют мелкие и пылеватые пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления грунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3. 1 м.

3.2.11. Способ силикатизации предусматривает усиление естественных оснований под фундаментами здания на следующих видах грунтов:

– просадочные лёссы;

– лёссовидные;

– некоторые виды покровных суглинков.

Данные грунты должны иметь природную степень влажности не более 0,7 и коэффициент фильтрации не менее 0,2 м/сут. Для всех без исключения фильтрующих грунтов закрепление позволяет уменьшать или практически полностью устранять их водопроницаемость, что расширяет область его практического применения в качестве противофильтрационных мероприятий, а также мероприятий против неустойчивости этих грунтов в водонасыщенном состоянии, при подземных строительных работах.

Наряду с увеличением прочности закрепление устраняет просадочность лёссов, лёссовидных суглинков, а также некоторых видов просадочных покровных суглинков, что во многих случаях разрешает важную проблему строительства на просадочных грунтах.

3.2.12. Закрепление силикатизацией заключается в нагнетания под давлением в поры естественных грунтов отверждающихся и закрепляющих грунты химических растворов, через забиваемые в грунт инъекторы, которые опускаются в заранее пробуренные скважины или забиваются в грунт. При закреплении рыхлых грунтов инъекторы забиваются на глубину до 15 м пневматическими молотками (без предварительного бурения скважин), при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые опускают трубы. Скважины бурят станками ударного или вращательного действия. Бурение скважин в неустойчивых породах, залегающих выше закрепляемой зоны, производят с применением обсадных труб.

3.2.13. Для повышения эффективности (увеличения прочности и радиуса) закрепления грунтов однорастворными способами силикатизации, бывает необходимо или целесообразно производить предварительную химическую обработку (активизацию) грунтов отвердителями.

Необходимость предварительной обработки грунтов отвердителем и нормы его закачки устанавливаются и задаются проектом по результатам специальных лабораторных исследований и опытных работ по закреплению грунтов в натурных условиях. Обычно норму закачки отвердителя для активизации принимают из расчета заполнения им половины объема пор грунта.

3.2.14. Закрепление грунтов способами силикатизации производится преимущественно посредством вертикально и наклонно погружаемых в грунты сверху вниз инъекторов или забуриваемых инъекционных скважин – с дневной поверхности, с отмостки, или изнутри здания (см. Рис.8).

Рис.8. Конструктивная схема инъекционного закрепления грунтов с дневной поверхности

3.2.15. Если в силу стесненных условий или по иным причинам закрепление грунтов по технологии с вертикальным заглублением инъекторов и скважин невозможно, то инъекционные работы при закреплении грунтов под существующими сооружениями следует производить по технологии с горизонтальным заглублением инъекторов и скважин из специально пройденных и оборудованных технологических выработок (колодцев, траншей и штолен, см. Рис.9) и с предварительным химическим закреплением их стенок для предупреждения возможных деформаций сооружений. Данные о конструкции и размерах технологических выработок, а также другие рекомендации по их устройству должны содержаться в проекте.

Рис.9. Конструктивная схема закрепления грунтов из технологических выработок

1 – упорная плита; 2 – гидравлические цилиндры; 3 – стальная рама; 4 – подвижная каретка; 5 – инъекторные перфорированные трубы; 6 – резиновые кольца с проколами; 7 – крепление стенок выработки

3.3. Основной период

3.3.1. Выполнение капитального ремонта жилого дома рекомендуется разделить на два периода: подготовительный и основной.

3.3.2. В основной период выполняются все демонтажные, монтажные, специальные и отделочные работы и работы по благоустройству участка.

3.3.3. Соблюдение технологической последовательности производства ремонтно-строительных работ является необходимым условием успешного выполнения капитального ремонта жилых домов.

3.3.4. Работы основного периода разделены на следующие пять этапов, выполняемых последовательно и частично параллельно.

I этап.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

13.2. ИНЪЕКЦИОННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ СПОСОБАМИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ

13.2.1. Общие положения

Силикатизация и смолизация грунтов применяются для повышения несущей способности оснований и устройства фундаментов из укрепленного грунта. Этот метод может применяться в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут и в лессовых просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2,0 м/сут. Силикатизация и смолизация грунтов осуществляются путем нагнетания в грунт через систему инъекторов или скважин водных растворов или смесей, приготовляемых на основе силиката натрия и синтетических смол с отвердителем. Для закрепления песчаных и просадочных лессовых грунтов применяются способы, описанные в табл. 13.6. На рис. 13.10—13.12 даны схемы инъекционного закрепления грунтов.

ТАБЛИЦА 13.6. СПОСОБЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

СпособРеакция среды закрепляющих реагентовОбласть примененияКоэффициент фильтрации грунтов, м/сутПрочность, закрепленного грунта при сжатии*, МПа
Двухрастворная силикатизация на основе силиката натрия и хлористого кальцияЩелочнаяВ песках гравелистых, крупных и средней крупности5—802,0—8,0
5,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и кремнефтористоводородной кислоты–||–В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных0,5—201,0—5,0
3,0
Однорастворная силикатизации на основе силиката натрия–||–В просадочных грунтах, обладающих емкостью поглощения не менее 10 мг-экв на 100 г сухого грунта и степенью влажности не более 0,7**0,2—2,00,5—1,5
1,0
Газовая силикатизация но основе силиката натрия и углекислого газа–||–То же**0,2—2,00,5—3,5
2,0
В песках средней крупности, мелких и пылеватых, а том числе карбонатных0,5—201,0—5,0
3,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и формамида с добавкой кремнефтористоводородной кислоты–||–То же0,5—201,0—0,3
2,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и ортофосфорной кислотыКислаяВ песках средней крупности, мелких и пылеватых0,5—100,2—0,5
0,35
Однорастворная силикатизация на основа силиката натрия и алюмината натрияЩелочнаяВ песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных0,5—100,2—0,3
0,25
Однорастворная смолизация на основе карбамидных смол марок М, M-2, М-3, МФ-17 и соляной кислотыКислаяВ песках всех видов от пылеватых до гравелистых, кроме карбонатных0,5—502,0—8,0
5,0
То же, и щавелевой кислоты–||–В песках всех видов от пылеватых до гравелистых0,5—502,0—8,0
5,0

* Под чертой даны средние значения прочности закрепления.

** При других характеристиках грунтов возможность применения силикатизации устанавливается опытным путем.

При закреплении песчаных грунтов двухрастворной силикатизацией плотность раствора силиката натрия назначают в зависимости от коэффициента фильтрации грунтов согласно табл. 13.7, а плотность раствора хлористого кальция принимают 1,26—1,28. Для безводного хлористого кальция указанным величинам плотности соответствуют 28—30%-ные значения концентрации. Рецептуры гелеобразующих смесей, применяемые при однорастворной силикатизации песков, приведены в табл. 13.8; компоненты газовой силикатизации — в табл. 13.9.

Читайте также:  Как сверлить испанскую плитку?

ТАБЛИЦА 13.7. ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ДВУХРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ
песчаных грунтов (при температуре 18 °С)

Коэффициент фильтрации, м/сутПлотность раствора, г/см 3
2—10
10—20
20—80
1,35—1,38
1,38—1,41
1,41—1,44

ТАБЛИЦА 13.8. РЕЦЕПТУРЫ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ СМЕСЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОДНОРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептурыКрепительПлотность крепителя, г/см 3ОтвердительПлотность отвердителя, г/см 3Объемное отношение отвердителя к крепителюПродолжительность гелеобразования, минПорядок приготовления смеси
1Силикат натрия (модуль 2,8—3,1)1,25—1,3Кремнефтористо-
водородная кислота
1,1—1,080,12-0,210—20 при t = 20°С
60 при t = 5°С
Отвердитель добавляют к крепителю
2То же1,15Алюминат натрия1,050,2-0,2560—180То же
3–||–1,19Ортофосфорная кислота1,0253,4-660—600Крепитель добавляют к отвердителю
4Силикат натрия (модуль 3,3—3,4)*1,28-1,350 %-ный раствор формамида1,0730,3—0,515—180Отвердитель добавляют к крепителю
5Силикат натрия (модуль 2,8—3,1)1,28Этилацетат Контакт Петрова**
0,03—0,1
0,04—0,06
30—72Крепитель смешивают с контактом Петрова и в полученную смесь добавляют этилацетат

* Раствор силиката повышенного модуля получают путем обработки силиката модуля 2,5—3,0 кремнефтористоводородной кислотой плотностью 1,1—1,08 к количестве 5—6 % по объему.

** Контакт Петрова предварительно разбавляют водой в соотношении 1 : 3.

ТАБЛИЦА 13.9. ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЕСЧАНЫХ И ЛЕССОВЫХ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептурыГрунтПлотность, крепителя, г/см 3Расход крепителя в долях от объема порРасход отвердителя, кг на 1 м 3 грунтаПоследовательность закачивания компонентов в грунт
1Песок1,19—1,30,84—6,5Углекислый газ (2—2,5 кг), силикат натрия, углекислый газ (2—4 кг)
2Присадочный лессовый1,1—1,20,85—7,5Углекислый газ (2—3 кг), силикат натрия, углекислый газ (3—4,5 кг)

Примечание. Крепитель — силикат натрия; отвердитель — углекислый газ в баллонах.

