Укрепление грунтов 

1. Методы укрепления грунтов
   1. Укрепление грунтов инъектированием
   2. Укрепление грунта цементом
   3. Укрепление грунтов минеральными вяжущими материалами(химическое укрепление грунтов)
2. Методы инъектирования грунтов
3. Стоимость
4. Этапы инъекционной обработки
5. Материалы

При новом строительстве всегда проводится предварительная оценка типа и свойств грунта, на котором будет возводиться здание. Учитывается высота подъема грунтовых вод, причем в разные сезоны ее величина может значительно различаться. Требуется предварительно рассчитать, как на тот или иной грунт повлияет огромное давление планируемого к строительству сооружения. Почва под ним обязательно просядет, поэтому важно просчитать величину неизбежного проседания. На основании вычислений делается вывод о типе фундамента, который должно иметь здание в качестве своей надежной опоры.

Методы укрепления грунтов

Не будем забывать, что в период, когда сооружение уже используется, на него оказывает постоянное воздействие ряд природных и техногенных факторов. Далеко на каждый из них можно заранее учесть на предварительной стадии проектирования. Да и при выполнении инженерных геологических изысканий могут допускаться просчеты и ошибки. Бывает, что применяются строительные материалы, качество которых не соответствует нормативам. Все это может вызвать нежелательные изменения в свойствах грунта, что чревато частичным или даже полным обрушением сооружения. В таких ситуациях необходимо выполнить укрепление грунтов, прибегнув к одному из нескольких известных методов укрепления.

Существует несколько технологий укрепления грунта. Выбор наиболее подходящей зависит от типа грунта, его физико-химических характеристик, особенностей фундамента и самого здания.

Укрепление грунта инъектированием  

Методика предполагает закачивание под высоким давлением ремонтных составов вглубь грунта. Технологии укрепления грунтов инъектированием применимы на подвижных грунтах, то есть практически не содержащих глинистых пород, а состоящих из песка или супеси. Также инъекции проводят в насыщенные водой почвы, вплоть до заболоченных. У зданий, построенных на таких грунтах, преимущественно свайные фундаменты. 

Если грунт включает твердые пласты, они вымываются со временем из почвы, приводя к образованию внутренних пустот. Инъектирование грунтов целесообразно также на объектах, стоящих на скальных породах с разорванной структурой. При сейсмической активности такие породы подвергаются сдвигам, и основания фундаментов утрачивают свою изначальную прочность и надежность.              

На необходимость провести внеплановое (срочное) укрепление грунта инъекцией могут указывать разные, подчас вполне очевидные признаки. Это просевшая почва по всему периметру фундаментной основы, появление трещин на несущих конструкциях, прочие признаки нарушения целостности основания или стен. Такое положение вещей свидетельствует, что в грунте возникли пустоты. 

В областях около сооружения могут быть замечены признаки размывания грунта – потребуется отвод атмосферных и грунтовых вод, организация дополнительного дренажа. Тревожные признаки можно заметить при осмотре инженерных систем, расположенных внутри или снаружи здания. Точнее, мест их ввода, находящихся в районе фундамента. Эти зоны особенно уязвимы к проникновению воды, поэтому часто дают о себе знать протечки.

Отнесем к признакам необходимости срочно выполнить укрепление грунтов с помощью инъектирования изменения геометрии здания (даже малейшие деформации могут стать причиной обрушения!), а также покрывающие стены и пол подземных помещений (цокольные этажи, подвалы) трещины. Здания, где была сделана перепланировка, выполнена надстройка этажей, оказывают на грунт гораздо большее давление, нежели то, что занесено в проект. Потребность в усилении может возникнуть в силу сильных вибраций: при новом строительстве в непосредственной близости от объекта либо повышенной сейсмической активности в регионе.

Инъектирование, как очень эффективный метод укрепления грунта, повышает несущие качества бетонных опор и свай, останавливает почвенные сдвиги, даже в сейсмически опасных регионах. Этой технологии придерживаются, если требуется временно усилить слабый грунт, чтобы выполнить работы под землей. Помимо очевидного укрепления оснований фундаментов, существующих или строящихся, укрепление грунтов по методу инъецирования ставит надежный заслон протечкам, препятствует поступлению вод из грунта, их капиллярному подъему. Этим методом решаются гидроизоляционные задачи. Действуя в совокупности, гидроизоляция и укрепление продлевает период эксплуатации фундаментов.

Укрепление грунта цементом

Укрепление грунтов цементацией также можно осуществлять через инъектирование. При таких работах, как правило, усиливается еще фундамент, с помощью тех же содержащих цемент материалов. Закачивание ремонтных составов под большим давлением ведут через скважины для инъекций. Попадая в толщу грунта, раствор занимает все пустоту в прилегающей к основанию почве. Метод эффективно устраняет смещения грунта.

