Эффективные методы укрепления грунта

Как укрепить грунт?

При строительстве иногда требует усиливать основание под объектами. Но тут все гораздо сложнее, чем кажется со стороны, и существует даже немало вариантов такой работы. Пора разобраться, как укрепить грунт, зачем это вообще нужно, и какие ошибки обычно допускают проектировщики, строители.

Для чего и где применяется?

Вовсе не обязательно стабилизация и закрепление почвенных пластов используются перед постройкой многоквартирного дома, офисного центра или другого серьезного сооружения. Такие манипуляции требуются и в ряде других случаев. Укрепительные мероприятия выполняются при возведении земляных работ (точнее, при проведении земляных работ) такого рода:

прокладка дороги (автомобильной или железной);

установка линии электропередач, инфраструктуры связи;

сохранение рельефа в особо охраняемых природных зонах;

профилактика размыва особо важных объектов, подмыва фундамента различных сооружений.

Укрепительные работы проявляют свою актуальность не только на этапе строительства. В ряде населенных пунктов оползание, потеря стабильности почвы, размывание ее водоемами или талыми водами обнаруживаются через несколько десятилетий. Если этот процесс не остановить, конечные потери будут непропорционально велики по сравнению с сиюминутной экономией. Мало того, в ряде случаев можно опасаться масштабных разрушений и даже серьезных человеческих жертв.

И напоследок стоит упомянуть такой случай необходимого укрепления, как поддержание садового участка или поля, расположенного на склоне.

Способы укрепления грунтов

Механические

Эти виды повышения прочности грунта появились раньше других вариантов. Их использовали, пусть и на примитивном уровне, еще столетия назад. Но сегодня благодаря научно-техническим достижениям возможности строителей многократно возросли. Так или иначе, «механика» основана на сооружении различных блоков и конструкций, удерживающих почвенные пласты на месте.

Шпунтовые ограждения — достаточно дорогой вариант решения проблемы. Его применяют главным образом, когда надо разработать выемку или углубление в насыщенных водой земляных слоях поблизости от уже созданных объектов. Шпунты вводят в пласт прежде, чем начнут разрабатывать выемку. Если это условие не соблюдается, стабильного состояния почвы достичь невозможно.

Иначе устроено консольное крепление. Его делают из особых стоек, то есть свай. Эти опоры погружают нижней частью глубже, чем будет планируемая выемка. Сваи поддерживают доски или щиты, которые будут принимать давление грунта.

Такой прием рекомендуют использовать, если выемка будет не глубже 5 м. При большей глубине надо применять консольно-распорное крепление. Распорки ставят в верхней части стоек.

Цементация, инъекции

Довольно часто для повышения прочности грунтовых слоев пользуются цементом и некоторыми другими типами строительных растворов. Подобное решение оправдано тем, что оно может применяться даже при глубинном характере трещин или полостей. Нагнетаемый раствор уходит на необходимую глубину и застывает там, создавая прочную механическую пробку. Одновременно таким образом сокращают сжимаемость грунтов и их водопроницаемость. Подача раствора или цементного «молока» происходит через заранее забитые полые сваи.

Цементация нужна, чтобы закрепить пески с крупным и средним размером зерна. Но этот же метод подойдет и для склонных к растрескиванию скальных пород. Цементные растворы закачивают при помощи инъекторов. Величина трещины и количество пор песка прямо влияют на пропорцию цемента и воды. Иногда к раствору добавляют инертные материалы. Радиус закрепления зависит от разновидности обрабатываемых грунтов. Скалистую почву закрепляют как минимум на 1,2-1,5 м. Если почвы сложены крупным песком, этот показатель составит от 0,5 до 0,75 м. Песок средней крупности цементируют на 0,3-0,5 м. Процедуру ведут по методу нисходящих зон.

Нагнетать раствор прекращают, как только достигнута целевая величина поглощения.

Дорожное строительство

При сооружении дорог и других транспортных магистралей (объектов) часто укрепление грунтов связано с минеральными вяжущими веществами. Такие методики были отработаны еще в XIX веке. В середине ХХ столетия в нашей стране провели массу исследований, позволивших поднять эффективность процедуры в несколько раз. Сегодня на территории развитых государств дорожное строительство не обходится без укрепления почвы. Исключения крайне редки и связаны с особо благоприятными условиями. Грамотное использование минеральных вяжущих:

сокращает общие расходы на 15% как минимум;

позволяет быстрее закончить строительство;

увеличивает промежуток между капитальными ремонтами;

позволяет обойтись меньшей толщиной покрытия;

понижает насыщение обработанных грунтов;

увеличивает стойкость к морозу, переменному увлажнению и понижению влажности.

При современном уровне технологии смешивать компоненты можно непосредственно на строящейся дороге. Техника уверенно работает как с жидкими, так и с порошкообразными компонентами. Если условия стеснены или грунт очень специфичен, не позволяет пройти тяжелой технике, применяются навесные аппараты. Самое распространенное в нашей стране минеральное вяжущее — классический портландцемент. Но будущее все равно принадлежит точному подбору рецептуры, а не упражнениям с дозировкой привычных компонентов.

Стоит отметить, что грунты могут укреплять не только неорганическими, но и органическими вяжущими веществами. Способ смешивания и методы применения практически не отличаются. Уплотнение производится самоходными катками на пневматическом ходу. Довольно широко практикуется, например, внесение синтетических смол.

Специалисты выяснили, что подобные вещества застывают на морозе, если подвергаются еще воздействию различных кислот.

Опытным путем установили, что быстрее всего закрепить грунт помогает применение водного раствора соляной кислоты в концентрации 5%. Фактическую крепость грунта определяют концентрация смол и исходный гранулометрический состав. Раствор кислоты нагнетают в скважину раньше, чем смолу. Опытные работы показали, что после насыщения смолами прочность грунтов может составлять 30-50 кг на 1 кв. см. Но это не конечный результат, потому что исследовательские работы идут крайне активно. В ряде ситуаций для усиления почв пользуются известью. Она может применяться как сама по себе, так и в связке с другими веществами. Методика такова:

проблемные места профилируют ручным способом (в больших масштабах помогает грейдер);

гранулируют почву ручными культиваторами;

поливают известковым раствором;

вновь культивируют нужный участок;

утрамбовывают его (после этого можно даже отказаться от покрытия).

Стабилизированный подобным образом грунт не размягчается даже при бурных осадках или весной. На нем долго не растет бурьян. Количество затрачиваемого труда многократно меньше, чем при использовании каменных блоков или настилов из дерева. Метод подходит для усиления грунтов не только на дорогах, но и под частную жилую застройку. При этом сокращается сложность строительства фундамента, уменьшаются суммарные строительные расходы.

Но при строительстве в больших масштабах требуется уже не какое-то одно решение, пусть даже применение проверенного реагента «Консолид» или другой испытанной марки, а комплексное упрочнение грунта. Чаще всего речь идет об использовании смесей органических и неорганических вяжущих, к которым примешивают и определенные добавки.

Практика показывает, что обработка почвенных пластов смесью битумов, извести, дегтей и цемента обеспечивает превосходные показатели:

стойкости к холоду;

стойкости к нагреву и перепаду температур;

Начинают с обработки грунта известью либо цементом. Их непременно увлажняют. Образующийся гидрат кальциевой окиси гарантирует сцепление глины и коллоидных частиц. Чем больше глины содержится в почве, тем эффективнее введение извести.

Уплотнение грунта, укрепляемого в смеси с цементом или известью, производят в первые 2 часа после окончательного размешивания смеси.

Осушение

Но в ряде случаев применение различных материалов оказывается недостаточно эффективно. Дело в том, что добиться успеха мешает чрезмерное увлажнение почв. На глинистых, пылящих и илистых грунтах эффективно оказывается электрохимическое осушение. В грунт снаружи и внутри фундамента защищаемого здания закладывают электроды трубчатой формы (анод и катод соответственно). Дистанция между электродами с одним полюсом должна составлять от 0,8 до 1 м.

Анодный электрод используют для подачи соляных растворов. Повышение градиента скоростей достигается откачиванием грунтовых вод из катода. Применяют постоянный ток напряжением от 100 до 120 В. Закрепить 1 м3 грунта можно при затрате 60-100 кВт электричества.

Но можно прибегнуть и к химическому осушению. В таком варианте специальные добавки вводят в почву из автогудронатора. Температура должна составлять от 50 до 80 градусов. Контроль объема добавок проводят при помощи индикаторной бумаги. Электрическое осушение применяют, когда надо улучшить характеристики плохо отдающего воду грунта. Речь идет о почвах, сложенных из глины, ила либо суглинков, коэффициент фильтрации которых составляет менее 1 м за сутки.

Если глина не является основным компонентом почвы, применяют обжиг (термическое осушение). Бурят скважину, куда заводят перфорированную трубу из жаропрочных марок стали. По трубе гонят горячий воздух. Избыток влаги испаряется, и глина спекается. Тепло получают при использовании местного топлива.

Силикатизация идет так:

берут жидкое стекло или его растворы;

нагнетают эти растворы по трубам;

после окаменения почвы трубы извлекают.

Армирование

Для искусственного упрочнения земли на наклонном участке или на подмываемой территории могут использовать свайные и траншейные стены. Также иногда применяют «свайные поля». Но есть и много других методов:

использование сетки из полимера, геотекстиля;

ленты из геотекстиля.

Подбор варианта определяется:

инженерно-геологической характеристикой площадки;

требовательностью к качеству подложки;

срочностью и важностью работ.

Часто встречающиеся ошибки

Какой бы метод ни был выбран, придется работать очень тщательно и четко. Так, при использовании свай нагрузку надо передавать строго вертикально. Малейшее отклонение в сторону — и эффективность работы резко падает.

Обязательно надо проанализировать указания нормативных документов, изучить характеристики грунта в конкретном месте. Невнимание к нормативам, игнорирование геологоразведки крайне вредны.

Также регулярно встречаются такие промахи:

применение устаревшей техники;

плохой подбор приспособлений и реактивов;

отсутствие инженерного контроля за рабочим процессом, особенно за послойным уплотнением почвы;

неверная концентрация вяжущей смеси;

несоблюдение температурных ограничений;

несоблюдение временных рамок технологического процесса;

плохой выбор подходящего метода.

Подробнее о цементации грунтов смотрите далее.


Методы укрепления грунтов при индивидуальном строительстве

Не каждому человеку, мечтающему о постройке собственного дома, удается получить под застройку хороший участок. Чаще приходится строить там, где «отведут». При этом геологические свойства грунтов обычно неизвестны.

Для согласования строительства дома приходится заказывать изыскательские работы, после проведения которых нередко оказывается, участок располагается на слабых грунтах и нуждается в предварительной подготовке по ряду причин, среди которых часто встречаются следующие:

  • грунт склонен к подвижкам;
  • грунт сыпучий;
  • малая несущая способность грунта;
  • высокий уровень грунтовых вод.

Строить дом на таких грунтах можно, но высока вероятность, что в процессе его эксплуатации могут возникнуть нежелательные явления вроде осадки фундамента, которая неизбежно вдет к нарушению режима нормальной работы всех остальных несущих конструкций здания.

Какие шаги нужно предпринять в такой ситуации? Лучшим способом решения проблемы слабого грунта является его укрепление.

Способы укрепления грунтов

Есть достаточно много способов укрепить грунт на участке. Некоторые больше пригодны для строительных организаций, так как требуют очень серьезных затрат. Другие применяют и при частном строительстве.

Наиболее известные способы качественного укрепления грунтов:

  • цементация грунта;
  • битумизация;
  • силикатизация;
  • термическое укрепление грунта;
  • механический;
  • электрохимический;
  • электрический.

Это далеко не самый полный перечень. Решение об использовании конкретного способа принимается на основании исходных свойств грунтов и требований к конечному результату. Наибольшее значение при этом имеют такие свойства грунта как: водопроницаемость, однородность, скорость фильтрационного потока и других характерных особенностей грунтов.

К примеру, инъектированию химическим растворами хорошо поддаются несвязные, кавернозные и трещиноватые грунты, коэффициент фильтрации которых достаточно высок.