ТАБЛИЦА 13.10. ГОСТЫ НА ХИМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

РеактивСтандартФизическое состояние реактива
Силикат натрия
Хлористый кальций
Ортофосфорная кислота
Кремнефтористоводородная кислота
Углекислый газ
ГОСТ 13079-81
ГОСТ 450-77
ТУ 10678-76
ГОСТ 6552-80
ГОСТ 8050-76
Жидкость
Комки
Жидкость
–||–
Сжиженный

ТАБЛИЦА 13.11. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛИКАТА НАТРИЯ

ПоказателиЗначения показателей для силиката натрия
содовогосодово-сульфатного
Внешний видГустая жидкость желтого или серого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазомГустая жидкость от желтого до коричневого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазом
Содержание компонентов, %:
кремнезема
окиси железа и окиси алюминия, не более
окиси кальция, не более
серного ангидрида (в пересчете на серу), не более
окиси натрия
31—33
0,25
0,2
0,06
10—12
28,5—29,5
0,4
0,25
0,4
10—11
Силикатный модуль2,65—3,42,65—3, 4
Плотность, г/см 31,36—1,51,43—1,5

Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способом силикатизации, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов (табл. 13.10).

Силикат натрия (содовый или содово-сульфатный) доставляются к месту работы в виде силикат-глыбы или раствора плотностью 1,4—1,5 г/см 3 . Раствор силиката натрия должен отвечать требованиям ГОСТ 13079-81. По физико-химическим показателям силикат натрия должен соответствовать данным табл. 13.11.

Силикатный модуль есть отношение числа грамм-молекул кремнезема SiO2 к числу грамм-молекул окиси натрия Na2O. Силикатный модуль является основной характеристикой силиката натрия, определяющей его состав. В процессе производства работ модуль употребляемых растворов силиката натрия подлежит контрольным определениям.

Применяемый при однорастворной силикатизации в качестве отвердителя (коагулянта) алюминат натрия должен удовлетворять следующим требованиям: каустический модуль 1,5—1,7 (отношение Na2О/Аl2О3), крупность дробления 5—6 мм; содержание нерастворимых взвешенных частиц 1—2 %. Рецептуры растворов при однорастворной смолизации песчаных грунтов приведены в табл. 13.12.

Преимуществом смолизации перед однорастворной силикатизацией песков является возможность значительно более прочного закрепления грунтов. Для глубинного закрепления смолизацией, не связанного с последующим вскрытием закрепленных грунтов (например, при усилении оснований, устройстве фундаментов или защитных стенок), следует применять способы на основе карбамидных смол марок М, М-2, МФ-17, При смолизации грунтов с целью проходки подземных выработок допускается применять способы на основе смолы марки М-3, содержащей наименьшее количество свободного формальдегида (0,3—0,5%).

ТАБЛИЦА 13.12. РЕЦЕПТУРЫ РАСТВОРОВ ДЛЯ СМОЛИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептурыМарка крепителя (карбамидной смолы)Плотность крепителя при t = 18°С, г/см 3ОтвердительПлотность отвердителя, г/см 3Объемное отношение отвердителя к крепителюПродолжительность гелеобразования, минПорядок приготовления смеси
1М1,085 %-ная соляная кислота1,0230,05—0,0640—180В смолу при тщательном перемешивании вливают кислоту
2М-21,09—1,15 %-ная щавелевая кислота1,0230,12—0,1460—180То же
3М-21,09—1,15 %-ная соляная кислота1,0230,07—0,0850—150–||–
4М-171,08—1,09То же1,09—1,10,08—0,1040—150–||–
5М-31,12—1,13–||–1,0230,03—0,0525—150–||–
6М-31,178—1,18Азотнокислый аммоний
5 %-ная соляная кислота
1,1—1,2
1,023
1—2
0,25—0,35
30—150
Крепитель смешивают с азотнокислым аммонием, затем добавляют кислоту
7М-31,178—1,18Сульфитно-спиртовая барда
5 %-ная соляная кислота
1,15—1,16
1,023
1—2
0,25—0,35
30—180
К сульфитно-спиртовой барде добавляют кислоту, затем кислый раствор сульфитной барды смешивают с крепителем

Примечание. Способ смолизации по рецептуре № 2 применяется для закрепления карбонатных песков.

ТАБЛИЦА 13.13. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБАМИДНЫХ СМОЛ

ПоказателиЗначения показателей для смол марки
М (МРТУ
05-1101-67)
М-2 (МРТУ
05-1101-67)
М-3 (ВТУ
1Г-151-70
МФ-17 ( МРТУ 6-05-100-66)
Внешний видСиропообразная жидкость однотонная по цвету. Допускает мутность в виде устойчивых кристалловОднотонная вязкая жидкость белого пли светло-коричневого цвета. Допускается мутность
Плотность при t = 20 °С. г/см 31,15—1,21,15—1,21,15—1,21,25—1,27
Вязкость при t = 20 °С по вискозиметру ВЗ-14—104—104—3540—100
Концентрации водородных ионов, рН7,12—97,2—97—97,5—8,5
Содержание свободного формальдегида, %, не менееНе определяется20,53
Растворимость в водеРастворяется, допускается легкий осадок на днеНе определяетсяВ соотношении 1:1При смешивании воды и смолы раствор не должен коагулировать

Примечание. Срок хранения смол марок М, М-2 М-3 — не более 3 мес., марки МФ-17 — не более 2 мес.

Рабочая концентрация смолы достигается следующим образом: крепитель М-2 разбавляется водой в соотношении 1:0,8 до плотности раствора 1,09 г/см 3 , являющейся нижним пределом разбавления; крепитель М-3 разбавляется водой в соотношении 1:0,5 до плотности раствора 1,12 г/см 3 ; крепитель МФ-17 разбавляется водой в соотношении 1:2 до плотности 1,08 г/см 3 . При разбавлении смолы растворами азотнокислого аммония или сульфитно-спиртовой барды раствор наиболее стабилен в отношении продолжительности гелеобразования.

Применяемые при смолизации в качестве крепителей растворы карбамидных смол по физическим и химическим характеристикам должны удовлетворять нормам, приведенным в табл. 13.13, а щавелевая (кристаллогидрат) и соляная (жидкость) кислоты — требованиям ТУ II-1391-5 и ГОСТ 13282-76.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Силикатизация

Прочный грунт является гарантией того, что построенное здание или сооружение прослужит многие годы. Однако, к сожалению, территория, отведенная для строительства сооружений, начиная от различных производственных зданий и заканчивая частными домами, не всегда является стабильным. Слабые грунты, близкое расположение грунтовых воды делает невозможным строительство даже небольших построек. В таких случаях, наравне с другими методами укрепления грунтов, силикатизация является необходимой процедурой.

Силикатизация грунтов: что это такое?

Силикатизация грунтов — это метод усиления грунтов при котором в толщу грунтов или под подошву фундаментов погружают инъекторы из стальных или пластиковых перфорированных труб, с помощью которых производится нагнетание раствора жидкого стекла с определенными добавками под давлением. В некоторых случаях после инъектирования раствора жидкого стекла подается хлористый кальций для последующего скрепления.

Главные особенности укрепления грунтов методом силикатизации

Как уже указывалось, существует несколько методов стабилизации грунтов, с помощью которых его можно закрепить, повысить прочность и уменьшить сжимаемость. Группой таких способов, с помощью которых производится сцепление между частицами не нарушая структуры почвы являются глинизация, цементация, термизация, битумизация, электрохимизация и др.

Выбор одного из вышеуказанных методов зависит от типа грунтов. Но именно силикатизация является одним из самых простых и быстрых решений проблем со слабыми грунтами.

Водонасыщенные почвы, сухие пески, микропористые просадочные и иные виды насыпны грунтов — их можно укрепить с помощью метода силикатизации грунтов. Нагнетаемый раствор скрепляет частицы грунта, в связи с чем почва становится намного прочнее.

Важная деталь: грунты, пропитанные нефтепродуктами и смолами не подлежат силикатизации.

Однорастворная силикатизация

Однорастворный метод силикатизации грунтов применяется на пылеватых песках и других видах нестабильных грунтов. При использовании данного метода в грунты необходимой зоны подают раствор жидкого стекла (силикат натрия или калия), смешанный с серной или фосфорной кислотой. В лессовых посадочных грунтах возможно применение одного жидкого стекла.

Однако, при однорастворной силикатизации прочности укрепленной почвы недостаточно для возведений крупных сооружений.

Двухрастворный метод

При применении двухрастворной силикатизации компоненты нагнетаются в почву поочередности: сначала нагнетается жидкое стекло, а после — хлористый кальций. При соединении данных компонентов происходит химическая реакция, результатом которой происходит образование геля кремниевой кислоты. Его преимущество — интенсивное затвердевание, которое происходит уже в течении первых суток, а конечные показатели прочности почвы становятся видны на 80-90 сутки.

Когда необходимо провести усиление грунтов с помощью жидкого стекла?

Проведение усиления грунтов методом силикатизации необходим при:

  • строительстве автотрасс;
  • строительстве частных домов, зданий, сооружений, производственных или складских помещений и других инфраструктурных объектов;
  • прокладывании железнодорожных путей сообщения;
  • строительстве гидротехнической инфраструктуры;
  • строительстве на лессовых почвах;
  • строительстве на выработанных грунтах и прочих случаях.

Двухрастворная силикатизация гарантирует укрепление почвы, благодаря которому построенные здания и сооружения, не будут подвергаться просадке, кренам, трещинам.

Преимущества и недостатки данного метода

Неоспоримыми преимуществами силикатизации грунтов являются:

  • в сравнении с другими методами укрепления грунтов — закрепление грунта на большом радиусе от скважины;
  • отсутствие необходимости использования сложной и дорогой техники или специализированного оборудования;
  • существенное улучшение качества грунта.

Но и существуют два определенных недостатка:

  • дороговизна применяемых химических компонентов;
  • затвердевание происходит достаточно быстро: в течении первых суток, однако конечного результата следует ожидать на 80-90 сутки.

Что дает укрепление грунтов жидким стеклом?