Также цементация бывает механической и поверхностной. В первом методе применяют сваебойные молотки, шпунтовые стенки. Эти механические устройства запрессовывают раствор в грунт, где он заполняет собой пустые пространства. Обеспечивается прочное сцепление между грунтом и цементом. Поверхностная цементация начинается с того, что смеси, содержащие цемент, распределяют по поверхности грунта. Потом выполняется их внедрение вглубь, применяются фрезы, вибрационные плиты. Такое укрепление грунтов особенно эффективно, как мера, защищающая от влаги.

Выбор метода определяется характеристиками грунта, типом фундамента, требованиями, указанным в проекте. Реализация любой из технологий в этом методе повышает устойчивость грунта, что особенно важно, если почва слабая или грунт неоднородный. Укрепление грунта цементом устраняет деформации, помогает зданию сохранить исходные геометрические пропорции.  К тому же, цементные растворы останавливают течи, выполняют гидроизолирующие функции.

Применение вяжущих добавок (Химическое укрепление грунтов)

Цемент, о котором только что шла речь, является минеральным составом. Помимо него используют такие другие вяжущие компоненты минерального происхождения. Технологии укрепления грунтов минеральными вяжущими относятся к химическим методам усиления. Под действием искусственных добавок и внедрений в грунте происходят реакции. Это могут быть взаимодействия между отдельными компонентами вяжущего, а также их реакции с веществами, содержащимися в почве.

В результате такого усиления, свойства грунта (прочность, стойкость к влаге, очень высоким или низким температурам) заметно улучшаются. Такое укрепление грунтов выгодно применять экономически - не нужно закупать дополнительные стройматериалы. Оно также экономно с точки зрения трудозатрат.

Применение того или иного метода укрепления грунтов минеральными вяжущими оправдано только при определенных условиях. На выбор влияют характеристики грунта, геологические условия, степень усиления. Поэтому предварительно грунт подвергается тщательным исследованиям. Химические реагенты могут внедряться в грунт двумя способами:

• при инъекционном укреплении грунтов вяжущими применяется оборудование, аналогичное используемому в методе инъектирования; внутри каждой заполненной поры образуется прочный адгезионный слой, повышающий несущую способность грунтов многих типов;
• при поверхностном закреплении сначала (как и при цементации) реагент наносят на поверхность, чтоб затем внедрить в поры, имеющиеся в почве (опрыскиванием или нанесением).

Отметим, что химическое закрепление трактуется шире, чем просто укрепление минеральным вяжущими. Применяется также определенный круг органических вяжущих веществ. Например, синтетические смолы. Интересно, что они требуют для уплотнения применения самоходных гидравлических катков.

Химическое укрепление грунтов существенно улучшает их проницаемые и водоотталкивающие свойства. Строительство на грунтах разных типов значительно упрощается, поскольку химизация упрочняет грунты, стабилизирует их. Применение минеральных (и органических) вяжущих компонентов во многих случаях заменяет (а иногда полностью устраняет) забивку свай, необходимость выполнить дополнительную гидроизоляцию.  

Методы инъектирования грунтов

Рассмотрим технологии инъекций подробнее. Впрыскивание под давлением возможно для различных ремонтных составов. На строительных рынках встречаются разные типы средств для инъектирования. В зависимости от их состава применяется тот или иной способ стабилизации грунта. То, как именно надлежит проводить инъектирование, какими материалами, зависит от свойств материалов основания. Обязательно учитываются характеристики грунта, некоторые особенности сооружения. Используются следующие методы:

• цементация водным раствором цемента – она была упомянута выше – стоит добавить, что метод отлично подходит для лессовых почв, песчаников, им эффективно закрепляются скальные породы, чтобы не допустить поступление и вертикальный подъем подземной влаги;
• смолизация, которая хорошо восстанавливает физико-химические свойства пылеватых грунтов, супесей, суглинистых почв, предполагает введение в грунт синтетических и полимерных смол;
• силикатизация однокомпонентным составом (жидким стеклом), представляет собой недорогой и эффективный способ укрепить просадочные породы и лессовые грунты – упрочнение выполняется естественным способом, ведь между солями в почве и стеклом происходят химические реакции;
• силикатизация двухкомпонентным составом (в него, помимо жидкого стекла, входит закрепитель в виде хлористого кальция) применяется на песчаных грунтах любой степени влажности, и для ее реализации используют насосную технику, которая вводит состав под большим давлением в грунт через систему инъекторов;
• холодная и горячая битумизация – методы технической мелиорации почвы, укрепление грунтов иногда требует применения горячей обработки, где нагнетается расплавленный битум или же холодной – с применением битумной эмульсии; последним способом следует укреплять песчаные грунты, а горячая битумизация эффективна на трещиноватых скальных породах.

Довольно часто при инъектировании выполняются некоторые дополнительные работы, которые позволяют защитить грунт от размывания, также избавить от избытков влаги. Иногда приходится прибегать к прямой откачке насосами воды, которая сбрасывается потом в колодцы, котлованы, отводные каналы. Популярным дополнением к инъектированию стал дренаж: он заключается в монтаже отводящих воды конструкций, организации ливневой системы.