А вот для глинистых и иловатых почв этот способ неприемлем ввиду низкой проницаемости. Такие грунты подлежат уплотнению либо электрохимическим способом, либо медленным обжатием.

Водонасыщенные и влажные пески можно быстро уплотнить, используя вибрацию, трамбование и песчаные сваи. Если же нужно усилить фундаменты существующих зданий, расположенных на подобных грунтах, то лучше использовать силикатизацию или цементацию. Это объясняется тем, что сотрясения, связанные с механическим уплотнением грунта здесь недопустимы.

Читайте также:  Как снять со стен старые обои

Тугопластичные и лессовые грунты проще всего укрепить путем обжига или используя грунтовые сваи.

При небольшой толщине слабых грунтов целесообразно использовать грунтовые подушки.

Более подробно о некоторых способах

Цементация проводится инъекционным способом, заключающимся в нагнетании в грунт под давлением цементирующих растворов. Цементация может быть простой и струйной.

В первом случае грунт перемешивают с цементным раствором с помощью специального механизма. Это недорогой способ укрепления грунтов в тех местах, где они переувлажнены.

Струйная цементация является более совершенным способом. Работа проводится в 3 этапа:

  1. бурение скважин;
  2. оборудование их перфорированными металлическими трубами;
  3. нагнетание скрепляющих растворов.

Вид цементной смеси зависит от свойств грунта и сроков схватывания и твердения цемента.

Битумизация грунта также производится через заранее пробуренные скважины, в которые опускают трубу-инъектор, через которую в скважину поступает битум под давлением около 8 атомосфер.

Битумизация чаще всего используется в качестве вспомогательного метода при цементации грунтов.

Битум может подаваться как горячим (200 – 220 градусов), так и холодным. Холодный используют для заполнения особо тонких трещин.

Силикатизация используется для придания грунтам водонепроницаемости и прочности. Она проводится аналогично первым двум способам с помощью бурения скважин или установки инъектров.

Через них в грунт нагнетают клеящее вещество в виде водного раствора. Чаще всего это силикат натрия. После застывания раствора образуется твердый и однородный массив грунта.

Этот способ позволяет создать как отдельные закрепленные участки грунта, так и сплошной грунтовый массив.

Клей используется вместе с отвердителем, который может закачиваться в грунт как после введения клея, так и одновременно с ним. Одновременное введение повышает вязкость раствора и требует более быстрого закачивания.

В качестве отвердителя используют следующие вещества:

  • раствор ортофосфорной кислоты — 78%;
  • раствор хлористого кальция – 32%;
  • алюминат натрия;
  • растворы фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислоты;
  • углекислый газ.

Этот способ позволяет закрепить грунт на все время существования здания. Полученное основание сохраняет твердость даже при воздействии воды, богатой агрессивными химическим компонентами. Этот метод хорошо стабилизирует почву, но грунт становится менее морозостойким.

Термический способ используется для укрепления просадочных лессовых грунтов. При этом происходит обжиг грунта раскаленным газом, вследствие чего происходит распад карбонатов и образование новых цементирующих грунт связей. Грунт теряет способность набухать и становится водостойким и морозустойчивым.

Газ с температурой 600 – 800 градусов подается в стальную трубу, погруженную в грунт. Прогрев происходит за счет циркуляции нагретого газа, подаваемого в трубу под давлением.

Электрический и электрохимический способы очень похожи и основаны на использовании электросмоса. В первом случае осушение происходит вследствие движения воды от одного полюса к другому.

Во втором дополнительно используют химические вещества, делающие движение воды более быстрым и точным. Этот вариант более энергоемкий и затратный применяется для осушения пылеватых, водонасыщенных и илистых грунтов.

Механический способ имеет несколько разновидностей:

  • вытрамбовывание котлованов;
  • устройство грунтовых свай или подушек.

Вытрамбовывание котлована производят при помощи крана, на стреле которого подвешена тяжелая трамбовка. Этот способ несложен и не требует замены грунта основания.

Грунтовая подушка. Если слабый грунт имеет незначительную мощность, то его вынимают и заменяют более плотным, который лучше распределяет давление от фундамента. Этот замененный грунт носит название «подушка».

Грунтовые сваи. Сначала в почву забивают сваю-лидер. Затем ее вынимают и заполняют скважину грунтом, который послойно уплотняется.

При подготовке участка для индивидуального строительства чаще всего используют механические способы укрепления грунта, а также цементацию, силикатизацию и битумизацию в зависимости от результата проведенных геологических изысканий.

Для качественного проведения работ лучше использовать услуги специалистов, оснащенных необходимым оборудованием и материалами. Самостоятельное проведение таких работ не позволяет укрепить грунт на необходимую глубину.

Методы укрепления грунтов при строительстве

В ходе реконструкции или строительства зданий и сооружений может возникнуть проблема недостаточно прочного грунта. Слабое грунтовое основание может не выдержать нагрузки от тяжелой постройки, поскольку оно принимает на себя весь вес.

Все грунты можно условно разделить на стабильные и нестабильные. Стабильные грунты представляют собой плотный сухой слой, способный выдержать любые нагрузки от фундамента или дороги. Нестабильный грунт требует осушения и уплотнения до необходимых критериев.

Методы укрепления грунта:

1. Механический.

Механический метод укрепления грунта подразумевает внедрение в основание высокопрочных изделий, таких как сваи или другие материалы (щебень), а также уплотнение с помощью утрамбовки или вибрирования.

2. Укрепление сваями из железобетона.

Смысл такого метода заключается в том, что прочная свая проходит через слой нестабильного грунта и упирается в плотный слой. Таким образом, нагрузка передается вертикально по свае. Она же удерживается за счет трения самого грунта о свою поверхность. Данный метод требует наличия дорогостоящего и громоздкого оборудования и достаточно большой строительной площадки.

Сваи могут быть:

  • набивные – забиваются в грунт с предварительным бурением или сразу;
  • буронабивные – в осадную трубу заливают жидкий бетон;
  • вдавленные – погружаются в грунт машиной-домкратом.

3. Укрепление грунтовыми сваями.

Для создания грунтовых свай бурят отверстие, в которое засыпается смесь из гранулометрического заполнителя разной фракции. Сваи трамбуются послойно и считаются наиболее дешевыми и экологичными по сравнению с обычными железобетонными.

4. Утрамбовка, вибрация или замена грунтовой подушки.

Такие методы используют при небольшой толщине слоя с заданными свойствами. Утрамбовку производят катком (гладким или кулачковым), виброплитами или другим оборудованием с вибрацией. Все пылеватые грунты с песком трамбуют с применением воды. Такой метод наиболее оптимален для строительства дорог, аэродромов и прочих объектов с большой площадью. Если же данный метод по каким-то причинам применить невозможно, то строители извлекают слой слабого грунта и меняют его на прочный.

5. Цементация и инъекции в грунт.

Суть метода сводится к приданию грунту определенных свойств за счет добавления цемента в структуру.

Цементация представляет собой перемешивание грунта с раствором цемента. Для этого применяется шнековый бур с пустой штангой (отверстием по всей длине). Во время работы шнека через отверстие подается цемент, который перемешивается с грунтом. Такой метод недорогой и эффективный, поэтому его часто применяют во влажных грунтах.

6. Струйная цементация.

При струйной цементации раствор подается по трубке под высоким давлением. Таким образом, одновременно пробивается место для «инъекции», а раствор смешивается с грунтом. Для реализации этого способа необходима специфическая строительная техника.

Струйная и механическая цементация подходит для усиленных грунтов, на которых уже построены здания. Для работы в стесненных условиях строители используют компактные установки для цементных инъекций («джет-сваи»), которые можно вводить вертикально и под углом. Все работы происходят в ускоренном темпе и относительно бесшумно.

7. Укрепление плоскости грунта для дорожного полотна.

При обустройстве дороги используют комбинированные способы укрепления грунта под полотно, поскольку на протяжении дорожной линии он обладает разными свойствами. Чаще всего дорожные строители используют механический метод укрепления и утрамбовки поверхности.

8. Смешивание с природными гранулами.

При помощи добавления гранул в грунт можно изменить его свойства. Гранулометрический или другой наполнитель значительно повышает прочность основания. В зависимости от состояния грунта для стабилизации добавляют природные материалы: песок, щебень, глину, гравий и суглинок. Такой метод недорогой и экологичный, поскольку для повышения плотности не нужны химические компоненты. Процесс перемешивания грунта происходит в шнековом бункере.

9. Смешивание с минеральными вяжущими компонентами.

Самый известный способ – это известкование. Оно уменьшает липкость и пластичность глинистого грунта и делает его более устойчивым к размоканию. Но у метода есть существенный недостаток – небольшая морозостойкость. Как правило, известкование грунта используют при подготовке нижнего слоя подушки.

10. Смешивание грунта с органическим вяжущим компонентом.

Этот метод мало отличается от известкования, но здесь в качестве добавки используют смолу, битум, деготь или жидкую эмульсию. Эффект от использования вяжущих компонентов схож с предыдущим методом. Но материалы для такого уплотнения будут стоить существенно дороже. К тому же, они проявляют агрессивное воздействие на окружающую среду. По этой причине данный метод практически не используется. Строители предпочитают недорогие и проверенные способы уплотнения грунта. Иногда для повышения прочности достаточно укрепить участок дороги при помощи обычного мотокультиватора.

11. Осушение грунта

Одним из основных факторов слабого грунта может быть высокая влажность и наличие воды в составе. Если удалить лишнюю влагу, грунтовое основание станет более плотным.

12. Обжиг или термическое укрепление.

Такой метод очень эффективен при работе с глинистым грунтом. В заранее пробуренную скважину погружают перфорированную трубу из огнеупорной стали и в нее подают горячий газ. Лишняя влага полностью испаряется, а сама глина запекается. Особенностью метода можно назвать тот факт, что для разогрева газов используется природное топливо в виде угля или дров.

13. Смешивание грунта с химическим раствором.

Самый простой метод – это силикатирование. Он заключается в добавлении жидкого стекла в грунт с помощью раствора. Раствор нагнетают в заранее пробуренную скважину по трубам, которые потом извлекают. После такой подготовки грунт окаменевает. Но недостатком такого метода является низкая морозоустойчивость, быстрое затвердение материала и достаточно ограниченная область применения. Причем, в зависимости от состава грунта требуется определенный раствор химических реагентов для силикатирования.

14. Электрический метод.

Для укрепления используют электроосмос, в котором движение воды происходит от «плюса» к «минусу». Этот метод подходит для обезвоживания влажного грунта.

15. Электрохимическое укрепление.

Данный метод основан на добавлении в грунт химических растворов в определенных точках. Это энергоемкий процесс, нуждающийся в больших затратах электроэнергии. При хорошем уровне знаний дорожных специалистов электрохимический способ (с применением осмоса) можно использовать для постоянного отведения воды от фундамента.

16. Армирование.

При создании откосов или оформлении берегов при ландшафтном дизайне используется армирование полимерными конструкциями. Армирование одинаково эффективно на ровных или наклонных поверхностях дороги.

17. Георешетка.

Решетка для укрепления грунта представляет собой трехмерную конструкцию из перфорированных лент. Она придает хорошую прочность и удерживает грунт во всех плоскостях. Для этого в соты решетки засыпают мелкий наполнитель или обыкновенный грунт. Для утрамбовки его проливают водой. Толщина армированного слоя грунта обычно колеблется в пределах 10-25 см.

18. Геотекстиль.

Метод используют для многослойной подготовки грунтового основания. Геотекстиль из прочного материала пропускает воду, но не позволяет другим слоям перемешиваться между собой. Таким образом он распределяет нагрузку между слоями.

19. Геосетка.

С помощью геосетки можно растянуть нагрузку на грунтовое основание. Сетку применяют довольно редко в качестве арматуры тонкого слоя и при сочетании с другими материалами.

20. Засев травой.

Метод декоративного укрепления откосов с помощью засева склонов травой очень эффективен при крутизне не более 1 к 1,5 м. При засеве грунт уплотняют механическим способом на не затапливаемых откосах. Выросшая трава хорошо предотвращает процесс эрозии и размывания почвы.