Силикатизация грунтов и оснований позволяет:

  1. увеличить несущую способность грунтов оснований фундаментов сооружений и зданий;
  2. уплотнить и усилить грунты при проведении ремонта фундамента зданий и сооружений;
  3. уплотнить грунты при планируемой прокладке инженерных коммуникаций или их ремонт;
  4. предотвратить и/или устранить усадку оснований зданий и сооружений;
  5. укрепить грунты откосов котлованов;
  6. устроить противофильтрационный завес.
  7. устранить крен аварийного здания или сооружения.

Компания Основа-Геокомпозит выполнит силикатизацию грунтов любой сложности и в любых условиях.

Выполнение всех технологических условий и реализация проектируемого усиления грунтов. Лучшая цена на рынке. Высокое качество производимых работ. Гарантия.

Свяжитесь с нами или оставьте вашу заявку на силикатизацию грунтов и вы получите лучшую цену на рынке!

Методы и технологии укрепления грунтов

Перед возведением дома на своем участке обязательно нужно выполнить анализ грунта и выявить его характеристики, а главное, несущую способность и прочность. Важно заранее выяснить, выдержит ли земля нагрузки в виде дома и прилежащих построек.

Не всегда результаты анализа утешительны, тогда приходится менять планировку дома, отказываться от мансарды или второго этажа в угоду сухому расчету.

Однако не обязательно отказываться от своих планов, ведь можно выполнить укрепление грунтов, фактически изменив их состав, повысив прочность до нужной отметки.

Когда нужно

Не всегда прочность и свойства грунтов соответствуют требованиям для осуществления задуманного строительства или переделки участка. Усиление грунтов часто единственный вариант для:

  • постройки дома;
  • восстановления несущей способности грунтов под эксплуатируемыми зданиями;
  • ландшафтного дизайна;
  • подготовки площадки под парковки, дороги и т.д.
Читайте также:  Горячие батареи

Постоянно появляются новые технологические подходы и приемы, с помощью которых рыхлые, пучинистые или заводненные почвы можно превратить в монолитную основу.

Цель любого усиления грунта заключается в повышении плотности почвы, снижении водопоглащения, придании почве морозостойких свойств и устойчивости к эрозии.

Под фундаментом

Схема укрепления под фундаментом

В лучшем случае усиление грунтов под фундамент выполняется еще на стадии разработки площадки. Есть возможность полноценно исследовать качество грунта, подготовить котлован и по всей площади выполнить усиление с применением простых подходов, таких как цементирование грунта или заливки специальных укрепляющих составов.

Сложнее выполнить усиление грунта под уже эксплуатируемым зданием. Часто возникают проблемы, когда под домом прочность грунтов снижается, притом неравномерно, что грозит усадкой и деформацией несущих конструкций.

Причиной могут быть:

  • чрезмерное заводнение почвы и вымывание, например из-за вышедшей из строя дренажной системы или прорыва водопровода;
  • последствие холодного пучения;
  • эрозия почвы;
  • некачественная утрамбовка и подготовка основания еще на стадии строительства, из-за чего часть площадки под фундаментом оседает быстрее и тянет за собой все строение.

Традиционным способом усиления фундамента долгое время были только сваи. Их приходилось заводить под фундамент и углублять, скрепляя после с основанием дома.

Сейчас достаточно правильно подобрать один из многих вариантов усиления грунта, которые можно выполнить, даже не выселяя жильцов.

Ландшафтный дизайн

При обустройстве придомовой территории уже часто применяется ландшафтный дизайн с формированием холмов, искусственных водоемов, посадкой декоративных растений и т.д.

Выполнить переформатирование почвенного слоя достаточно легко, однако необходимо их закрепить так, чтобы со временем холмы не сровнялись, а насаждения оставались на месте.

Еще серьезнее ситуация обстоит с участками, которые по определению расположены на склонах гор и холмов. Почвы под собственным весом и при содействии обильного количества атмосферной влаги постепенно сходят вниз, что особенно касается верхнего плодородного слоя.

Закрепить форму ландшафта на участке, обеспечить прочность и стабилизировать почву помогают:

  • многослойное усиление почвы геотекстилем;
  • сети;
  • геоматы.

Фактически необходимо выполнить армирование почвы так, чтобы она удерживалась на одном месте. Основные требования к материалам армирования: стойкость к биологическому воздействию, коррозии и воздействию влаги, а также прочность и долговечность. Именно поэтому идеально подходят полимерные материалы.

Ячеистая структура или нетканое полотно из полимерных волокон эффективно армируют почву и при этом не мешают расти зеленым насаждениям, не создают преграду грунтовым водам.

Площадки

Участки под парковку, подъезды к дому, автодороги, игровые и развлекательные площадки следует готовить с особой тщательностью. Чтобы со временем основа под площадкой не деформировалась и не пучилась, важно выполнить усиление и стабилизацию грунта.

Усиление грунта под площадками можно выполнить с помощью цементирования или силикатизации. При этом фактически формируется бетонное основание, в котором наполнителем вместо гравия или щебня выступает имеющийся грунт в сочетании с классическими вариантами вяжущего вещества.

Методы и технологии

Выбор метода и средств по усилению грунта можно сделать только на основании подробного анализа грунтов и опираясь на проектные целевые значения нагрузочной способности.

Под определенные типы грунта допускается применение силикатных, полимерных или цементных составов, притом так, чтобы результат полностью соответствовал ожиданиям.

Для уже эксплуатируемых зданий, у которых возникли проблемы с прочностью грунта под фундаментом, специально разрабатываются инъекционные методы, способы, основанные на гидроразрыве пластов и т.п.

Притом лишь некоторые проверенные методики позволяют усилить грунт, уплотнить его, не прибегая к обширным земельным работам или без привлечения тяжелой техники.

Силикатизация грунтов

Действующее вещество – силикат натрия/калия (жидкое стекло), алюминат натрия.

Особенность процесса – силикаты через инъекционную трубу распределяются в объеме грунта.

Использование силикатов в качестве вяжущего вещества оправдывает себя для суглинистых, пылеватых песчаных почв и плывунов, там, где есть риск большого водонасыщения и смещения крупных пластов почвы, постепенного размывания.

Вяжущее вещество вносится в грунт инъекционным методом или путем прямого внесения и перемешивания. Эффективно сцепляет мелкозернистые компоненты почвы и образует прочный, монолитный столб сложной формы.

После усиления почвы получается основа с минимальным водопоглащением, прочная и долговечная, однако не выдерживающая сильных динамических нагрузок.

Цементом

Действующее вещество – Портленд цемент М400 в соотношении 5-10% от сухого объема почвенной массы.

Особенность процесса – цемент с порцией воды перемешивается с грунтом, после трамбуется и уплотняется.

Есть три варианта усиления грунта с помощью цементного раствора:

  • Перемешивание с почвенным слоем толщиной до 15-20 см по всей поверхности площадки под застройку с последующей утрамбовкой.
  • Заполнение грунта инъекционным методом под существующим фундаментом или по площади для подготовки основы под фундамент.
  • Формирование опорных колонн путем размывания грунта цементным раствором в ходе бурения.

Какой вариант выбрать, определяется в индивидуальном порядке, опираясь на состав грунта, необходимую степень и качество усиления, формат строительства.

Вяжущим материалом

Наряду с силикатами и цементом применяются специально разработанные составы на основе полимеров для уплотнения и усиления грунтов. Отличным примером является разработка компании ANT для усиления грунта под автодорогами, строительными площадками, парковками и т.п.

Состав вяжущего вещества пропитывает грунт и укрепляет его в ходе уплотнения механизированным способом. Часто для достижения требуемой прочности покрытия площадки применяется совместно с портленд цементом М400.

Геополимерные колонны

Инновационный подход к проблеме усиления почвенной массы под уже функционирующими зданиями и фундаментами. В процессе работ бурится ряд отверстий по площади фундамента, и закладываются специальные капсулы и трубы с полимерным наполнителем и пластиковыми заглушками для труб https://www.metall-xl.ru/metalloprokat/plastikovye.

В ходе активной реакции наполнитель расширяется и тем самым уплотняет слабые грунты, повышая их нагрузочную способность.

Отличительной чертой метода является простой способ бурения и закладки оборудования. Нет необходимости разбирать здание или применять тяжелую технику.

Достаточно пробурить через черновой пол и основание фундамента отверстия малого диаметра до 10 см. Выхода действующего вещества не наблюдается, как в случае с закачкой цементного раствора, потому весь процесс особенно чист, что немаловажно для жилых домов.

Полимерные материалы не подвержены гниению или быстрому старению, нейтральны к любому биологическому или химическому воздействию.

Инъекционным методом

Основное преимущество инъекционного метода в возможности усиления грунта под уже функционирующими зданиями в ходе восстановительных и реставрационных работ. Раствор вяжущего вещества под большим давлением закачивается через инъекционные трубы с перфорацией в грунт на значительную глубину.

Состав растворов может существенно разниться от случая к случаю. Все зависит от состава грунта, его свойств и необходимой степени усиления.

Также отличаются и фактический набор технических средств, условий по закачке связующего средства. Для цементного раствора требуется давление порядка 200-600 атмосфер, для инициации гидроразрыва пластов.

Сетка для укрепления на склоне и наклонном участке

Для укрепления склонов холмов, участков с уклоном в горных районах, а также элементов ландшафтного дизайна применяется целый ряд полимерных материалов в виде сетей, ячеистых матов или нетканых полотен из полимерного волокна.

В зависимости от расчетного напряжения, угла наклона поверхности участка и ряда других факторов подбирается один из множества вариантов полимерных или стальных сетей для усиления грунта.

Основная идея использования сетей для укрепления грунта на склонах в том, чтобы не мешать росту и укоренению зеленых насаждений и не мешать нормальному движению воды, атмосферных осадков и грунтовых вод.

В качестве стандартного решения по склону снимается слой почвы толщиной до 50 см. После укладываются геоматы или сетка. Притом некоторые из сетей предназначены для дополнительного наполнения крупным гравием для дренажа почвы.

При необходимости сеть по верхнему краю и в середине дополнительно укрепляется штырями и столбами с большим заглублением. После этого армирующий слой покрывается почвенным слоем. В зависимости от нагрузок подбирается количество слоев сетки и варианты ее укладки.


Силикатизация грунтов

Основным материалом при проведении силикатизации грунтов является жидкое стекло – коллоидный раствор силиката натрия. В за­висимости от: физико – механических свойств грунтов оснований используют однорастворную или двухрастворную силикатизацию.

Однорастворная силикатизация осуществляется путём инъецирования в грунт усиливаемого основания гелеобразующего раствора из двух или трёх компонентов (силикатно – фосфорнокислых, силикатно-фтористоводородных и др. составов). Этот способ используют при ук­реплении песчаных и лёссовидных .грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5 – 5 м/сут.

Двухрастворную силикатизацию, используемую для закрепления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,5 м/сут., осу­ществляют поочередным инъецированием растворов силиката натрия и хлористого кальция. В результате химической реакции между раствора­ми образуется гель кремниевой кислоты, придающий грунту основания в течение короткого промежутка времени прочность 2. 6 МПа.

Электрсиликатизация

Электросиликатизация грунтов основана на сочетании метода силикатизации и действия электрического тока. Электросиликатизацию применяют для укрепления переувлажнённых мелкозернистых песков и супесей с коэф. фильтрации до 0,2 м/сут.

Газовая силикатизация

При газовой силикатизации грунтов в качестве отвердителя си­ликата натрия используют углекислый газ (диоксид углерода). Этот метод применяют для закрепления грунтов с коэффициентом фильтрации 0,1. О,2 м/сут. и лёссовых грунтов с высоким процентом содержания органических примесей.

Смолизация

Закрепление песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5. 5 м/сут. и слабых лессовых грунтов может осуществляться смолизацией, когда в грунт основания инъецируют растворы синтети­ческих смол (карбомидных, фенольных, фурановых и др.). Смолизация грунтов обеспечивает не только их закрепление, но и влагонепроницаемость, что весьма существенно на участках с высоким уровнем грун­товых вод.

10. Усиление фундаментов инъекциями

При ослаблении фундаментов до 20 % прочности по всей их толщине наиболее эффективным способом усиления яв­ляется инъецирование в тело фундаментов цементных полимерцементных и других растворов. Нагнетают растворы инъекторами, погружаемыми в тело конструкции.

Для усиления фундаментов из крупного бутового камня вдоль фундамента роют шурфы, в стенках его пробивают или сверлят отверстия, в которые закладывают изогнутые трубки (инъекторы) 0 25мм (рис. 6.2.).

Схема укрепления фундаментов цементацией: а ─ с помощью инъекторов; б ─ с помощью трубок, 1 — усиливаемый фундамент; 2 — инъекторы (трубки); 3 — сущест­вующие конструкции

После засыпки и уплотнения грунтов в трубки под давлением 2—10 атм. нагнетает­ся, как правило, цементный раствор состава 1:1. Инъекторы или трубки располагают в теле фундамента в шахматном по­рядке на расстоянии 0, 5—1 м, что уточняется на пробном участке.

Расход раствора составляет 25—35 % от объема закреп­ляемых фундаментов. Данный способ усиления фундамен­тов безопасен и удобен в выполнении.

При ослаблении прочности раствора швов только у по­верхности фундамента (выщелачивание) прибегают к ошту­катуриванию или торкретированию его поверхности. В этом случае вдоль фундамента роют траншею и, получив доступ к швам, очищают разрушенный раствор. Затем заполняют швы и оштукатуривают фундамент цементным раствором или торкретируют с помощью цемент-пушки.

В последние годы для инъецирования каменных и бетонных фундаментов все более широко применяют полимерцементы.

Полимерцементы — это смеси водных дисперсий орга­нических полимеров (латексы, кремнийорганические соеди­нения, водорастворимые карбамидные и эпоксидные смолы) с портландцементом.

Использование полимерцементов для инъецирования фундаментов и наружного оштукатуривания способствует повышению водонепроницаемости, морозостойкости и прочности усиливаемых элементов.

Кроме этого, практика усиления фундаментов подтвер­дила рациональность использования адгезионной обмазки из полимеррастворных композиций (эпоксидных смол, ком­паундов, клеев и т. п.) поверхностей конструкций, а также инъецирования компаунда из синтетических смол в трещины фундамента.

Ссылка на основную публикацию

Укрепление грунтов. Силикатизация грунтов

Укрепление грунтов. Силикатизация грунтов

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ЗДАНИЙ

УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ ПОД ПОДОШВОЙ ФУНДАМЕНТА МЕТОДОМ СИЛИКАТИЗАЦИИ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Типовая технологическая карта (именуемая далее по тексту ТТК) – комплексный организационно-технологический документ, разработанный на основе методов научной организации труда для выполнения технологического процесса и определяющий состав производственных операций с применением наиболее современных средств механизации и способов выполнения работ по определённо заданной технологии. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов организации капитального ремонта, Проектов производства ремонтно-строительных работ и другой организационно-технологической документации строительными подразделениями. ТТК является составной частью Проектов производства работ (далее по тексту – ППР) и используется в составе ППР согласно МДС 12-81.2007.

1.2. В настоящей ТТК приведены указания по организации и технологии производства работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

Определён состав производственных операций, требования к контролю качества и приемке работ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные и материальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности и охране труда.

1.3. Нормативной базой для разработки технологической карты являются:

– типовые чертежи;

– строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);

– заводские инструкции и технические условия (ТУ);

– нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);

– производственные нормы расхода материалов (НПРМ);

– местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

1.4. Цель создания ТТК – описание решений по организации и технологии производства строительно-монтажных работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, с целью обеспечения их высокого качества, а также:

– снижение себестоимости работ;

– сокращение продолжительности строительства;

– обеспечение безопасности выполняемых работ;

– организации ритмичной работы;

– рациональное использование трудовых ресурсов и машин;

– унификации технологических решений.

1.5. На базе ТТК разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ (СНиП 3.01.01-85* “Организация строительного производства”) по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

Конструктивные особенности их выполнения решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.

РТК рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации.

1.6. ТТК можно привязать к конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесс состоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.

Порядок привязки ТТК к местным условиям:

– рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;

– проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени, марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов, состава звена рабочих) принятому варианту;

– корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантом производства работ и конкретным проектным решением;

– пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей, потребности в машинах, механизмах, инструментах и материально-технических ресурсах применительно к избранному варианту;

– оформление графической части с конкретной привязкой механизмов, оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическими габаритами.

1.7. Типовая технологическая карта разработана для инженерно-технических работников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих, выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления (обучения) их с правилами производства работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ.

Технологическая карта разработана на следующие объёмы работ:

– закрепляемый грунт – 150,0 м .

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

2.2. Работы по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, выполняются механизированным отрядом в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при искусственном закреплении грунтов методом силикатизации, входят следующие рабочие процессы и технологические операции:

– геодезическая разбивка местоположения забивки инъекторов;

– забивка инъекторов в грунт;

– подключение шлангов для нагнетания раствора;

– нагнетание раствора в грунт;

– извлечение инъекторов;

– ликвидация использованных скважин.

2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижной компрессор фирмы Atlas Copco XAS 97 Dd (подача сжатого воздуха 5,3 м /час, =0,7 МПа, m=940 кг); отбойный молоток Atlas Copco TEX 09 PS 8461021102 (масса m=9,6 кг, =0,5 МПа, частота ударов 1800 уд/мин); электрическая шлифовальная машинка PWS 750-125 фирмы Bosch (Р=1,9 кг; N=750 Вт); ручная инжекторная газовая горелка Р2А-01 с внутренними и наружными мундштуками, ключом, уплотнительными кольцами, газовыми баллонами и редукторами; трубонарезная головка REMS Ева; дизельный растворонасос Putzmeister M 740 (производительность до 5 м /час, =7 бар; общая масса m=1450 кг; габаритные размеры Д Ш В, 4500 1450 1200 мм).

Рис.1. Инжекторная газовая горелка Р2А-01

а – горелка; б – инжекторное устройство; 1 – мундштук; 2 – ниппель мундштука; 3 – наконечник; 4 – трубчатый мундштук; 5 – смесительная камера; 6 – резиновое кольцо; 7 – инжектор; 8 – накидная гайка; 9 – ацетиленовый вентиль; 10 – штуцер; 11 – накидная гайка; 12 – шланговый ниппель; 13 – трубка; 14 – рукоять; 15 – сальниковая набивка; 16 – кислородный вентиль.

Рис.2. Газовые баллоны и редукторы

а – кислородный баллон, объёмом 6 м ; б – ацетиленовый баллон, объёмом 5,32 м ; г – кислородный редуктор; д – ацетиленовый редуктор.

Рис.3. Компрессор Atlas Copco XAS 97 Dd

Рис.4. Молоток Atlas Copco TEX 09 PS

Рис.5. Растворонасос Putzmeister M 740

Рис.6. Трубонарезная головка REMS Ева

Рис.7. Электрошлифмашинка PWS 750-125

III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

3.1. В соответствии с СП 48.13330.2001 “Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004” до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение (ордер) на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения (ордера) запрещается.

3.2. Общие требования

3.2.1. Закрепление грунтов – есть искусственное преобразование строительных свойств грунтов физико-механическими методами в условиях их естественного залегания для повышения прочности или связности и придания водонепроницаемости. В результате закрепления грунтов увеличивается несущая способность оснований сооружений.