На приусадебных участках часто используют сочетание армированной технологии с засевом травой. С помощью сетки создаются интересные и оригинальные конструкции, в которые утрамбовывается грунт с семенами. Таким образом, можно создать невероятные ландшафтные формы и сохранить природную чистоту грунта.

Методы укрепления грунтов

о время реконструкции или строительства зданий часто возникает проблема слабого грунта. Узнаем о различных методах его укрепления грунта.

При реконструкции зданий и строительстве новых сооружений часто возникает проблема слабого грунта. Такое основание может не выдержать нагрузок от постройки. Сегодня в нашей статье речь пойдёт о различных методах его укрепления.

Читайте также:  Установка межкомнатных дверей в гипсокартонную перегородку

Укрепление грунта

  • Механический метод
    • Укрепление железобетонными сваями
    • Грунтовые сваи
    • Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта
  • Цементация и инъекции
    • Механическое перемешивание грунта с цементно-песчаным раствором (цементация)
    • Струйная цементация
  • Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)
    • Смешивание с природными гранулами
    • Смешивание с минеральными вяжущими
    • Смешивание грунта с органическими вяжущими
  • Осушение грунтов
    • Термическое закрепление или обжиг
    • Химический метод — смешивание грунта с химрастворами
    • Электрический метод
    • Электрохимический способ
  • Армирование
    • Георешётка
    • Геотекстиль
    • Геосетка
    • Засев травой

Грунт — это слой, который воспринимает на себя сумму всех нагрузок от сооружения. Условно все грунты можно разделить на стабильные и нестабильные. Стабильный — достаточно плотный и сухой для того, чтобы без специальной подготовки выдержать нагрузки от фундамента или дороги. Нестабильный требует предварительных работ по осушению и уплотнению.

Механический метод

Подразумевает под собой внедрение отдельных высокопрочных изделий (свай) или материалов (грунт, щебень), а также уплотнение без изменения структуры (трамбовка/вибрирование).

Укрепление железобетонными сваями

Смысл заключается в том, что длинная свая проходит слой слабого грунта и упирается в более плотный. Нагрузка передаётся по свае вертикально. Также она удерживается за счёт трения грунта о поверхность сваи. По методу погружения сваи бывают набивные (забиваются в грунт с предварительным бурением или без), буронабивные (жидкий бетон заливается в обсадную трубу, погружённую в грунт) и сваи вдавливания (погружаются специальной машиной-домкратом). Метод требует применения громоздкого и дорогостоящего оборудования и большой стройплощадки.

Грунтовые сваи

В заранее пробуренное отверстие засыпается подготовленная смесь из гранулометрического заполнителя разных фракций. Трамбуется послойно. Эффект сравним с ж/б сваями, но гораздо дешевле и экологичнее.

Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта

Используют при сравнительно небольшой требуемой толщине слоя заданных свойств. Производится трамбовка катками (кулачковыми и гладкими), виброплитами и прочим оборудованием с вибрацией или без. Пылеватые пески трамбуют с водой. Метод оптимален при строительстве аэродромов, дорог и других объектов большой площади. При невозможности применения метода слой слабого грунта извлекают и заменяют на более прочный.

Цементация и инъекции

Суть сводится к приданию грунту желаемых свойств за счёт добавления в его состав цемента.

Механическое перемешивание грунта с цементно-песчаным раствором (цементация)

Применяют специальный шнековый бур с полой штангой, имеющей отверстия по длине. Через них подаётся цементный раствор одновременно с работой шнека, и происходит его перемешивание с грунтом. Метод сравнительно дешёвый и проверенный. Применяется в основном во влажных грунтах.

Струйная цементация

Отдельно стоит отметить современный подход к классике: струйную цементацию. Цементный раствор подаётся по трубе под очень высоким давлением, одновременно пробивая место для инъекции и смешиваясь с грунтом. Требует применения специальной техники.

Механическая и струйная цементация вполне применимы для усиления грунтов, на которых уже стоят здания, даже в стеснённых условиях. Для этого используют компактные установки для инъекций (так называемые джет-сваи). Их можно вводить как вертикально, так и под углом. Работы проводятся быстро, относительно бесшумно и подходят для городских улиц.

Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)

При строительстве сплошных покрытий применяют комбинированные методы укрепления грунтов. Из-за своей протяжённости по местности такие объекты могут охватывать значительные территории, и, соответственно, различный состав основания. Приведённые ниже способы всегда используют в сочетании с механическим укреплением.

Смешивание с природными гранулами

Изменение свойств при помощи добавления гранулометрического или иного заполнителя. В зависимости от состояния грунта для его стабилизации применяют разные природные материалы: щебень, гравий, песок, глину, суглинки. Метод сравнительно дешёвый и экологичный, не требует химических компонентов. Перемешивание происходит в специальном шнековом бункере.

Смешивание с минеральными вяжущими

Известкование — метод, известный с давних времён. Уменьшает пластичность и липкость глинистых грунтов, делает их более стойкими к размоканию. Из недостатков — низкая морозостойкость. Используют при подготовке основных (нижних) слоёв дорог.

Смешивание грунта с органическими вяжущими

По принципу не отличается от описанных выше. В качестве добавки используют различные смолы, битумы, дёгти твёрдые и жидкие эмульсии. Эффект и область применения также примерно совпадают. Из особенностей стоит отметить высокую стоимость органического материала (или его синтетического заменителя) и агрессивность этих компонентов по отношению к природной среде. Поэтому данный метод сегодня практически не применяют.

Из трёх описанных технологий на практике самостоятельно можно применить первые два. Легкодоступные и относительно недорогие компоненты и элементарная технология перемешивания делают их востребованными и сегодня. Вполне реально укрепить участок грунтовой дороги или придворовую территорию при помощи обычного мотокультиватора.

Осушение грунтов

Одним из основных факторов слабости грунтов является наличие в их составе воды. Удаление влаги из них приводит к значительному уплотнению и устранению текучести.

Термическое закрепление или обжиг

Эффективно для грунтов с содержанием глины. В пробуренную скважину погружается перфорированная труба из жаропрочной стали. Затем по ней подаются разогретые газы (горячий воздух). Лишняя влага испаряется, а в глине происходит эффект запекания. Особенность данного метода: для разогрева газов можно использовать местное топливо: уголь, дрова.

Химический метод — смешивание грунта с химрастворами

Самый распространённый из них — силикатирование (силикатизация). Очень «широкий» метод, заключается в добавлении в состав грунта жидкого стекла и его растворов. Его нагнетают по заранее проложенным трубам, которые затем извлекают. В результате такой подготовки грунт окаменевает. Недостатки — всё та же низкая морозостойкость, быстрое твердение материала, ограниченная область применения. В зависимости от состава самого грунта, подбирают и химреагенты раствора для работы.

Электрический метод

В этом случае используют явление электроосмоса. Происходит движение воды от «плюса» к «минусу». Эффективен для обезвоживания грунтов.

Схема установки для обезвоживания грунтов методом электроосмоса: 1 — скважина с вставленным в неё металлическим фильтром; 2 — глубинный насос; 3 — генератор постоянного тока; 4 — металлический стержень

Электрохимический способ

Применение электроосмоса с добавлением химрастворов в заранее просчитанные области поля. Это делается для облегчения прохода воды сквозь слои и придания движению нужного направления. Энергоёмкий процесс, требующий значительных затрат элекроэнергии.

При достаточном уровне знаний и наличии необходимых элементов, электроосмос возможно собрать в домашних условиях. Подробные инструкции по сборке содержатся в технических справочниках. Электроосмос также применяют в качестве постоянного водоотвода фундаментов.

Армирование

При устройстве откосов, оформлении берегов и создании ландшафтов часто используют современный метод: армирование полимерными конструктивными элементами. Он эффективен как на ровных горизонтальных поверхностях (дороги, пешеходные дорожки), так и при наличии наклона.

Георешётка

Как правило, это трёхмерная конструкция, состоящая из полимерных перфорированных лент. Очень прочная сотовая конструкция позволяет удерживать движение во всех плоскостях. В соты просто засыпается любой мелкий заполнитель или местный грунт. Не требует трамбовки, уплотнение производится проливом воды. Толщина слоя 10–25 см.

Геотекстиль

Применяют при устройстве многослойных подготовок. Это многослойное полимерное полотно, по сути дела, высокопрочный фильтр. Он пропускает воду, но не позволяет слоям смешиваться. В то же время, обладая изрядной прочностью, он распределяет нагрузку между слоями. Область применения геотекстиля: дорожное строительство, сельское и городское хозяйство.

Геосетка

Воспринимает растягивающие нагрузки. В грунтах применяется редко, используется в качестве арматуры тонкого слоя и в сочетании с другими полимерными материалами.

Засев травой

Декоративный способ укрепления откосов от осыпания (крутизна не более 1:1,5). Траву высевают на уплотнённые механическим способом незатапливаемые откосы. Предотвращает размывы и эрозию.

На приусадебном участке армировочным элементам цены нет. С их помощью становится возможным создание самых фантастических ландшафтных конструкций. Они также позволяют создавать (привозные) плодородные слои для растений. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Как укрепить грунт на наклонном участке – надежные способы и практические советы

Не все собственники земельных наделов считают, что уклон участка – недостаток, а кому-то даже нравится такое разнообразие ландшафта. Тем более что существует много методик действительно декоративного оформления площадей, характеризующихся наличием скатов. Но независимо от предпочтений и точек зрения, никто не станет спорить с тем, что наклонные участки территории нуждаются в укреплении грунта.

Почему? Без проведения таких защитных мероприятий есть риск частичных смещений (а то и образования оползней, особенно во время обильных осадков), эрозии почвы. Вот и разберемся, что и как можно сделать для укрепления, и какие материалы для этого понадобятся.

При незначительной крутизне

Самый простой и дешевый способ – высадка растительности. Корневая система деревьев надежно укрепит грунт и предотвратит малейшие его подвижки. Нужно только правильно подобрать породу и составить оптимальную схему посадки для конкретного участка. Кроме деревьев, эффективную защиту от оползней обеспечивают и некоторые кустарники.

В пример можно привести таких представителей флоры, как кизильник, спирею, барбарис, розу плетистую – выбор довольно большой. Одновременно с укреплением почвы кустарниковые насаждения могут играть роль живой изгороди и служить дополнительным украшением участка.

Но стоит учитывать, что любое дерево вмиг не вырастет. Для «оперативного усиления» почвы используются травы, которые разрастаются достаточно быстро, образуя сплошной зеленый ковер. И хотя их корни не такие уж и мощные, но если учесть общее количество этих «ниточек», то понятно, что они образуют надежную естественную армирующую сетку.

А вот какую траву выбрать, рекомендации единой нет – нужно ориентироваться на местные условия (состав грунта, климат в регионе и тому подобное). Можно почитать статью о многолетних растениях. Наиболее распространенные варианты – солнцецвет, плющ, зверобой (крупный), барвинок.

В некоторых случаях целесообразно на поверхности земли смонтировать изделие, которое известно в продаже как «газонная решетка», и уже потом заняться посадкой травы. Приведенная схема монтажа пояснений не требует – все довольно просто.

При больших углах уклона

Все перечисленные ниже способы более трудоемкие, а некоторые требуют и определенных финансовых затрат. Они применяются в тех случаях, когда крутизна участка значительная, или высадка растений (даже при небольшом скате) нецелесообразна (или нежелательна, невозможна) по какой-либо причине.

  • Все искусственные элементы, которые используются для укрепления почвы, должны быть надежно зафиксированы в грунте, иначе такая работа теряет всякий смысл.
  • Конструктивное исполнение защиты может быть разным, но необходимо ориентироваться не только на срок службы материалов, но и на ремонтопригодность этого искусственного сооружения. Следовательно, не стоит слепо копировать методику укрепления склона у соседей или знакомых. Полезные советы – дело хорошее, но все участки имеют какие-то свои особенности. Вот это и нужно учитывать в первую очередь.

Опорные стенки

Для их обустройства можно использовать различные материалы – валуны; плиты ж/б; бревна, трубы или швеллера (в виде частокола или с интервалом и установленной между опорами сеткой). Если смысл понятен, то подобрать соответствующие образцы несложно. На рисунках показаны некоторые варианты.