3.2.2. Закрепление грунтов осуществляется нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрического тока, нагреванием и охлаждением грунтов.

3.2.3. В соответствии с видом применяемых средств различают следующие способы закрепления грунтов:

– цементация;

– глинизация;

– битумизация;

– силикатизация;

– смолизация;

– термический и электрохимический способы.

3.2.4. Пределы применяемости каждого из способов закрепления грунтов определяются требованиями, предъявляемыми к закреплённому грунту, и свойствам самих грунтов:

– водопроницаемостью;

– скоростью фильтрационного потока;

– однородностью грунтов и т.д.

Данные требования закладываются в рабочем проекте, и предлагается один из способов закрепления грунтов.

3.2.5. Работы по закреплению грунтов должны производиться строго по проекту, допуская изменения и отклонения от него лишь по согласованию с проектной организацией. В проекте искусственного закрепления грунтов указываются:

– план фундаментов здания, профиль и объем закрепляемого массива грунта;

– схема расположения инъекторов и электродов в плане и разрезах, глубина забивки, а также количество заходок и их расположение по глубине;

– данные об объеме работ и контрольных выработках;

– данные о количестве химических растворов на одну заходку и весь объем работ, о режиме нагнетания растворов и режиме обработки грунта электрическим током;

– требования к закрепленному грунту: прочность, монолитность, водоустойчивость, водонепроницаемость и непросадочность, радиус закрепления;

– данные о затратах времени для выполнения процесса и его трудоемкости.

3.2.6. Наиболее простыми и надежными способами укрепления грунтов являются цементация, силикатизация и электросиликатизация.

3.2.7. Цементация – это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Цементация применяется для закрепления крупно- и среднезернистых песков, трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов. Радиус закрепления грунтов составляет в скальных грунтах – 1,2-1,5 м, в крупных песках – 0,5-0,75 м, в песках средней крупности – 0,3-0,5 м.

3.2.8. Силикатизация грунтов, как один из видов производства работ в строительстве, представляет собой химическую обработку грунтов различными реагентами нагнетанием их в закрепляемые грунтовые массивы под давлением. В результате достигается целенаправленное, необратимое и долговечное улучшение строительных свойств грунтов.

3.2.9. Электросиликатизация применяется для закрепления глинистых грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сутки. Сущность способа заключается в том, что раствор проникает в грунт одновременно под действием напора и постоянного электрического тока. Грунт укрепляется в результате электрохимической реакции.

3.2.10. Закрепление грунтов на основе растворов силиката натрия, независимо от применяемых отвердителей, называется силикатизацией. 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 1,0 м) под давлением 0,3. 0,6 МПа (3. 6 атм). Силикатизацией закрепляют мелкие и пылеватые пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления грунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3. 1 м.

3.2.11. Способ силикатизации предусматривает усиление естественных оснований под фундаментами здания на следующих видах грунтов:

– просадочные лёссы;

– лёссовидные;

– некоторые виды покровных суглинков.

Данные грунты должны иметь природную степень влажности не более 0,7 и коэффициент фильтрации не менее 0,2 м/сут. Для всех без исключения фильтрующих грунтов закрепление позволяет уменьшать или практически полностью устранять их водопроницаемость, что расширяет область его практического применения в качестве противофильтрационных мероприятий, а также мероприятий против неустойчивости этих грунтов в водонасыщенном состоянии, при подземных строительных работах.

Наряду с увеличением прочности закрепление устраняет просадочность лёссов, лёссовидных суглинков, а также некоторых видов просадочных покровных суглинков, что во многих случаях разрешает важную проблему строительства на просадочных грунтах.

3.2.12. Закрепление силикатизацией заключается в нагнетания под давлением в поры естественных грунтов отверждающихся и закрепляющих грунты химических растворов, через забиваемые в грунт инъекторы, которые опускаются в заранее пробуренные скважины или забиваются в грунт. При закреплении рыхлых грунтов инъекторы забиваются на глубину до 15 м пневматическими молотками (без предварительного бурения скважин), при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые опускают трубы. Скважины бурят станками ударного или вращательного действия. Бурение скважин в неустойчивых породах, залегающих выше закрепляемой зоны, производят с применением обсадных труб.

3.2.13. Для повышения эффективности (увеличения прочности и радиуса) закрепления грунтов однорастворными способами силикатизации, бывает необходимо или целесообразно производить предварительную химическую обработку (активизацию) грунтов отвердителями.

Необходимость предварительной обработки грунтов отвердителем и нормы его закачки устанавливаются и задаются проектом по результатам специальных лабораторных исследований и опытных работ по закреплению грунтов в натурных условиях. Обычно норму закачки отвердителя для активизации принимают из расчета заполнения им половины объема пор грунта.

3.2.14. Закрепление грунтов способами силикатизации производится преимущественно посредством вертикально и наклонно погружаемых в грунты сверху вниз инъекторов или забуриваемых инъекционных скважин – с дневной поверхности, с отмостки, или изнутри здания (см. Рис.8).

Рис.8. Конструктивная схема инъекционного закрепления грунтов с дневной поверхности

3.2.15. Если в силу стесненных условий или по иным причинам закрепление грунтов по технологии с вертикальным заглублением инъекторов и скважин невозможно, то инъекционные работы при закреплении грунтов под существующими сооружениями следует производить по технологии с горизонтальным заглублением инъекторов и скважин из специально пройденных и оборудованных технологических выработок (колодцев, траншей и штолен, см. Рис.9) и с предварительным химическим закреплением их стенок для предупреждения возможных деформаций сооружений. Данные о конструкции и размерах технологических выработок, а также другие рекомендации по их устройству должны содержаться в проекте.

Читайте также:  Кто-нибудь слышал о декоре стен обоями и наклейками?

Рис.9. Конструктивная схема закрепления грунтов из технологических выработок

1 – упорная плита; 2 – гидравлические цилиндры; 3 – стальная рама; 4 – подвижная каретка; 5 – инъекторные перфорированные трубы; 6 – резиновые кольца с проколами; 7 – крепление стенок выработки

3.3. Основной период

3.3.1. Выполнение капитального ремонта жилого дома рекомендуется разделить на два периода: подготовительный и основной.

3.3.2. В основной период выполняются все демонтажные, монтажные, специальные и отделочные работы и работы по благоустройству участка.

3.3.3. Соблюдение технологической последовательности производства ремонтно-строительных работ является необходимым условием успешного выполнения капитального ремонта жилых домов.

3.3.4. Работы основного периода разделены на следующие пять этапов, выполняемых последовательно и частично параллельно.

I этап.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

§ 28. Закрепление грунтов

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.


Рис. 5.2. Схема применения термического способа укрепления просадочных грунтов 1 — просадочный грунт; 2 — непросадочный грунт; 3 — зона укрепленного грунта; 4 — скважина; 5 — затвор с камерой сгорания; 6 — форсунка; 7 — трубка для подачи горючего; 8 — трубка для подачи сжатого воздуха

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?

Силикатизация

Прочный грунт является гарантией того, что построенное здание или сооружение прослужит многие годы. Однако, к сожалению, территория, отведенная для строительства сооружений, начиная от различных производственных зданий и заканчивая частными домами, не всегда является стабильным. Слабые грунты, близкое расположение грунтовых воды делает невозможным строительство даже небольших построек. В таких случаях, наравне с другими методами укрепления грунтов, силикатизация является необходимой процедурой.

Силикатизация грунтов: что это такое?

Силикатизация грунтов — это метод усиления грунтов при котором в толщу грунтов или под подошву фундаментов погружают инъекторы из стальных или пластиковых перфорированных труб, с помощью которых производится нагнетание раствора жидкого стекла с определенными добавками под давлением. В некоторых случаях после инъектирования раствора жидкого стекла подается хлористый кальций для последующего скрепления.

Главные особенности укрепления грунтов методом силикатизации

Как уже указывалось, существует несколько методов стабилизации грунтов, с помощью которых его можно закрепить, повысить прочность и уменьшить сжимаемость. Группой таких способов, с помощью которых производится сцепление между частицами не нарушая структуры почвы являются глинизация, цементация, термизация, битумизация, электрохимизация и др.

Выбор одного из вышеуказанных методов зависит от типа грунтов. Но именно силикатизация является одним из самых простых и быстрых решений проблем со слабыми грунтами.

Водонасыщенные почвы, сухие пески, микропористые просадочные и иные виды насыпны грунтов — их можно укрепить с помощью метода силикатизации грунтов. Нагнетаемый раствор скрепляет частицы грунта, в связи с чем почва становится намного прочнее.

Важная деталь: грунты, пропитанные нефтепродуктами и смолами не подлежат силикатизации.

Однорастворная силикатизация

Однорастворный метод силикатизации грунтов применяется на пылеватых песках и других видах нестабильных грунтов. При использовании данного метода в грунты необходимой зоны подают раствор жидкого стекла (силикат натрия или калия), смешанный с серной или фосфорной кислотой. В лессовых посадочных грунтах возможно применение одного жидкого стекла.

Однако, при однорастворной силикатизации прочности укрепленной почвы недостаточно для возведений крупных сооружений.

Двухрастворный метод

При применении двухрастворной силикатизации компоненты нагнетаются в почву поочередности: сначала нагнетается жидкое стекло, а после — хлористый кальций. При соединении данных компонентов происходит химическая реакция, результатом которой происходит образование геля кремниевой кислоты. Его преимущество — интенсивное затвердевание, которое происходит уже в течении первых суток, а конечные показатели прочности почвы становятся видны на 80-90 сутки.

Когда необходимо провести усиление грунтов с помощью жидкого стекла?

Проведение усиления грунтов методом силикатизации необходим при:

  • строительстве автотрасс;
  • строительстве частных домов, зданий, сооружений, производственных или складских помещений и других инфраструктурных объектов;
  • прокладывании железнодорожных путей сообщения;
  • строительстве гидротехнической инфраструктуры;
  • строительстве на лессовых почвах;
  • строительстве на выработанных грунтах и прочих случаях.

Двухрастворная силикатизация гарантирует укрепление почвы, благодаря которому построенные здания и сооружения, не будут подвергаться просадке, кренам, трещинам.

Преимущества и недостатки данного метода

Неоспоримыми преимуществами силикатизации грунтов являются:

  • в сравнении с другими методами укрепления грунтов — закрепление грунта на большом радиусе от скважины;
  • отсутствие необходимости использования сложной и дорогой техники или специализированного оборудования;
  • существенное улучшение качества грунта.

Но и существуют два определенных недостатка:

  • дороговизна применяемых химических компонентов;
  • затвердевание происходит достаточно быстро: в течении первых суток, однако конечного результата следует ожидать на 80-90 сутки.

Что дает укрепление грунтов жидким стеклом?

Силикатизация грунтов и оснований позволяет:

  1. увеличить несущую способность грунтов оснований фундаментов сооружений и зданий;
  2. уплотнить и усилить грунты при проведении ремонта фундамента зданий и сооружений;
  3. уплотнить грунты при планируемой прокладке инженерных коммуникаций или их ремонт;
  4. предотвратить и/или устранить усадку оснований зданий и сооружений;
  5. укрепить грунты откосов котлованов;
  6. устроить противофильтрационный завес.
  7. устранить крен аварийного здания или сооружения.

Компания Основа-Геокомпозит выполнит силикатизацию грунтов любой сложности и в любых условиях.

Выполнение всех технологических условий и реализация проектируемого усиления грунтов. Лучшая цена на рынке. Высокое качество производимых работ. Гарантия.

Читайте также:  Укладка плитки в ванной комнате

Свяжитесь с нами или оставьте вашу заявку на силикатизацию грунтов и вы получите лучшую цену на рынке!

13.2. ИНЪЕКЦИОННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ СПОСОБАМИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ

13.2.1. Общие положения

Силикатизация и смолизация грунтов применяются для повышения несущей способности оснований и устройства фундаментов из укрепленного грунта. Этот метод может применяться в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут и в лессовых просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2,0 м/сут. Силикатизация и смолизация грунтов осуществляются путем нагнетания в грунт через систему инъекторов или скважин водных растворов или смесей, приготовляемых на основе силиката натрия и синтетических смол с отвердителем. Для закрепления песчаных и просадочных лессовых грунтов применяются способы, описанные в табл. 13.6. На рис. 13.10—13.12 даны схемы инъекционного закрепления грунтов.

ТАБЛИЦА 13.6. СПОСОБЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

СпособРеакция среды закрепляющих реагентовОбласть примененияКоэффициент фильтрации грунтов, м/сутПрочность, закрепленного грунта при сжатии*, МПа
Двухрастворная силикатизация на основе силиката натрия и хлористого кальцияЩелочнаяВ песках гравелистых, крупных и средней крупности5—802,0—8,0
5,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и кремнефтористоводородной кислоты–||–В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных0,5—201,0—5,0
3,0
Однорастворная силикатизации на основе силиката натрия–||–В просадочных грунтах, обладающих емкостью поглощения не менее 10 мг-экв на 100 г сухого грунта и степенью влажности не более 0,7**0,2—2,00,5—1,5
1,0
Газовая силикатизация но основе силиката натрия и углекислого газа–||–То же**0,2—2,00,5—3,5
2,0
В песках средней крупности, мелких и пылеватых, а том числе карбонатных0,5—201,0—5,0
3,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и формамида с добавкой кремнефтористоводородной кислоты–||–То же0,5—201,0—0,3
2,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и ортофосфорной кислотыКислаяВ песках средней крупности, мелких и пылеватых0,5—100,2—0,5
0,35
Однорастворная силикатизация на основа силиката натрия и алюмината натрияЩелочнаяВ песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных0,5—100,2—0,3
0,25
Однорастворная смолизация на основе карбамидных смол марок М, M-2, М-3, МФ-17 и соляной кислотыКислаяВ песках всех видов от пылеватых до гравелистых, кроме карбонатных0,5—502,0—8,0
5,0
То же, и щавелевой кислоты–||–В песках всех видов от пылеватых до гравелистых0,5—502,0—8,0
5,0

* Под чертой даны средние значения прочности закрепления.

** При других характеристиках грунтов возможность применения силикатизации устанавливается опытным путем.

При закреплении песчаных грунтов двухрастворной силикатизацией плотность раствора силиката натрия назначают в зависимости от коэффициента фильтрации грунтов согласно табл. 13.7, а плотность раствора хлористого кальция принимают 1,26—1,28. Для безводного хлористого кальция указанным величинам плотности соответствуют 28—30%-ные значения концентрации. Рецептуры гелеобразующих смесей, применяемые при однорастворной силикатизации песков, приведены в табл. 13.8; компоненты газовой силикатизации — в табл. 13.9.

ТАБЛИЦА 13.7. ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ДВУХРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ
песчаных грунтов (при температуре 18 °С)

Коэффициент фильтрации, м/сутПлотность раствора, г/см 3
2—10
10—20
20—80
1,35—1,38
1,38—1,41
1,41—1,44

ТАБЛИЦА 13.8. РЕЦЕПТУРЫ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ СМЕСЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОДНОРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептурыКрепительПлотность крепителя, г/см 3ОтвердительПлотность отвердителя, г/см 3Объемное отношение отвердителя к крепителюПродолжительность гелеобразования, минПорядок приготовления смеси
1Силикат натрия (модуль 2,8—3,1)1,25—1,3Кремнефтористо-
водородная кислота
1,1—1,080,12-0,210—20 при t = 20°С
60 при t = 5°С
Отвердитель добавляют к крепителю
2То же1,15Алюминат натрия1,050,2-0,2560—180То же
3–||–1,19Ортофосфорная кислота1,0253,4-660—600Крепитель добавляют к отвердителю
4Силикат натрия (модуль 3,3—3,4)*1,28-1,350 %-ный раствор формамида1,0730,3—0,515—180Отвердитель добавляют к крепителю
5Силикат натрия (модуль 2,8—3,1)1,28Этилацетат Контакт Петрова**
0,03—0,1
0,04—0,06
30—72Крепитель смешивают с контактом Петрова и в полученную смесь добавляют этилацетат

* Раствор силиката повышенного модуля получают путем обработки силиката модуля 2,5—3,0 кремнефтористоводородной кислотой плотностью 1,1—1,08 к количестве 5—6 % по объему.

** Контакт Петрова предварительно разбавляют водой в соотношении 1 : 3.

ТАБЛИЦА 13.9. ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЕСЧАНЫХ И ЛЕССОВЫХ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептурыГрунтПлотность, крепителя, г/см 3Расход крепителя в долях от объема порРасход отвердителя, кг на 1 м 3 грунтаПоследовательность закачивания компонентов в грунт
1Песок1,19—1,30,84—6,5Углекислый газ (2—2,5 кг), силикат натрия, углекислый газ (2—4 кг)
2Присадочный лессовый1,1—1,20,85—7,5Углекислый газ (2—3 кг), силикат натрия, углекислый газ (3—4,5 кг)

Примечание. Крепитель — силикат натрия; отвердитель — углекислый газ в баллонах.

ТАБЛИЦА 13.10. ГОСТЫ НА ХИМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

РеактивСтандартФизическое состояние реактива
Силикат натрия
Хлористый кальций
Ортофосфорная кислота
Кремнефтористоводородная кислота
Углекислый газ
ГОСТ 13079-81
ГОСТ 450-77
ТУ 10678-76
ГОСТ 6552-80
ГОСТ 8050-76
Жидкость
Комки
Жидкость
–||–
Сжиженный

ТАБЛИЦА 13.11. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛИКАТА НАТРИЯ

ПоказателиЗначения показателей для силиката натрия
содовогосодово-сульфатного
Внешний видГустая жидкость желтого или серого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазомГустая жидкость от желтого до коричневого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазом
Содержание компонентов, %:
кремнезема
окиси железа и окиси алюминия, не более
окиси кальция, не более
серного ангидрида (в пересчете на серу), не более
окиси натрия
31—33
0,25
0,2
0,06
10—12
28,5—29,5
0,4
0,25
0,4
10—11
Силикатный модуль2,65—3,42,65—3, 4
Плотность, г/см 31,36—1,51,43—1,5

Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способом силикатизации, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов (табл. 13.10).

Силикат натрия (содовый или содово-сульфатный) доставляются к месту работы в виде силикат-глыбы или раствора плотностью 1,4—1,5 г/см 3 . Раствор силиката натрия должен отвечать требованиям ГОСТ 13079-81. По физико-химическим показателям силикат натрия должен соответствовать данным табл. 13.11.

Силикатный модуль есть отношение числа грамм-молекул кремнезема SiO2 к числу грамм-молекул окиси натрия Na2O. Силикатный модуль является основной характеристикой силиката натрия, определяющей его состав. В процессе производства работ модуль употребляемых растворов силиката натрия подлежит контрольным определениям.

Применяемый при однорастворной силикатизации в качестве отвердителя (коагулянта) алюминат натрия должен удовлетворять следующим требованиям: каустический модуль 1,5—1,7 (отношение Na2О/Аl2О3), крупность дробления 5—6 мм; содержание нерастворимых взвешенных частиц 1—2 %. Рецептуры растворов при однорастворной смолизации песчаных грунтов приведены в табл. 13.12.