Чтобы исключить вымывание грунта потоками жидкости при интенсивных осадках, вверху желательно поставить лотки, которые будут собирать и перенаправлять воду в дренажную систему. Вот одна из примерных схем.

Укрепление геотекстилем

  • Материал эластичный, поэтому легко укладывается (подробнее о характеристиках геотекстиля).
  • Служит хорошей защитой корневой системы растительности от низких температур.
  • Исключает смешивание слоев почвы при затоплении участка.
Читайте также:  Отвод воды с участка

Габионы

Представляют собой решетчатые маты, которые заполняются различными материалами – камнем, щебнем, кирпичным боем, строительным мусором и тому подобное. Об этих конструкциях очень хорошо и подробно рассказывается здесь.

Объемные георешетки

Такие изделия на рынке сравнительно недавно, но уже успели доказать свою эффективность. Они напоминают габионы, только выполнены не из нитей, а из лент (полимерных). Такая особенность конструкции позволяет использовать георешетки для наполнения более массивными фракциями.

Альпинарий

Если он правильно обустроен, то может служить не только украшением сада, но и надежной защитой грунта от смещений. Подробная инструкция по устройству альпинария есть на нашем сайте.

Другие способы укрепления грунта

Есть более сложные способы, реализация которых потребует и использование специнструмента, и значительных материальных затрат. Они применяются значительно реже, так как вышеперечисленных методик, как правило, вполне достаточно для укрепления почвы на небольших участках. Поэтому лишь обозначим некоторые из них, хотя в реальности методик значительно больше – осушка, укрепление известкованием и ряд других.

Установка свай

Такой способ применяется в основном на больших площадях. Как вариант – сваи грунтовые. По этой методике сначала в земле высверливается шурф, а после его очистки внутрь засыпается материал твердых фракций, порционно. При этом каждый слой «засыпки» хорошо уплотняется. Данная методика может быть использована и на небольшом (например, дачном) участке, если грунт не каменистый и работу можно выполнить ручным буром.

Цементация

Здесь вариантов несколько – простая и струйная. Смысл – перемешать верхний слой почвы с цементом, тем самым укрепив его. Насколько это целесообразно на садовом участке, решать вам, уважаемый читатель.

Если местность имеет довольно сложный рельеф, то стоит использовать несколько способов, в комплексе.

Способы укрепления грунтов

Перестраивание уже существующих, равно как и возведение новых зданий и сооружений может быть затруднено из-за грунта, не выдерживающего проектную нагрузку. В общем, здание может запросто опуститься или уйти в сторону, покоситься из-за основы, требующей доработки.

Закрепить грунт – значило бы усилить его удерживающую предстоящие нагрузки от дорабатываемых или возводимых “с нуля” зданий. Именно на него ложится вес не только здания, но и людей, техники, разместившихся внутри него. Кроме этого, в процессе деятельности людей, а также погодных условий, сейсмической активности здание также может существенно менять момент силы тяжести, действующей на всё тот же грунт, где оно стоит.

Стабильный грунт достаточно плотен и сух для предстоящей нагрузки от здания (или дороги с автомобилями). Возводимый объект не уйдёт в сторону, не ухудшатся его характеристики на протяжении ряда лет, для эксплуатации в течение которых он разрабатывался. А вот нестабильный грунт нуждается в дополнительном усилении, первейшие задачи для преобразования которого – уплотнение и осушение.

Механический метод

Здесь отдельно взятые сваи, либо заполнение при помощи щебня и дополнительного грунта, которым уплотняют “посадочное место”, достигаются пределы характеристик, влияющих на надёжность строения. Применяются трамбовка и вибрация, позволяющие уплотнить грунт настолько, чтобы здание или сооружение стояло незыблемо.

Если используются сваи из железобетона, то изделие достаточной длины проходит рыхлый грунт и достигает значительно более плотного. При этом сила тяжести направлена строго вниз, а сами сваи держатся также за счёт трения покоя грунта о саму сваю. Сваи погружаются за счёт обжимания (при помощи домкрата с тяжеловесом), либо путём забивания их в грунт (в т. ч. и с предварительным высверливанием посадочного места под каждую из них), либо в пробитое отверстие погружается заливная труба, после чего пустое пространство в пределах последней заполняется арматурой и бетоном (буронабивные). Использование домкрата – самый дорогостоящий способ: здесь не обойтись без особых спецмашин и значительного увеличения территории, на которой размещается спецтехника. При использовании грунтовых свай в проделанный канал добавляется наполнитель с разной зернистостью, при этом прочность не уступает сваям из ЖБИ, однако удаётся заметно сократить издержки на закладку свай.

Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта

Заглубление грунтовых подушек выполняют, когда суммарная толщина уплотняемого слоя за счёт этого обретёт допустимые значения своих рабочих параметров. Утрамбовывание грунта выполняется при помощи сглаженных и кулачковых катков, вибрационных плит и иными средствами как с применением вибрации, так и без неё. Запылённый песок, в котором содержатся частицы глины, трамбуется при обязательном орошении. Грунтовые подушки оправдывают себя при возведении полотна для аэродромов, дорог и иных объектов, занимающих много места. Если подушечное грунтование невозможно, вынимают весь рыхлый грунт и заменяют его на более плотный.

Цементация и инъекции

Основная задача – затвердить грунт за счёт введения в его состав цемента и песка. Для введения цемента и песка в нужных пропорциях в грунт применяется шнек-бур с пустой внутри штангой, по всей протяжённости которой насверлены специальные отверстия. Через эти дырки провкачивается цементный раствор, при этом шнек продолжает сверлить каналы, в результате грунт перемешивается с этой субстанцией. Это оправдывает себя там, где грунт смочен, а сам способ достаточно дёшев.

Струйная цементация

Предыдущий, вышеописанный способ претерпел модернизацию: песчано-цементная смесь прокачивается через трубу под повышенным давлением, что позволяет, кроме перемешивания, высвободить пространство для дальнейшего введения раствора. Здесь используются спецмашины, создающие давление в сотни атмосфер.

Оба метода по цементованию используются для основания, на котором строение уже возведено – даже при весьма ограниченно пространстве, где рядом стоят соседние здания и сооружения. В таком случае применяются джетовые сваи – специальные установки для введения цементной смеси, возможно работать и под разными углами. При этом работа достаточно бесшумна, что позволяет работать в условиях современной мегаполисной застройки.

Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)

Строительство сплошных покрытий основано на использовании составных способов по укреплению грунта. Строя сплошные перекрытия, стройкомпании сталкиваются с их значительными габаритами на прилегающем ландшафте, а состав грунта при этом может значительно измениться по мере продвижения стройки в разные стороны.

Смешивание с природными гранулами

В грунте могут содержаться и гранулометрические включения естественного происхождения. Учитывая это, в состав наполнителя добавляются различные компоненты – от щебня до супеси или суглинка. Этот способ достаточно низкобюджетен, здесь не применяется всевозможная промышленная химия, загрязняющая окружающую среду. Смешивание осуществляется при помощи шнек-бункера.

Смешивание с минеральными вяжущими

Обогащение известковыми включениями – наиболее простой и давний метод. Снижается при этом пластичность и залипание при работе с глиной, при этом грунт размочить становится труднее. Минус – неприспособленность к лютым морозам, оттого и применяется в основном для создания основы для автодорог.

Смешивание грунта с органическими вяжущими

Вместо минеральных включений в дело вступают органические – в основном смола или битум, дёготь или эмульсия. Но органика достаточно доростояща – особенно та, что получают из нефти. К тому же нефтепродукты значительно загрязняют окружающую среду. Собственно, по этой причине органическое заполнение практически покинуло рынок услуг по грунтованию основ, закладываемых под здания.

Итак, смешивание грунтовой основы с неорганическими включениями под силу использовать каждому, кто взялся укрепить часть прилегающей к двору, дому или дороге территории. Для реализации этого этапа используют мотокультиватор.

Осушение грунтов

Грунт может расползаться из-за наличия большого количества воды в его составе. Та же глина или суглинок запросто протечёт в сторону, это приведёт к тому, чтоконструкция попросту покосится. Для уплотнения грунта и устранения его излишней течки, а также для возврата на свое место то, что уже оттекло в сторону, применяют осушение грунта.

Термическое закрепление или обжиг

Термофиксация или обжиг проявит себя в грунте, где содержится изрядное количество глины или суглинка. В проделанный при помощи бура ход опускается труба с многочисленными отверстиями, изготовленная из особой тугоплавкой стали. Через неё прокачивается горячий воздух. При этом избыток влаги тут же улетучивается, а сама глина попросту спекается. В качестве теплоносителя применяется уголь, дрова или иной источник тепловой энергии.

Химический метод – смешивание грунта с химрастворами

Одним из наиболее “ходовых” является насыщение грунта силикатными соединениями. В грунт закачивают жидкое стекло и его растворы. Для этого в грунте заглубляют специальные трубы, это приводит к образованию грунтовой окаменелости. Такой метод не избавлен от низкой устойчивости к минусовой температуре, да и его массовое использование крайне затруднено из-за чрезвычайно быстрого затвердевания образующегося грунтового материала. Компоненты для стеклообразной субстанции в зависимости от состава грунта тщательно подбирают: малейшее несоответствие реагентов его точному составу – и оканенение такого грунта окажется неполным, что в итоге не решит задачу с надлежащим результатом.

Электрический метод

В грунт заглубляют электроды, на которые подаётся досаточно высокое напряжение, – чтобы пошёл устойчивый процесс. При этом молекулы воды передвигаются от анода к катоду – процесс электрического осмоса, а грунт в результате теряет значительное количество воды. Установка включает в себя:

  • проход с заглубленным металлофильтром;
  • заглублённый насос;
  • источник постоянного тока;
  • металлические стержни.

Электрохимический способ

Электрический осмос дополняется специальными реактивами, вводимыми в предварительно определённые зоны территории, грунт на которой приводится в устойчивое состояние. При этом вода легче и быстрее минует очищаемые от неё грунтовые слои, а движение её молекул осуществляется в требуемом направлении. Энергопотребление при таком способе очистки грунта существенно возрастает – вещества являются электролитами.

Зная чётко, какие процессы требуются для достижения электроосмотического эффекта, установку можно собрать и в домашних условиях. Электроосмотическим методом также осушают уже сооружённый фундамент здания.

Армирование

Обустраивая откосы, придавая берегу реки или водоёма нужные свойства и очертания, существенном изменении всех видов ландшафта, применяется армирование грунта при помощи полимерных конструкций. Он одинаково хорошо подходит для выравниваемых до идеального состояния горизонталных объектов (автодороги, тротуары), но не менее хорош и для создания наклонных поверхностей. Арматура из пластика – малозаменимое средство: она позволяет создать практически любой ландшафт, на первый взгляд невероятный в имеющихся условиях, а также даёт возможность обустроить посевной участок для любой “окультуренной” садово-огородной растительности с применением чернозёма, поставляемого отдельно.

Георешётка

Георешётка представляет собой трёхмерный каркас, сбитый их пластиковых перфолент. Она состоит из своеобразных сот, препятствующих движению грунта в любом из направлений. В пространство, отграничиваемое георешёткой, помещается лбой твёрдый наполнитель или грунт, только что вытащенный и дополнительно уплотняемый. Утрамбовывать грунт в геосетке особо не следует – для этого достаточно как следует пропитать его водой. Трамбуемая толщина составляет до четверти метра.

Геотекстиль

Фильтрующее свойство геотекстиля позволяет пропустить воду, при этом не давая слоям грунта смешаться. Материя выдерживает значительное усилие, приходящееся при строительстве дорог и сооружений на слои грунта. Геотекстиль позволяет равномерно разграничить величину нагрузки между разными слоями грунта.

Геосетка

Этот метод чувствителен к растяжению, оттого в грунте почти не используется. Но геосетка нашла своё применение для усиления тонких слоёв, к тому же без совместного использования с пластиковыми включениями иного назначения вряд ли применима.

Засев травой

Всякая растительность держит корнями грунт. Чтобы он не осыпался, допустимо просто засеять его любой травой, применяемой в качестве газонной. Однако такая растительность вряд ли выживет в местах, где откос постоянно и значительно затоплен. Тем не менее, при ливнях трава защитит откос от размытия.