Преимуществом смолизации перед однорастворной силикатизацией песков является возможность значительно более прочного закрепления грунтов. Для глубинного закрепления смолизацией, не связанного с последующим вскрытием закрепленных грунтов (например, при усилении оснований, устройстве фундаментов или защитных стенок), следует применять способы на основе карбамидных смол марок М, М-2, МФ-17, При смолизации грунтов с целью проходки подземных выработок допускается применять способы на основе смолы марки М-3, содержащей наименьшее количество свободного формальдегида (0,3—0,5%).

ТАБЛИЦА 13.12. РЕЦЕПТУРЫ РАСТВОРОВ ДЛЯ СМОЛИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептурыМарка крепителя (карбамидной смолы)Плотность крепителя при t = 18°С, г/см 3ОтвердительПлотность отвердителя, г/см 3Объемное отношение отвердителя к крепителюПродолжительность гелеобразования, минПорядок приготовления смеси
1М1,085 %-ная соляная кислота1,0230,05—0,0640—180В смолу при тщательном перемешивании вливают кислоту
2М-21,09—1,15 %-ная щавелевая кислота1,0230,12—0,1460—180То же
3М-21,09—1,15 %-ная соляная кислота1,0230,07—0,0850—150–||–
4М-171,08—1,09То же1,09—1,10,08—0,1040—150–||–
5М-31,12—1,13–||–1,0230,03—0,0525—150–||–
6М-31,178—1,18Азотнокислый аммоний
5 %-ная соляная кислота
1,1—1,2
1,023
1—2
0,25—0,35
30—150
Крепитель смешивают с азотнокислым аммонием, затем добавляют кислоту
7М-31,178—1,18Сульфитно-спиртовая барда
5 %-ная соляная кислота
1,15—1,16
1,023
1—2
0,25—0,35
30—180
К сульфитно-спиртовой барде добавляют кислоту, затем кислый раствор сульфитной барды смешивают с крепителем

Примечание. Способ смолизации по рецептуре № 2 применяется для закрепления карбонатных песков.

ТАБЛИЦА 13.13. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБАМИДНЫХ СМОЛ

ПоказателиЗначения показателей для смол марки
М (МРТУ
05-1101-67)
М-2 (МРТУ
05-1101-67)
М-3 (ВТУ
1Г-151-70
МФ-17 ( МРТУ 6-05-100-66)
Внешний видСиропообразная жидкость однотонная по цвету. Допускает мутность в виде устойчивых кристалловОднотонная вязкая жидкость белого пли светло-коричневого цвета. Допускается мутность
Плотность при t = 20 °С. г/см 31,15—1,21,15—1,21,15—1,21,25—1,27
Вязкость при t = 20 °С по вискозиметру ВЗ-14—104—104—3540—100
Концентрации водородных ионов, рН7,12—97,2—97—97,5—8,5
Содержание свободного формальдегида, %, не менееНе определяется20,53
Растворимость в водеРастворяется, допускается легкий осадок на днеНе определяетсяВ соотношении 1:1При смешивании воды и смолы раствор не должен коагулировать

Примечание. Срок хранения смол марок М, М-2 М-3 — не более 3 мес., марки МФ-17 — не более 2 мес.

Рабочая концентрация смолы достигается следующим образом: крепитель М-2 разбавляется водой в соотношении 1:0,8 до плотности раствора 1,09 г/см 3 , являющейся нижним пределом разбавления; крепитель М-3 разбавляется водой в соотношении 1:0,5 до плотности раствора 1,12 г/см 3 ; крепитель МФ-17 разбавляется водой в соотношении 1:2 до плотности 1,08 г/см 3 . При разбавлении смолы растворами азотнокислого аммония или сульфитно-спиртовой барды раствор наиболее стабилен в отношении продолжительности гелеобразования.

Применяемые при смолизации в качестве крепителей растворы карбамидных смол по физическим и химическим характеристикам должны удовлетворять нормам, приведенным в табл. 13.13, а щавелевая (кристаллогидрат) и соляная (жидкость) кислоты — требованиям ТУ II-1391-5 и ГОСТ 13282-76.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Укрепление грунтов

Одной из наиболее востребованных услуг нашей компании является укрепление грунтов, производимое методом инъектирования. Этот сервис находит самое широкое применение в строительно-ремонтном деле. Его основными направлениями являются:

  • Усиление грунтов слабого типа перед сооружением фундаментов.
  • Укрепление берегов и противошумных дамб при строительстве различных объектов береговой линии.
  • Армирование грунтов, входящее в стандартный комплекс мер, которые обеспечивают укрепление склонов при угрозе оползней.

При этом укрепление откосов, береговых участков и другие виды работ, при проведении которых применяется инъекционная цементация грунта, пользуются спросом как среди представителей государственных учреждений, так и среди коммерческих клиентов.

Заполните заявку прямо сейчас
и получите расчет стоимости за 30 мин

Преимущества стабилизации грунта методом инъектирования.

Останавливая свой выбор на услуге, предлагаемой нашей компанией, вы получаете следующие важные условия, повышающие эффективность сервиса:

  • Высокая избирательная способность раствора, благодаря которой стабилизация грунта цементом или другими составами приводит его состояние к максимальной однородности.
  • Повышение прочности грунтового основания, а также предотвращение его разрушения и деформации, что крайне необходимо для обеспечения надежности сооружений.
  • Соблюдение экологических норм и требований, заключающееся в том, что инъекционная цементация или смолизация грунтов не нарушает экологическое равновесие почвы.

Заказать услугу по усилению грунтов методом инъектирования можно, обратившись в нашу компанию, любым удобным для вас способом: позвонив по указанному в верхней части сайта номеру телефона, отправив нам заявку на бесплатный расчет стоимости или письмо на e-mail. В зависимости от полученной от вас информации, мы сможем сформировать для вас индивидуальное коммерческое предложение, на основе которого вы сможете принять решение о сотрудничестве. Мы занимаемся укреплением грунтов уже много лет и знаем, как сделать эту работу качественно и по разумной цене. В работе применяются только современные материалы от проверенных производителей из Европы, а также собственные наработки.

Стоимость инъектирования грунтов.

1 погонный метр (от 100 метров)от 1 500 руб
1 погонный метр (до 100 метров)от 3 000 руб

Профессиональное укрепление грунтов – минимальные затраты для решения сложной проблемы!

Описание процесса укрепления грунтов.

В дополнение к таким важным достоинствам услуги, наши специалисты обеспечивают доступные расценки, оптимальные сроки проведения работ и безупречное качество, которым характеризуется цементация или силикатизация грунтов на каждом из следующих этапов:

01. Подготовительные мероприятия.

Бурение скважины, согласно предварительно разработанному проекту, основанному на результатах изысканий.

Читайте также:  Пол на балконе своими руками

02. Установка инъекционной трубы.

Погружение в скважину инъекционной трубы, через которую осуществляется цементация грунтов. Здесь следует отметить, что эта труба, впоследствии останется в почве, выполняя функции дополнительного армирующего элемента.

03. Заполнение грунта.

Засыпка в скважину песка, используемого в качестве основания для цементации.

04. Очистка созданных полостей.

Нагнетание в скважину приготовленного цементного раствора, проводимое под давлением.

Часто встречающиеся причины разуплотнения грунтов

Потребность в укреплении грунтов с применением современной технологии инъектирования может возникать из-за следующих факторов:

  1. Слабая плотность грунта под зданиями. Недостаток плотности почвы под несущими фундаментами капитальных построек может быть вызвано нарушениями технологий строительства, вследствие неоправданной экономии материалов или по причине банальной халатности застройщика. Недостаточное уплотнение в процессе строительства, как правило, вызывает сдвиги и разрушения фундаментного основания с понятными последствиями для самого здания.
  2. Не учтенная глубина залегания грунтовых вод. Если перед началом формирования фундамента не производились геодезические исследования местной почвы, то конструкция может быть построена на участке с чрезмерно высоким уровнем грунтовых вод. Такое основание без принятых мер является непригодным для восприятия больших весовых нагрузок.
  3. Не учтены сезонные изменения уровня грунтовых вод. Даже если исследования местного участка были произведены, из виду могут быть упущены возможные сезонные изменения полученных показателей. В результате весенних паводков и перенасыщения почвы талыми водами грунт под постройкой ослабляется и существенно теряет свою несущую способность.
  4. Нарушения в работе коммуникаций. Прорывы водопроводных труб и канализации также могут негативно влиять на плотность и несущую способность грунтов, в результате чего требуется срочная цементация грунтов и основания здания. Аналогичные проблемы могут возникать в тех случаях, когда дренажная система или ливневая канализация не справляется со своими функциями.
  5. Естественное смещение грунта. Возникает вследствие подмыва грунтовыми водами, сейсмической активности и других непредсказуемых факторов природного происхождения.

При возникновении любого из вышеописанных факторов наиболее практичным и современным методом решения проблемы является усиление грунтов в основании фундаментов методом цементации с применением инъектирования.

Что такое геополимерное инъектирование?

– это процесс укрепления местного грунта путем непосредственного введения в почву составов на основе геополимеров. Эти материалы отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к перепадам температур, гидрофобностью и высокой укрепляющей способностью.

За счет применения инъектирования материалами с геополимерной структурой слабые, нестабильные и разнородные грунты связываются, за счет чего и набирают требующуюся прочность. При всем при этом геополимеры являются инертными к микроорганизмам и органическим элементам, имеющимся в нормальном количестве в грунтах. В результате глубинное инъектирование не оказывает пагубного влияние на экологическую обстановку на обработанном участке.

Особенности технологии укрепления грунтов методом инъектирования

Процесс инъектирования грунтов с целью их укрепления и усиления отличается следующими особенностями и преимуществами:

  • работы могут выполняться в любых стесненных условиях;
  • инъектирование может проводиться локально;
  • не требуются земляные и другие трудоемкие работы;
  • процесс может быть выполнен без остановки эксплуатации здания;
  • инъектирование грунта допускается осуществлять при отрицательных температурах, в дождь, снег, жару и при других неблагоприятных условиях;
  • укрепление проходит быстро, без пыли и шума;
  • высокое качество и долговечность созданного основания;
  • высокая точность проведения работ;
  • минимальный расход вводимых в грунт материалов;
  • экологичность метода;
  • отсутствие вибраций и загрязнений во время проведения инъектирования.