Ссылка на основную публикацию

Эффективные методы укрепления грунта

Как укрепить грунт?

При строительстве иногда требует усиливать основание под объектами. Но тут все гораздо сложнее, чем кажется со стороны, и существует даже немало вариантов такой работы. Пора разобраться, как укрепить грунт, зачем это вообще нужно, и какие ошибки обычно допускают проектировщики, строители.

Для чего и где применяется?

Вовсе не обязательно стабилизация и закрепление почвенных пластов используются перед постройкой многоквартирного дома, офисного центра или другого серьезного сооружения. Такие манипуляции требуются и в ряде других случаев. Укрепительные мероприятия выполняются при возведении земляных работ (точнее, при проведении земляных работ) такого рода:

прокладка дороги (автомобильной или железной);

установка линии электропередач, инфраструктуры связи;

сохранение рельефа в особо охраняемых природных зонах;

профилактика размыва особо важных объектов, подмыва фундамента различных сооружений.

Укрепительные работы проявляют свою актуальность не только на этапе строительства. В ряде населенных пунктов оползание, потеря стабильности почвы, размывание ее водоемами или талыми водами обнаруживаются через несколько десятилетий. Если этот процесс не остановить, конечные потери будут непропорционально велики по сравнению с сиюминутной экономией. Мало того, в ряде случаев можно опасаться масштабных разрушений и даже серьезных человеческих жертв.

И напоследок стоит упомянуть такой случай необходимого укрепления, как поддержание садового участка или поля, расположенного на склоне.

Способы укрепления грунтов

Механические

Эти виды повышения прочности грунта появились раньше других вариантов. Их использовали, пусть и на примитивном уровне, еще столетия назад. Но сегодня благодаря научно-техническим достижениям возможности строителей многократно возросли. Так или иначе, «механика» основана на сооружении различных блоков и конструкций, удерживающих почвенные пласты на месте.

Шпунтовые ограждения — достаточно дорогой вариант решения проблемы. Его применяют главным образом, когда надо разработать выемку или углубление в насыщенных водой земляных слоях поблизости от уже созданных объектов. Шпунты вводят в пласт прежде, чем начнут разрабатывать выемку. Если это условие не соблюдается, стабильного состояния почвы достичь невозможно.

Иначе устроено консольное крепление. Его делают из особых стоек, то есть свай. Эти опоры погружают нижней частью глубже, чем будет планируемая выемка. Сваи поддерживают доски или щиты, которые будут принимать давление грунта.

Такой прием рекомендуют использовать, если выемка будет не глубже 5 м. При большей глубине надо применять консольно-распорное крепление. Распорки ставят в верхней части стоек.

Цементация, инъекции

Довольно часто для повышения прочности грунтовых слоев пользуются цементом и некоторыми другими типами строительных растворов. Подобное решение оправдано тем, что оно может применяться даже при глубинном характере трещин или полостей. Нагнетаемый раствор уходит на необходимую глубину и застывает там, создавая прочную механическую пробку. Одновременно таким образом сокращают сжимаемость грунтов и их водопроницаемость. Подача раствора или цементного «молока» происходит через заранее забитые полые сваи.

Цементация нужна, чтобы закрепить пески с крупным и средним размером зерна. Но этот же метод подойдет и для склонных к растрескиванию скальных пород. Цементные растворы закачивают при помощи инъекторов. Величина трещины и количество пор песка прямо влияют на пропорцию цемента и воды. Иногда к раствору добавляют инертные материалы. Радиус закрепления зависит от разновидности обрабатываемых грунтов. Скалистую почву закрепляют как минимум на 1,2-1,5 м. Если почвы сложены крупным песком, этот показатель составит от 0,5 до 0,75 м. Песок средней крупности цементируют на 0,3-0,5 м. Процедуру ведут по методу нисходящих зон.

Нагнетать раствор прекращают, как только достигнута целевая величина поглощения.

Дорожное строительство

При сооружении дорог и других транспортных магистралей (объектов) часто укрепление грунтов связано с минеральными вяжущими веществами. Такие методики были отработаны еще в XIX веке. В середине ХХ столетия в нашей стране провели массу исследований, позволивших поднять эффективность процедуры в несколько раз. Сегодня на территории развитых государств дорожное строительство не обходится без укрепления почвы. Исключения крайне редки и связаны с особо благоприятными условиями. Грамотное использование минеральных вяжущих:

сокращает общие расходы на 15% как минимум;

позволяет быстрее закончить строительство;

увеличивает промежуток между капитальными ремонтами;

позволяет обойтись меньшей толщиной покрытия;

понижает насыщение обработанных грунтов;

увеличивает стойкость к морозу, переменному увлажнению и понижению влажности.

При современном уровне технологии смешивать компоненты можно непосредственно на строящейся дороге. Техника уверенно работает как с жидкими, так и с порошкообразными компонентами. Если условия стеснены или грунт очень специфичен, не позволяет пройти тяжелой технике, применяются навесные аппараты. Самое распространенное в нашей стране минеральное вяжущее — классический портландцемент. Но будущее все равно принадлежит точному подбору рецептуры, а не упражнениям с дозировкой привычных компонентов.

Стоит отметить, что грунты могут укреплять не только неорганическими, но и органическими вяжущими веществами. Способ смешивания и методы применения практически не отличаются. Уплотнение производится самоходными катками на пневматическом ходу. Довольно широко практикуется, например, внесение синтетических смол.

Специалисты выяснили, что подобные вещества застывают на морозе, если подвергаются еще воздействию различных кислот.

Опытным путем установили, что быстрее всего закрепить грунт помогает применение водного раствора соляной кислоты в концентрации 5%. Фактическую крепость грунта определяют концентрация смол и исходный гранулометрический состав. Раствор кислоты нагнетают в скважину раньше, чем смолу. Опытные работы показали, что после насыщения смолами прочность грунтов может составлять 30-50 кг на 1 кв. см. Но это не конечный результат, потому что исследовательские работы идут крайне активно. В ряде ситуаций для усиления почв пользуются известью. Она может применяться как сама по себе, так и в связке с другими веществами. Методика такова:

проблемные места профилируют ручным способом (в больших масштабах помогает грейдер);

гранулируют почву ручными культиваторами;

поливают известковым раствором;

вновь культивируют нужный участок;

утрамбовывают его (после этого можно даже отказаться от покрытия).

Стабилизированный подобным образом грунт не размягчается даже при бурных осадках или весной. На нем долго не растет бурьян. Количество затрачиваемого труда многократно меньше, чем при использовании каменных блоков или настилов из дерева. Метод подходит для усиления грунтов не только на дорогах, но и под частную жилую застройку. При этом сокращается сложность строительства фундамента, уменьшаются суммарные строительные расходы.

Но при строительстве в больших масштабах требуется уже не какое-то одно решение, пусть даже применение проверенного реагента «Консолид» или другой испытанной марки, а комплексное упрочнение грунта. Чаще всего речь идет об использовании смесей органических и неорганических вяжущих, к которым примешивают и определенные добавки.

Практика показывает, что обработка почвенных пластов смесью битумов, извести, дегтей и цемента обеспечивает превосходные показатели:

стойкости к холоду;

стойкости к нагреву и перепаду температур;

Начинают с обработки грунта известью либо цементом. Их непременно увлажняют. Образующийся гидрат кальциевой окиси гарантирует сцепление глины и коллоидных частиц. Чем больше глины содержится в почве, тем эффективнее введение извести.

Уплотнение грунта, укрепляемого в смеси с цементом или известью, производят в первые 2 часа после окончательного размешивания смеси.

Осушение

Но в ряде случаев применение различных материалов оказывается недостаточно эффективно. Дело в том, что добиться успеха мешает чрезмерное увлажнение почв. На глинистых, пылящих и илистых грунтах эффективно оказывается электрохимическое осушение. В грунт снаружи и внутри фундамента защищаемого здания закладывают электроды трубчатой формы (анод и катод соответственно). Дистанция между электродами с одним полюсом должна составлять от 0,8 до 1 м.

Анодный электрод используют для подачи соляных растворов. Повышение градиента скоростей достигается откачиванием грунтовых вод из катода. Применяют постоянный ток напряжением от 100 до 120 В. Закрепить 1 м3 грунта можно при затрате 60-100 кВт электричества.

Но можно прибегнуть и к химическому осушению. В таком варианте специальные добавки вводят в почву из автогудронатора. Температура должна составлять от 50 до 80 градусов. Контроль объема добавок проводят при помощи индикаторной бумаги. Электрическое осушение применяют, когда надо улучшить характеристики плохо отдающего воду грунта. Речь идет о почвах, сложенных из глины, ила либо суглинков, коэффициент фильтрации которых составляет менее 1 м за сутки.

Если глина не является основным компонентом почвы, применяют обжиг (термическое осушение). Бурят скважину, куда заводят перфорированную трубу из жаропрочных марок стали. По трубе гонят горячий воздух. Избыток влаги испаряется, и глина спекается. Тепло получают при использовании местного топлива.

Силикатизация идет так:

берут жидкое стекло или его растворы;

нагнетают эти растворы по трубам;

после окаменения почвы трубы извлекают.

Армирование

Для искусственного упрочнения земли на наклонном участке или на подмываемой территории могут использовать свайные и траншейные стены. Также иногда применяют «свайные поля». Но есть и много других методов:

использование сетки из полимера, геотекстиля;

ленты из геотекстиля.

Подбор варианта определяется:

инженерно-геологической характеристикой площадки;

требовательностью к качеству подложки;

срочностью и важностью работ.

Часто встречающиеся ошибки

Какой бы метод ни был выбран, придется работать очень тщательно и четко. Так, при использовании свай нагрузку надо передавать строго вертикально. Малейшее отклонение в сторону — и эффективность работы резко падает.

Обязательно надо проанализировать указания нормативных документов, изучить характеристики грунта в конкретном месте. Невнимание к нормативам, игнорирование геологоразведки крайне вредны.

Также регулярно встречаются такие промахи:

применение устаревшей техники;

плохой подбор приспособлений и реактивов;

отсутствие инженерного контроля за рабочим процессом, особенно за послойным уплотнением почвы;

неверная концентрация вяжущей смеси;

несоблюдение температурных ограничений;

несоблюдение временных рамок технологического процесса;

плохой выбор подходящего метода.

Подробнее о цементации грунтов смотрите далее.


Методы укрепления грунтов при индивидуальном строительстве

Не каждому человеку, мечтающему о постройке собственного дома, удается получить под застройку хороший участок. Чаще приходится строить там, где «отведут». При этом геологические свойства грунтов обычно неизвестны.

Для согласования строительства дома приходится заказывать изыскательские работы, после проведения которых нередко оказывается, участок располагается на слабых грунтах и нуждается в предварительной подготовке по ряду причин, среди которых часто встречаются следующие:

  • грунт склонен к подвижкам;
  • грунт сыпучий;
  • малая несущая способность грунта;
  • высокий уровень грунтовых вод.

Строить дом на таких грунтах можно, но высока вероятность, что в процессе его эксплуатации могут возникнуть нежелательные явления вроде осадки фундамента, которая неизбежно вдет к нарушению режима нормальной работы всех остальных несущих конструкций здания.

Какие шаги нужно предпринять в такой ситуации? Лучшим способом решения проблемы слабого грунта является его укрепление.

Способы укрепления грунтов

Есть достаточно много способов укрепить грунт на участке. Некоторые больше пригодны для строительных организаций, так как требуют очень серьезных затрат. Другие применяют и при частном строительстве.

Наиболее известные способы качественного укрепления грунтов:

  • цементация грунта;
  • битумизация;
  • силикатизация;
  • термическое укрепление грунта;
  • механический;
  • электрохимический;
  • электрический.

Это далеко не самый полный перечень. Решение об использовании конкретного способа принимается на основании исходных свойств грунтов и требований к конечному результату. Наибольшее значение при этом имеют такие свойства грунта как: водопроницаемость, однородность, скорость фильтрационного потока и других характерных особенностей грунтов.

К примеру, инъектированию химическим растворами хорошо поддаются несвязные, кавернозные и трещиноватые грунты, коэффициент фильтрации которых достаточно высок.

А вот для глинистых и иловатых почв этот способ неприемлем ввиду низкой проницаемости. Такие грунты подлежат уплотнению либо электрохимическим способом, либо медленным обжатием.

Водонасыщенные и влажные пески можно быстро уплотнить, используя вибрацию, трамбование и песчаные сваи. Если же нужно усилить фундаменты существующих зданий, расположенных на подобных грунтах, то лучше использовать силикатизацию или цементацию. Это объясняется тем, что сотрясения, связанные с механическим уплотнением грунта здесь недопустимы.

Читайте также:  Отвод воды с участка

Тугопластичные и лессовые грунты проще всего укрепить путем обжига или используя грунтовые сваи.

При небольшой толщине слабых грунтов целесообразно использовать грунтовые подушки.

Более подробно о некоторых способах

Цементация проводится инъекционным способом, заключающимся в нагнетании в грунт под давлением цементирующих растворов. Цементация может быть простой и струйной.

В первом случае грунт перемешивают с цементным раствором с помощью специального механизма. Это недорогой способ укрепления грунтов в тех местах, где они переувлажнены.

Струйная цементация является более совершенным способом. Работа проводится в 3 этапа:

  1. бурение скважин;
  2. оборудование их перфорированными металлическими трубами;
  3. нагнетание скрепляющих растворов.

Вид цементной смеси зависит от свойств грунта и сроков схватывания и твердения цемента.

Битумизация грунта также производится через заранее пробуренные скважины, в которые опускают трубу-инъектор, через которую в скважину поступает битум под давлением около 8 атомосфер.

Битумизация чаще всего используется в качестве вспомогательного метода при цементации грунтов.

Битум может подаваться как горячим (200 – 220 градусов), так и холодным. Холодный используют для заполнения особо тонких трещин.

Силикатизация используется для придания грунтам водонепроницаемости и прочности. Она проводится аналогично первым двум способам с помощью бурения скважин или установки инъектров.

Через них в грунт нагнетают клеящее вещество в виде водного раствора. Чаще всего это силикат натрия. После застывания раствора образуется твердый и однородный массив грунта.

Этот способ позволяет создать как отдельные закрепленные участки грунта, так и сплошной грунтовый массив.

Клей используется вместе с отвердителем, который может закачиваться в грунт как после введения клея, так и одновременно с ним. Одновременное введение повышает вязкость раствора и требует более быстрого закачивания.

В качестве отвердителя используют следующие вещества:

  • раствор ортофосфорной кислоты — 78%;
  • раствор хлористого кальция – 32%;
  • алюминат натрия;
  • растворы фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислоты;
  • углекислый газ.

Этот способ позволяет закрепить грунт на все время существования здания. Полученное основание сохраняет твердость даже при воздействии воды, богатой агрессивными химическим компонентами. Этот метод хорошо стабилизирует почву, но грунт становится менее морозостойким.

Термический способ используется для укрепления просадочных лессовых грунтов. При этом происходит обжиг грунта раскаленным газом, вследствие чего происходит распад карбонатов и образование новых цементирующих грунт связей. Грунт теряет способность набухать и становится водостойким и морозустойчивым.

Газ с температурой 600 – 800 градусов подается в стальную трубу, погруженную в грунт. Прогрев происходит за счет циркуляции нагретого газа, подаваемого в трубу под давлением.

Электрический и электрохимический способы очень похожи и основаны на использовании электросмоса. В первом случае осушение происходит вследствие движения воды от одного полюса к другому.

Во втором дополнительно используют химические вещества, делающие движение воды более быстрым и точным. Этот вариант более энергоемкий и затратный применяется для осушения пылеватых, водонасыщенных и илистых грунтов.

Механический способ имеет несколько разновидностей:

  • вытрамбовывание котлованов;
  • устройство грунтовых свай или подушек.

Вытрамбовывание котлована производят при помощи крана, на стреле которого подвешена тяжелая трамбовка. Этот способ несложен и не требует замены грунта основания.

Грунтовая подушка. Если слабый грунт имеет незначительную мощность, то его вынимают и заменяют более плотным, который лучше распределяет давление от фундамента. Этот замененный грунт носит название «подушка».

Грунтовые сваи. Сначала в почву забивают сваю-лидер. Затем ее вынимают и заполняют скважину грунтом, который послойно уплотняется.

При подготовке участка для индивидуального строительства чаще всего используют механические способы укрепления грунта, а также цементацию, силикатизацию и битумизацию в зависимости от результата проведенных геологических изысканий.

Для качественного проведения работ лучше использовать услуги специалистов, оснащенных необходимым оборудованием и материалами. Самостоятельное проведение таких работ не позволяет укрепить грунт на необходимую глубину.

Методы укрепления грунтов при строительстве

В ходе реконструкции или строительства зданий и сооружений может возникнуть проблема недостаточно прочного грунта. Слабое грунтовое основание может не выдержать нагрузки от тяжелой постройки, поскольку оно принимает на себя весь вес.

Все грунты можно условно разделить на стабильные и нестабильные. Стабильные грунты представляют собой плотный сухой слой, способный выдержать любые нагрузки от фундамента или дороги. Нестабильный грунт требует осушения и уплотнения до необходимых критериев.

Методы укрепления грунта:

1. Механический.

Механический метод укрепления грунта подразумевает внедрение в основание высокопрочных изделий, таких как сваи или другие материалы (щебень), а также уплотнение с помощью утрамбовки или вибрирования.

2. Укрепление сваями из железобетона.

Смысл такого метода заключается в том, что прочная свая проходит через слой нестабильного грунта и упирается в плотный слой. Таким образом, нагрузка передается вертикально по свае. Она же удерживается за счет трения самого грунта о свою поверхность. Данный метод требует наличия дорогостоящего и громоздкого оборудования и достаточно большой строительной площадки.

Сваи могут быть:

  • набивные – забиваются в грунт с предварительным бурением или сразу;
  • буронабивные – в осадную трубу заливают жидкий бетон;
  • вдавленные – погружаются в грунт машиной-домкратом.

3. Укрепление грунтовыми сваями.

Для создания грунтовых свай бурят отверстие, в которое засыпается смесь из гранулометрического заполнителя разной фракции. Сваи трамбуются послойно и считаются наиболее дешевыми и экологичными по сравнению с обычными железобетонными.

4. Утрамбовка, вибрация или замена грунтовой подушки.

Такие методы используют при небольшой толщине слоя с заданными свойствами. Утрамбовку производят катком (гладким или кулачковым), виброплитами или другим оборудованием с вибрацией. Все пылеватые грунты с песком трамбуют с применением воды. Такой метод наиболее оптимален для строительства дорог, аэродромов и прочих объектов с большой площадью. Если же данный метод по каким-то причинам применить невозможно, то строители извлекают слой слабого грунта и меняют его на прочный.

5. Цементация и инъекции в грунт.

Суть метода сводится к приданию грунту определенных свойств за счет добавления цемента в структуру.

Цементация представляет собой перемешивание грунта с раствором цемента. Для этого применяется шнековый бур с пустой штангой (отверстием по всей длине). Во время работы шнека через отверстие подается цемент, который перемешивается с грунтом. Такой метод недорогой и эффективный, поэтому его часто применяют во влажных грунтах.

6. Струйная цементация.

При струйной цементации раствор подается по трубке под высоким давлением. Таким образом, одновременно пробивается место для «инъекции», а раствор смешивается с грунтом. Для реализации этого способа необходима специфическая строительная техника.

Струйная и механическая цементация подходит для усиленных грунтов, на которых уже построены здания. Для работы в стесненных условиях строители используют компактные установки для цементных инъекций («джет-сваи»), которые можно вводить вертикально и под углом. Все работы происходят в ускоренном темпе и относительно бесшумно.

7. Укрепление плоскости грунта для дорожного полотна.

При обустройстве дороги используют комбинированные способы укрепления грунта под полотно, поскольку на протяжении дорожной линии он обладает разными свойствами. Чаще всего дорожные строители используют механический метод укрепления и утрамбовки поверхности.

8. Смешивание с природными гранулами.

При помощи добавления гранул в грунт можно изменить его свойства. Гранулометрический или другой наполнитель значительно повышает прочность основания. В зависимости от состояния грунта для стабилизации добавляют природные материалы: песок, щебень, глину, гравий и суглинок. Такой метод недорогой и экологичный, поскольку для повышения плотности не нужны химические компоненты. Процесс перемешивания грунта происходит в шнековом бункере.

9. Смешивание с минеральными вяжущими компонентами.

Самый известный способ – это известкование. Оно уменьшает липкость и пластичность глинистого грунта и делает его более устойчивым к размоканию. Но у метода есть существенный недостаток – небольшая морозостойкость. Как правило, известкование грунта используют при подготовке нижнего слоя подушки.

10. Смешивание грунта с органическим вяжущим компонентом.

Этот метод мало отличается от известкования, но здесь в качестве добавки используют смолу, битум, деготь или жидкую эмульсию. Эффект от использования вяжущих компонентов схож с предыдущим методом. Но материалы для такого уплотнения будут стоить существенно дороже. К тому же, они проявляют агрессивное воздействие на окружающую среду. По этой причине данный метод практически не используется. Строители предпочитают недорогие и проверенные способы уплотнения грунта. Иногда для повышения прочности достаточно укрепить участок дороги при помощи обычного мотокультиватора.

11. Осушение грунта

Одним из основных факторов слабого грунта может быть высокая влажность и наличие воды в составе. Если удалить лишнюю влагу, грунтовое основание станет более плотным.

12. Обжиг или термическое укрепление.

Такой метод очень эффективен при работе с глинистым грунтом. В заранее пробуренную скважину погружают перфорированную трубу из огнеупорной стали и в нее подают горячий газ. Лишняя влага полностью испаряется, а сама глина запекается. Особенностью метода можно назвать тот факт, что для разогрева газов используется природное топливо в виде угля или дров.

13. Смешивание грунта с химическим раствором.

Самый простой метод – это силикатирование. Он заключается в добавлении жидкого стекла в грунт с помощью раствора. Раствор нагнетают в заранее пробуренную скважину по трубам, которые потом извлекают. После такой подготовки грунт окаменевает. Но недостатком такого метода является низкая морозоустойчивость, быстрое затвердение материала и достаточно ограниченная область применения. Причем, в зависимости от состава грунта требуется определенный раствор химических реагентов для силикатирования.

14. Электрический метод.

Для укрепления используют электроосмос, в котором движение воды происходит от «плюса» к «минусу». Этот метод подходит для обезвоживания влажного грунта.

15. Электрохимическое укрепление.

Данный метод основан на добавлении в грунт химических растворов в определенных точках. Это энергоемкий процесс, нуждающийся в больших затратах электроэнергии. При хорошем уровне знаний дорожных специалистов электрохимический способ (с применением осмоса) можно использовать для постоянного отведения воды от фундамента.

16. Армирование.

При создании откосов или оформлении берегов при ландшафтном дизайне используется армирование полимерными конструкциями. Армирование одинаково эффективно на ровных или наклонных поверхностях дороги.

17. Георешетка.

Решетка для укрепления грунта представляет собой трехмерную конструкцию из перфорированных лент. Она придает хорошую прочность и удерживает грунт во всех плоскостях. Для этого в соты решетки засыпают мелкий наполнитель или обыкновенный грунт. Для утрамбовки его проливают водой. Толщина армированного слоя грунта обычно колеблется в пределах 10-25 см.

18. Геотекстиль.

Метод используют для многослойной подготовки грунтового основания. Геотекстиль из прочного материала пропускает воду, но не позволяет другим слоям перемешиваться между собой. Таким образом он распределяет нагрузку между слоями.

19. Геосетка.

С помощью геосетки можно растянуть нагрузку на грунтовое основание. Сетку применяют довольно редко в качестве арматуры тонкого слоя и при сочетании с другими материалами.

20. Засев травой.

Метод декоративного укрепления откосов с помощью засева склонов травой очень эффективен при крутизне не более 1 к 1,5 м. При засеве грунт уплотняют механическим способом на не затапливаемых откосах. Выросшая трава хорошо предотвращает процесс эрозии и размывания почвы.