Методы и технологии укрепления грунтов

Перед возведением дома на своем участке обязательно нужно выполнить анализ грунта и выявить его характеристики, а главное, несущую способность и прочность. Важно заранее выяснить, выдержит ли земля нагрузки в виде дома и прилежащих построек.

Не всегда результаты анализа утешительны, тогда приходится менять планировку дома, отказываться от мансарды или второго этажа в угоду сухому расчету.

Однако не обязательно отказываться от своих планов, ведь можно выполнить укрепление грунтов, фактически изменив их состав, повысив прочность до нужной отметки.

Когда нужно

Не всегда прочность и свойства грунтов соответствуют требованиям для осуществления задуманного строительства или переделки участка. Усиление грунтов часто единственный вариант для:

  • постройки дома;
  • восстановления несущей способности грунтов под эксплуатируемыми зданиями;
  • ландшафтного дизайна;
  • подготовки площадки под парковки, дороги и т.д.

Постоянно появляются новые технологические подходы и приемы, с помощью которых рыхлые, пучинистые или заводненные почвы можно превратить в монолитную основу.

Цель любого усиления грунта заключается в повышении плотности почвы, снижении водопоглащения, придании почве морозостойких свойств и устойчивости к эрозии.

Под фундаментом

Схема укрепления под фундаментом

В лучшем случае усиление грунтов под фундамент выполняется еще на стадии разработки площадки. Есть возможность полноценно исследовать качество грунта, подготовить котлован и по всей площади выполнить усиление с применением простых подходов, таких как цементирование грунта или заливки специальных укрепляющих составов.

Сложнее выполнить усиление грунта под уже эксплуатируемым зданием. Часто возникают проблемы, когда под домом прочность грунтов снижается, притом неравномерно, что грозит усадкой и деформацией несущих конструкций.

Причиной могут быть:

  • чрезмерное заводнение почвы и вымывание, например из-за вышедшей из строя дренажной системы или прорыва водопровода;
  • последствие холодного пучения;
  • эрозия почвы;
  • некачественная утрамбовка и подготовка основания еще на стадии строительства, из-за чего часть площадки под фундаментом оседает быстрее и тянет за собой все строение.

Традиционным способом усиления фундамента долгое время были только сваи. Их приходилось заводить под фундамент и углублять, скрепляя после с основанием дома.

Сейчас достаточно правильно подобрать один из многих вариантов усиления грунта, которые можно выполнить, даже не выселяя жильцов.

Ландшафтный дизайн

При обустройстве придомовой территории уже часто применяется ландшафтный дизайн с формированием холмов, искусственных водоемов, посадкой декоративных растений и т.д.

Выполнить переформатирование почвенного слоя достаточно легко, однако необходимо их закрепить так, чтобы со временем холмы не сровнялись, а насаждения оставались на месте.

Еще серьезнее ситуация обстоит с участками, которые по определению расположены на склонах гор и холмов. Почвы под собственным весом и при содействии обильного количества атмосферной влаги постепенно сходят вниз, что особенно касается верхнего плодородного слоя.

Закрепить форму ландшафта на участке, обеспечить прочность и стабилизировать почву помогают:

  • многослойное усиление почвы геотекстилем;
  • сети;
  • геоматы.

Фактически необходимо выполнить армирование почвы так, чтобы она удерживалась на одном месте. Основные требования к материалам армирования: стойкость к биологическому воздействию, коррозии и воздействию влаги, а также прочность и долговечность. Именно поэтому идеально подходят полимерные материалы.

Ячеистая структура или нетканое полотно из полимерных волокон эффективно армируют почву и при этом не мешают расти зеленым насаждениям, не создают преграду грунтовым водам.

Площадки

Участки под парковку, подъезды к дому, автодороги, игровые и развлекательные площадки следует готовить с особой тщательностью. Чтобы со временем основа под площадкой не деформировалась и не пучилась, важно выполнить усиление и стабилизацию грунта.

Усиление грунта под площадками можно выполнить с помощью цементирования или силикатизации. При этом фактически формируется бетонное основание, в котором наполнителем вместо гравия или щебня выступает имеющийся грунт в сочетании с классическими вариантами вяжущего вещества.

Методы и технологии

Выбор метода и средств по усилению грунта можно сделать только на основании подробного анализа грунтов и опираясь на проектные целевые значения нагрузочной способности.

Под определенные типы грунта допускается применение силикатных, полимерных или цементных составов, притом так, чтобы результат полностью соответствовал ожиданиям.

Для уже эксплуатируемых зданий, у которых возникли проблемы с прочностью грунта под фундаментом, специально разрабатываются инъекционные методы, способы, основанные на гидроразрыве пластов и т.п.

Притом лишь некоторые проверенные методики позволяют усилить грунт, уплотнить его, не прибегая к обширным земельным работам или без привлечения тяжелой техники.

Силикатизация грунтов

Действующее вещество – силикат натрия/калия (жидкое стекло), алюминат натрия.

Особенность процесса – силикаты через инъекционную трубу распределяются в объеме грунта.

Использование силикатов в качестве вяжущего вещества оправдывает себя для суглинистых, пылеватых песчаных почв и плывунов, там, где есть риск большого водонасыщения и смещения крупных пластов почвы, постепенного размывания.

Вяжущее вещество вносится в грунт инъекционным методом или путем прямого внесения и перемешивания. Эффективно сцепляет мелкозернистые компоненты почвы и образует прочный, монолитный столб сложной формы.

После усиления почвы получается основа с минимальным водопоглащением, прочная и долговечная, однако не выдерживающая сильных динамических нагрузок.

Цементом

Действующее вещество – Портленд цемент М400 в соотношении 5-10% от сухого объема почвенной массы.

Особенность процесса – цемент с порцией воды перемешивается с грунтом, после трамбуется и уплотняется.

Есть три варианта усиления грунта с помощью цементного раствора:

  • Перемешивание с почвенным слоем толщиной до 15-20 см по всей поверхности площадки под застройку с последующей утрамбовкой.
  • Заполнение грунта инъекционным методом под существующим фундаментом или по площади для подготовки основы под фундамент.
  • Формирование опорных колонн путем размывания грунта цементным раствором в ходе бурения.

Какой вариант выбрать, определяется в индивидуальном порядке, опираясь на состав грунта, необходимую степень и качество усиления, формат строительства.

Вяжущим материалом

Наряду с силикатами и цементом применяются специально разработанные составы на основе полимеров для уплотнения и усиления грунтов. Отличным примером является разработка компании ANT для усиления грунта под автодорогами, строительными площадками, парковками и т.п.

Состав вяжущего вещества пропитывает грунт и укрепляет его в ходе уплотнения механизированным способом. Часто для достижения требуемой прочности покрытия площадки применяется совместно с портленд цементом М400.

Геополимерные колонны

Инновационный подход к проблеме усиления почвенной массы под уже функционирующими зданиями и фундаментами. В процессе работ бурится ряд отверстий по площади фундамента, и закладываются специальные капсулы и трубы с полимерным наполнителем и пластиковыми заглушками для труб https://www.metall-xl.ru/metalloprokat/plastikovye.

В ходе активной реакции наполнитель расширяется и тем самым уплотняет слабые грунты, повышая их нагрузочную способность.

Отличительной чертой метода является простой способ бурения и закладки оборудования. Нет необходимости разбирать здание или применять тяжелую технику.

Достаточно пробурить через черновой пол и основание фундамента отверстия малого диаметра до 10 см. Выхода действующего вещества не наблюдается, как в случае с закачкой цементного раствора, потому весь процесс особенно чист, что немаловажно для жилых домов.

Полимерные материалы не подвержены гниению или быстрому старению, нейтральны к любому биологическому или химическому воздействию.

Инъекционным методом

Основное преимущество инъекционного метода в возможности усиления грунта под уже функционирующими зданиями в ходе восстановительных и реставрационных работ. Раствор вяжущего вещества под большим давлением закачивается через инъекционные трубы с перфорацией в грунт на значительную глубину.

Состав растворов может существенно разниться от случая к случаю. Все зависит от состава грунта, его свойств и необходимой степени усиления.

Также отличаются и фактический набор технических средств, условий по закачке связующего средства. Для цементного раствора требуется давление порядка 200-600 атмосфер, для инициации гидроразрыва пластов.

Сетка для укрепления на склоне и наклонном участке

Для укрепления склонов холмов, участков с уклоном в горных районах, а также элементов ландшафтного дизайна применяется целый ряд полимерных материалов в виде сетей, ячеистых матов или нетканых полотен из полимерного волокна.

В зависимости от расчетного напряжения, угла наклона поверхности участка и ряда других факторов подбирается один из множества вариантов полимерных или стальных сетей для усиления грунта.

Основная идея использования сетей для укрепления грунта на склонах в том, чтобы не мешать росту и укоренению зеленых насаждений и не мешать нормальному движению воды, атмосферных осадков и грунтовых вод.

В качестве стандартного решения по склону снимается слой почвы толщиной до 50 см. После укладываются геоматы или сетка. Притом некоторые из сетей предназначены для дополнительного наполнения крупным гравием для дренажа почвы.

При необходимости сеть по верхнему краю и в середине дополнительно укрепляется штырями и столбами с большим заглублением. После этого армирующий слой покрывается почвенным слоем. В зависимости от нагрузок подбирается количество слоев сетки и варианты ее укладки.


Ссылка на основную публикацию