На приусадебных участках часто используют сочетание армированной технологии с засевом травой. С помощью сетки создаются интересные и оригинальные конструкции, в которые утрамбовывается грунт с семенами. Таким образом, можно создать невероятные ландшафтные формы и сохранить природную чистоту грунта.

Методы укрепления грунтов

о время реконструкции или строительства зданий часто возникает проблема слабого грунта. Узнаем о различных методах его укрепления грунта.

При реконструкции зданий и строительстве новых сооружений часто возникает проблема слабого грунта. Такое основание может не выдержать нагрузок от постройки. Сегодня в нашей статье речь пойдёт о различных методах его укрепления.

Читайте также:  Реставрация ванны своими руками

Укрепление грунта

  • Механический метод
    • Укрепление железобетонными сваями
    • Грунтовые сваи
    • Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта
  • Цементация и инъекции
    • Механическое перемешивание грунта с цементно-песчаным раствором (цементация)
    • Струйная цементация
  • Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)
    • Смешивание с природными гранулами
    • Смешивание с минеральными вяжущими
    • Смешивание грунта с органическими вяжущими
  • Осушение грунтов
    • Термическое закрепление или обжиг
    • Химический метод — смешивание грунта с химрастворами
    • Электрический метод
    • Электрохимический способ
  • Армирование
    • Георешётка
    • Геотекстиль
    • Геосетка
    • Засев травой

Грунт — это слой, который воспринимает на себя сумму всех нагрузок от сооружения. Условно все грунты можно разделить на стабильные и нестабильные. Стабильный — достаточно плотный и сухой для того, чтобы без специальной подготовки выдержать нагрузки от фундамента или дороги. Нестабильный требует предварительных работ по осушению и уплотнению.

Механический метод

Подразумевает под собой внедрение отдельных высокопрочных изделий (свай) или материалов (грунт, щебень), а также уплотнение без изменения структуры (трамбовка/вибрирование).

Укрепление железобетонными сваями

Смысл заключается в том, что длинная свая проходит слой слабого грунта и упирается в более плотный. Нагрузка передаётся по свае вертикально. Также она удерживается за счёт трения грунта о поверхность сваи. По методу погружения сваи бывают набивные (забиваются в грунт с предварительным бурением или без), буронабивные (жидкий бетон заливается в обсадную трубу, погружённую в грунт) и сваи вдавливания (погружаются специальной машиной-домкратом). Метод требует применения громоздкого и дорогостоящего оборудования и большой стройплощадки.

Грунтовые сваи

В заранее пробуренное отверстие засыпается подготовленная смесь из гранулометрического заполнителя разных фракций. Трамбуется послойно. Эффект сравним с ж/б сваями, но гораздо дешевле и экологичнее.

Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта

Используют при сравнительно небольшой требуемой толщине слоя заданных свойств. Производится трамбовка катками (кулачковыми и гладкими), виброплитами и прочим оборудованием с вибрацией или без. Пылеватые пески трамбуют с водой. Метод оптимален при строительстве аэродромов, дорог и других объектов большой площади. При невозможности применения метода слой слабого грунта извлекают и заменяют на более прочный.

Цементация и инъекции

Суть сводится к приданию грунту желаемых свойств за счёт добавления в его состав цемента.

Механическое перемешивание грунта с цементно-песчаным раствором (цементация)

Применяют специальный шнековый бур с полой штангой, имеющей отверстия по длине. Через них подаётся цементный раствор одновременно с работой шнека, и происходит его перемешивание с грунтом. Метод сравнительно дешёвый и проверенный. Применяется в основном во влажных грунтах.

Струйная цементация

Отдельно стоит отметить современный подход к классике: струйную цементацию. Цементный раствор подаётся по трубе под очень высоким давлением, одновременно пробивая место для инъекции и смешиваясь с грунтом. Требует применения специальной техники.

Механическая и струйная цементация вполне применимы для усиления грунтов, на которых уже стоят здания, даже в стеснённых условиях. Для этого используют компактные установки для инъекций (так называемые джет-сваи). Их можно вводить как вертикально, так и под углом. Работы проводятся быстро, относительно бесшумно и подходят для городских улиц.

Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)

При строительстве сплошных покрытий применяют комбинированные методы укрепления грунтов. Из-за своей протяжённости по местности такие объекты могут охватывать значительные территории, и, соответственно, различный состав основания. Приведённые ниже способы всегда используют в сочетании с механическим укреплением.

Смешивание с природными гранулами

Изменение свойств при помощи добавления гранулометрического или иного заполнителя. В зависимости от состояния грунта для его стабилизации применяют разные природные материалы: щебень, гравий, песок, глину, суглинки. Метод сравнительно дешёвый и экологичный, не требует химических компонентов. Перемешивание происходит в специальном шнековом бункере.

Смешивание с минеральными вяжущими

Известкование — метод, известный с давних времён. Уменьшает пластичность и липкость глинистых грунтов, делает их более стойкими к размоканию. Из недостатков — низкая морозостойкость. Используют при подготовке основных (нижних) слоёв дорог.

Смешивание грунта с органическими вяжущими

По принципу не отличается от описанных выше. В качестве добавки используют различные смолы, битумы, дёгти твёрдые и жидкие эмульсии. Эффект и область применения также примерно совпадают. Из особенностей стоит отметить высокую стоимость органического материала (или его синтетического заменителя) и агрессивность этих компонентов по отношению к природной среде. Поэтому данный метод сегодня практически не применяют.

Из трёх описанных технологий на практике самостоятельно можно применить первые два. Легкодоступные и относительно недорогие компоненты и элементарная технология перемешивания делают их востребованными и сегодня. Вполне реально укрепить участок грунтовой дороги или придворовую территорию при помощи обычного мотокультиватора.

Осушение грунтов

Одним из основных факторов слабости грунтов является наличие в их составе воды. Удаление влаги из них приводит к значительному уплотнению и устранению текучести.

Термическое закрепление или обжиг

Эффективно для грунтов с содержанием глины. В пробуренную скважину погружается перфорированная труба из жаропрочной стали. Затем по ней подаются разогретые газы (горячий воздух). Лишняя влага испаряется, а в глине происходит эффект запекания. Особенность данного метода: для разогрева газов можно использовать местное топливо: уголь, дрова.

Химический метод — смешивание грунта с химрастворами

Самый распространённый из них — силикатирование (силикатизация). Очень «широкий» метод, заключается в добавлении в состав грунта жидкого стекла и его растворов. Его нагнетают по заранее проложенным трубам, которые затем извлекают. В результате такой подготовки грунт окаменевает. Недостатки — всё та же низкая морозостойкость, быстрое твердение материала, ограниченная область применения. В зависимости от состава самого грунта, подбирают и химреагенты раствора для работы.

Электрический метод

В этом случае используют явление электроосмоса. Происходит движение воды от «плюса» к «минусу». Эффективен для обезвоживания грунтов.

Схема установки для обезвоживания грунтов методом электроосмоса: 1 — скважина с вставленным в неё металлическим фильтром; 2 — глубинный насос; 3 — генератор постоянного тока; 4 — металлический стержень

Электрохимический способ

Применение электроосмоса с добавлением химрастворов в заранее просчитанные области поля. Это делается для облегчения прохода воды сквозь слои и придания движению нужного направления. Энергоёмкий процесс, требующий значительных затрат элекроэнергии.

При достаточном уровне знаний и наличии необходимых элементов, электроосмос возможно собрать в домашних условиях. Подробные инструкции по сборке содержатся в технических справочниках. Электроосмос также применяют в качестве постоянного водоотвода фундаментов.

Армирование

При устройстве откосов, оформлении берегов и создании ландшафтов часто используют современный метод: армирование полимерными конструктивными элементами. Он эффективен как на ровных горизонтальных поверхностях (дороги, пешеходные дорожки), так и при наличии наклона.

Георешётка

Как правило, это трёхмерная конструкция, состоящая из полимерных перфорированных лент. Очень прочная сотовая конструкция позволяет удерживать движение во всех плоскостях. В соты просто засыпается любой мелкий заполнитель или местный грунт. Не требует трамбовки, уплотнение производится проливом воды. Толщина слоя 10–25 см.

Геотекстиль

Применяют при устройстве многослойных подготовок. Это многослойное полимерное полотно, по сути дела, высокопрочный фильтр. Он пропускает воду, но не позволяет слоям смешиваться. В то же время, обладая изрядной прочностью, он распределяет нагрузку между слоями. Область применения геотекстиля: дорожное строительство, сельское и городское хозяйство.

Геосетка

Воспринимает растягивающие нагрузки. В грунтах применяется редко, используется в качестве арматуры тонкого слоя и в сочетании с другими полимерными материалами.

Засев травой

Декоративный способ укрепления откосов от осыпания (крутизна не более 1:1,5). Траву высевают на уплотнённые механическим способом незатапливаемые откосы. Предотвращает размывы и эрозию.

На приусадебном участке армировочным элементам цены нет. С их помощью становится возможным создание самых фантастических ландшафтных конструкций. Они также позволяют создавать (привозные) плодородные слои для растений. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Способы укрепления грунтов

Перестраивание уже существующих, равно как и возведение новых зданий и сооружений может быть затруднено из-за грунта, не выдерживающего проектную нагрузку. В общем, здание может запросто опуститься или уйти в сторону, покоситься из-за основы, требующей доработки.

Закрепить грунт – значило бы усилить его удерживающую предстоящие нагрузки от дорабатываемых или возводимых “с нуля” зданий. Именно на него ложится вес не только здания, но и людей, техники, разместившихся внутри него. Кроме этого, в процессе деятельности людей, а также погодных условий, сейсмической активности здание также может существенно менять момент силы тяжести, действующей на всё тот же грунт, где оно стоит.

Стабильный грунт достаточно плотен и сух для предстоящей нагрузки от здания (или дороги с автомобилями). Возводимый объект не уйдёт в сторону, не ухудшатся его характеристики на протяжении ряда лет, для эксплуатации в течение которых он разрабатывался. А вот нестабильный грунт нуждается в дополнительном усилении, первейшие задачи для преобразования которого – уплотнение и осушение.

Механический метод

Здесь отдельно взятые сваи, либо заполнение при помощи щебня и дополнительного грунта, которым уплотняют “посадочное место”, достигаются пределы характеристик, влияющих на надёжность строения. Применяются трамбовка и вибрация, позволяющие уплотнить грунт настолько, чтобы здание или сооружение стояло незыблемо.

Если используются сваи из железобетона, то изделие достаточной длины проходит рыхлый грунт и достигает значительно более плотного. При этом сила тяжести направлена строго вниз, а сами сваи держатся также за счёт трения покоя грунта о саму сваю. Сваи погружаются за счёт обжимания (при помощи домкрата с тяжеловесом), либо путём забивания их в грунт (в т. ч. и с предварительным высверливанием посадочного места под каждую из них), либо в пробитое отверстие погружается заливная труба, после чего пустое пространство в пределах последней заполняется арматурой и бетоном (буронабивные). Использование домкрата – самый дорогостоящий способ: здесь не обойтись без особых спецмашин и значительного увеличения территории, на которой размещается спецтехника. При использовании грунтовых свай в проделанный канал добавляется наполнитель с разной зернистостью, при этом прочность не уступает сваям из ЖБИ, однако удаётся заметно сократить издержки на закладку свай.

Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта

Заглубление грунтовых подушек выполняют, когда суммарная толщина уплотняемого слоя за счёт этого обретёт допустимые значения своих рабочих параметров. Утрамбовывание грунта выполняется при помощи сглаженных и кулачковых катков, вибрационных плит и иными средствами как с применением вибрации, так и без неё. Запылённый песок, в котором содержатся частицы глины, трамбуется при обязательном орошении. Грунтовые подушки оправдывают себя при возведении полотна для аэродромов, дорог и иных объектов, занимающих много места. Если подушечное грунтование невозможно, вынимают весь рыхлый грунт и заменяют его на более плотный.

Цементация и инъекции

Основная задача – затвердить грунт за счёт введения в его состав цемента и песка. Для введения цемента и песка в нужных пропорциях в грунт применяется шнек-бур с пустой внутри штангой, по всей протяжённости которой насверлены специальные отверстия. Через эти дырки провкачивается цементный раствор, при этом шнек продолжает сверлить каналы, в результате грунт перемешивается с этой субстанцией. Это оправдывает себя там, где грунт смочен, а сам способ достаточно дёшев.

Струйная цементация

Предыдущий, вышеописанный способ претерпел модернизацию: песчано-цементная смесь прокачивается через трубу под повышенным давлением, что позволяет, кроме перемешивания, высвободить пространство для дальнейшего введения раствора. Здесь используются спецмашины, создающие давление в сотни атмосфер.

Читайте также:  Практический опыт того, что делать, если вас «затопили» соседи

Оба метода по цементованию используются для основания, на котором строение уже возведено – даже при весьма ограниченно пространстве, где рядом стоят соседние здания и сооружения. В таком случае применяются джетовые сваи – специальные установки для введения цементной смеси, возможно работать и под разными углами. При этом работа достаточно бесшумна, что позволяет работать в условиях современной мегаполисной застройки.

Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)

Строительство сплошных покрытий основано на использовании составных способов по укреплению грунта. Строя сплошные перекрытия, стройкомпании сталкиваются с их значительными габаритами на прилегающем ландшафте, а состав грунта при этом может значительно измениться по мере продвижения стройки в разные стороны.

Смешивание с природными гранулами

В грунте могут содержаться и гранулометрические включения естественного происхождения. Учитывая это, в состав наполнителя добавляются различные компоненты – от щебня до супеси или суглинка. Этот способ достаточно низкобюджетен, здесь не применяется всевозможная промышленная химия, загрязняющая окружающую среду. Смешивание осуществляется при помощи шнек-бункера.

Смешивание с минеральными вяжущими

Обогащение известковыми включениями – наиболее простой и давний метод. Снижается при этом пластичность и залипание при работе с глиной, при этом грунт размочить становится труднее. Минус – неприспособленность к лютым морозам, оттого и применяется в основном для создания основы для автодорог.

Смешивание грунта с органическими вяжущими

Вместо минеральных включений в дело вступают органические – в основном смола или битум, дёготь или эмульсия. Но органика достаточно доростояща – особенно та, что получают из нефти. К тому же нефтепродукты значительно загрязняют окружающую среду. Собственно, по этой причине органическое заполнение практически покинуло рынок услуг по грунтованию основ, закладываемых под здания.

Итак, смешивание грунтовой основы с неорганическими включениями под силу использовать каждому, кто взялся укрепить часть прилегающей к двору, дому или дороге территории. Для реализации этого этапа используют мотокультиватор.

Осушение грунтов

Грунт может расползаться из-за наличия большого количества воды в его составе. Та же глина или суглинок запросто протечёт в сторону, это приведёт к тому, чтоконструкция попросту покосится. Для уплотнения грунта и устранения его излишней течки, а также для возврата на свое место то, что уже оттекло в сторону, применяют осушение грунта.

Термическое закрепление или обжиг

Термофиксация или обжиг проявит себя в грунте, где содержится изрядное количество глины или суглинка. В проделанный при помощи бура ход опускается труба с многочисленными отверстиями, изготовленная из особой тугоплавкой стали. Через неё прокачивается горячий воздух. При этом избыток влаги тут же улетучивается, а сама глина попросту спекается. В качестве теплоносителя применяется уголь, дрова или иной источник тепловой энергии.

Химический метод – смешивание грунта с химрастворами

Одним из наиболее “ходовых” является насыщение грунта силикатными соединениями. В грунт закачивают жидкое стекло и его растворы. Для этого в грунте заглубляют специальные трубы, это приводит к образованию грунтовой окаменелости. Такой метод не избавлен от низкой устойчивости к минусовой температуре, да и его массовое использование крайне затруднено из-за чрезвычайно быстрого затвердевания образующегося грунтового материала. Компоненты для стеклообразной субстанции в зависимости от состава грунта тщательно подбирают: малейшее несоответствие реагентов его точному составу – и оканенение такого грунта окажется неполным, что в итоге не решит задачу с надлежащим результатом.

Электрический метод

В грунт заглубляют электроды, на которые подаётся досаточно высокое напряжение, – чтобы пошёл устойчивый процесс. При этом молекулы воды передвигаются от анода к катоду – процесс электрического осмоса, а грунт в результате теряет значительное количество воды. Установка включает в себя:

  • проход с заглубленным металлофильтром;
  • заглублённый насос;
  • источник постоянного тока;
  • металлические стержни.

Электрохимический способ

Электрический осмос дополняется специальными реактивами, вводимыми в предварительно определённые зоны территории, грунт на которой приводится в устойчивое состояние. При этом вода легче и быстрее минует очищаемые от неё грунтовые слои, а движение её молекул осуществляется в требуемом направлении. Энергопотребление при таком способе очистки грунта существенно возрастает – вещества являются электролитами.

Зная чётко, какие процессы требуются для достижения электроосмотического эффекта, установку можно собрать и в домашних условиях. Электроосмотическим методом также осушают уже сооружённый фундамент здания.

Армирование

Обустраивая откосы, придавая берегу реки или водоёма нужные свойства и очертания, существенном изменении всех видов ландшафта, применяется армирование грунта при помощи полимерных конструкций. Он одинаково хорошо подходит для выравниваемых до идеального состояния горизонталных объектов (автодороги, тротуары), но не менее хорош и для создания наклонных поверхностей. Арматура из пластика – малозаменимое средство: она позволяет создать практически любой ландшафт, на первый взгляд невероятный в имеющихся условиях, а также даёт возможность обустроить посевной участок для любой “окультуренной” садово-огородной растительности с применением чернозёма, поставляемого отдельно.

Георешётка

Георешётка представляет собой трёхмерный каркас, сбитый их пластиковых перфолент. Она состоит из своеобразных сот, препятствующих движению грунта в любом из направлений. В пространство, отграничиваемое георешёткой, помещается лбой твёрдый наполнитель или грунт, только что вытащенный и дополнительно уплотняемый. Утрамбовывать грунт в геосетке особо не следует – для этого достаточно как следует пропитать его водой. Трамбуемая толщина составляет до четверти метра.

Геотекстиль

Фильтрующее свойство геотекстиля позволяет пропустить воду, при этом не давая слоям грунта смешаться. Материя выдерживает значительное усилие, приходящееся при строительстве дорог и сооружений на слои грунта. Геотекстиль позволяет равномерно разграничить величину нагрузки между разными слоями грунта.

Геосетка

Этот метод чувствителен к растяжению, оттого в грунте почти не используется. Но геосетка нашла своё применение для усиления тонких слоёв, к тому же без совместного использования с пластиковыми включениями иного назначения вряд ли применима.

Засев травой

Всякая растительность держит корнями грунт. Чтобы он не осыпался, допустимо просто засеять его любой травой, применяемой в качестве газонной. Однако такая растительность вряд ли выживет в местах, где откос постоянно и значительно затоплен. Тем не менее, при ливнях трава защитит откос от размытия.

Как укрепить грунт на наклонном участке – надежные способы и практические советы

Не все собственники земельных наделов считают, что уклон участка – недостаток, а кому-то даже нравится такое разнообразие ландшафта. Тем более что существует много методик действительно декоративного оформления площадей, характеризующихся наличием скатов. Но независимо от предпочтений и точек зрения, никто не станет спорить с тем, что наклонные участки территории нуждаются в укреплении грунта.

Почему? Без проведения таких защитных мероприятий есть риск частичных смещений (а то и образования оползней, особенно во время обильных осадков), эрозии почвы. Вот и разберемся, что и как можно сделать для укрепления, и какие материалы для этого понадобятся.

При незначительной крутизне

Самый простой и дешевый способ – высадка растительности. Корневая система деревьев надежно укрепит грунт и предотвратит малейшие его подвижки. Нужно только правильно подобрать породу и составить оптимальную схему посадки для конкретного участка. Кроме деревьев, эффективную защиту от оползней обеспечивают и некоторые кустарники.

В пример можно привести таких представителей флоры, как кизильник, спирею, барбарис, розу плетистую – выбор довольно большой. Одновременно с укреплением почвы кустарниковые насаждения могут играть роль живой изгороди и служить дополнительным украшением участка.

Но стоит учитывать, что любое дерево вмиг не вырастет. Для «оперативного усиления» почвы используются травы, которые разрастаются достаточно быстро, образуя сплошной зеленый ковер. И хотя их корни не такие уж и мощные, но если учесть общее количество этих «ниточек», то понятно, что они образуют надежную естественную армирующую сетку.

А вот какую траву выбрать, рекомендации единой нет – нужно ориентироваться на местные условия (состав грунта, климат в регионе и тому подобное). Можно почитать статью о многолетних растениях. Наиболее распространенные варианты – солнцецвет, плющ, зверобой (крупный), барвинок.

В некоторых случаях целесообразно на поверхности земли смонтировать изделие, которое известно в продаже как «газонная решетка», и уже потом заняться посадкой травы. Приведенная схема монтажа пояснений не требует – все довольно просто.

При больших углах уклона

Все перечисленные ниже способы более трудоемкие, а некоторые требуют и определенных финансовых затрат. Они применяются в тех случаях, когда крутизна участка значительная, или высадка растений (даже при небольшом скате) нецелесообразна (или нежелательна, невозможна) по какой-либо причине.

  • Все искусственные элементы, которые используются для укрепления почвы, должны быть надежно зафиксированы в грунте, иначе такая работа теряет всякий смысл.
  • Конструктивное исполнение защиты может быть разным, но необходимо ориентироваться не только на срок службы материалов, но и на ремонтопригодность этого искусственного сооружения. Следовательно, не стоит слепо копировать методику укрепления склона у соседей или знакомых. Полезные советы – дело хорошее, но все участки имеют какие-то свои особенности. Вот это и нужно учитывать в первую очередь.

Опорные стенки

Для их обустройства можно использовать различные материалы – валуны; плиты ж/б; бревна, трубы или швеллера (в виде частокола или с интервалом и установленной между опорами сеткой). Если смысл понятен, то подобрать соответствующие образцы несложно. На рисунках показаны некоторые варианты.

Чтобы исключить вымывание грунта потоками жидкости при интенсивных осадках, вверху желательно поставить лотки, которые будут собирать и перенаправлять воду в дренажную систему. Вот одна из примерных схем.

Укрепление геотекстилем

  • Материал эластичный, поэтому легко укладывается (подробнее о характеристиках геотекстиля).
  • Служит хорошей защитой корневой системы растительности от низких температур.
  • Исключает смешивание слоев почвы при затоплении участка.

Габионы

Представляют собой решетчатые маты, которые заполняются различными материалами – камнем, щебнем, кирпичным боем, строительным мусором и тому подобное. Об этих конструкциях очень хорошо и подробно рассказывается здесь.

Объемные георешетки

Такие изделия на рынке сравнительно недавно, но уже успели доказать свою эффективность. Они напоминают габионы, только выполнены не из нитей, а из лент (полимерных). Такая особенность конструкции позволяет использовать георешетки для наполнения более массивными фракциями.

Альпинарий

Если он правильно обустроен, то может служить не только украшением сада, но и надежной защитой грунта от смещений. Подробная инструкция по устройству альпинария есть на нашем сайте.

Другие способы укрепления грунта

Есть более сложные способы, реализация которых потребует и использование специнструмента, и значительных материальных затрат. Они применяются значительно реже, так как вышеперечисленных методик, как правило, вполне достаточно для укрепления почвы на небольших участках. Поэтому лишь обозначим некоторые из них, хотя в реальности методик значительно больше – осушка, укрепление известкованием и ряд других.

Установка свай

Такой способ применяется в основном на больших площадях. Как вариант – сваи грунтовые. По этой методике сначала в земле высверливается шурф, а после его очистки внутрь засыпается материал твердых фракций, порционно. При этом каждый слой «засыпки» хорошо уплотняется. Данная методика может быть использована и на небольшом (например, дачном) участке, если грунт не каменистый и работу можно выполнить ручным буром.

Цементация

Здесь вариантов несколько – простая и струйная. Смысл – перемешать верхний слой почвы с цементом, тем самым укрепив его. Насколько это целесообразно на садовом участке, решать вам, уважаемый читатель.

Если местность имеет довольно сложный рельеф, то стоит использовать несколько способов, в комплексе.

Ссылка на основную публикацию