Отвести от фундамента талую и дождевую воду можно, выполнив отмостку. Метод включает заполнение бетоном и асфальтирование периметра здания, выполненные под некоторым скосом. Используется также эффект осмоса под воздействием постоянного электрического тока – электроосмотическое осушение проводится на илистых грунтах, которые таким образом избавляются от влаги и значительно укрепляются.   

У метода инъекций, в каком бы варианте он не выполнялся, есть общие неоспоримые достоинства. Судите сами: в результате применения этого способа укрепления грунта основание фундамента здания полностью отвердевает, его несущие свойства повышаются. Останавливается нежелательное вымывание почвенных пластов содержащимися в грунте водами. Метод инъектирования универсален с точки зрения типов усиливаемых грунтов – ему под силу все, даже сложные грунты. Именно инъекции позволяют герметизировать проложенные ниже поверхности земли вводы инженерных коммуникаций.

Осталось добавить, что при выполнении работ по инъектированию грунта не потребуется организация особого режима посещения объекта, не нужно выселять жильцов, приостанавливать, тем более, прекращать производственные процессы. Работы сравнительно несложные, хотя требуют основательной профильной подготовки. По мере их выполнения целостности зданий (даже возведенных на илистых, торфяных грунтах) ничто не угрожает. Никакой массивной спецтехники перегонять не нужно – все вполне можно выполнить даже в условиях ограниченного пространства.         

Стоимость работ

Поскольку укрепление грунтов предполагает применение различных технологий и материалов, цена на усиление грунта в первую очередь зависит от выбранного метода. Если необходимо выполнить недорогое укрепление минеральными вяжущими, цена усиления будет зависеть, главным образом, от вида этого вяжущего. А вот каждое вяжущее подходит к определенным типам грунта. Когда принято решение провести инъектирование, самым дешевым методом станет однокомпонентная силикатизация.  Поэтому, если ваш объект стоит, к примеру, на лессовом грунте – цена работ по его усилению будет совсем невысокой.

Впрочем, напомним, что «Надежный строитель» - это биржа, в нашей базе свыше ста действующих подрядчиков, экспертов в строительной области. Вы всегда можете найти у нас исполнителя, подходящего вам для выполнения любых работ. Укрепление грунтов, по каким бы технологиями оно ни выполнялось, в каком объеме и какой сложности работы бы ни предстояли - вовсе не исключение. Самый экономичный подрядчик обязательно у нас отыщется - от вас потребуется лишь сопоставить представленные в базе цены на укрепление грунтов.  

Этапы инъекционной обработки

Любые работы по инъектированию предваряет обследование и составление технической проектной документации. Нужно выяснить состав и свойства грунта, а для определения глубины, на которой залегают грунтовые воды, требуются отдельные работы. В целом, обследование грунтов называется «динамическим зондированием». Проект укрепления содержит все отправные данные для проведения работ по инъектированию грунта, включая состав строительной смеси, типы инъекторов, нахождение точек, в которых лучше всего бурить скважины. Кроме того, проектный документ включает смету с ценами на укрепление грунта и оптимально подходящими стройматериалами.

Перечислим этапы ведения работ:

1. Формирование скважин диаметром от полутора сантиметров с помощью специальных установок. Отверстия должны уходить вниз на расстояние как минимум на 25% превышающее глубину основания.
2. Монтаж инъекторов и манжетных колонн. Первые являются многоразовыми приспособлениями в виде трубок с раструбами, которые можно промывать и применять повторно. Манжетные колонны после выполнения инъекций оставляют в скважинах и заделывают, а выполнены они из полимера высокой прочности. Именно в них устанавливают металлические или пластиковые инъекторы (пакеры).
3. Компрессорное (сжатым воздухом) удаление частичек почвы, попавших в инъекторы.
4. Подача раствора для инъекций – проводится при помощи насоса, он подключается к каждому пакеру по отдельности. От метода укрепления (точнее, от вида и плотности применяемой смеси) зависит максимальное давление, создаваемое насосом. Поэтому он оборудуется манометром. С его помощью следят, чтобы нужное давление поддерживалось в течение нескольких минут. Иногда возможна не сплошная, а дозированная подача ремонтного состава.  
5. Извлечение или срезание пакеров. Если инъектор металлический, то его демонтируют, а пластиковые просто срезают под основание.
6. Запечатывание скважин. Для этого используют гидроизоляционные смеси. Потом сверху наносится мастика, которая обязательно должна засохнуть. После чего, выполняется заделка отверстия цементным раствором, иногда присыпка землей.
7. Статическое и динамическое зондирование, цель которых в оценке качества работ, направленных на укрепление грунтов.

Бывают ситуации, когда бурение скважин на рабочем участке невозможно. Тогда ставят дополнительные вертикальные опоры – вдавливаемые сваи. Чтобы повысить надежность усиления, устанавливают также сваи буронабивные.    

Подробнее о материалах

Строительные правила и нормативы содержат требования к некоторым материалам, используемым при усилении грунтов. Если говорить об усилении минеральными вяжущими, конкретно об укреплении цементами, то следует применять определенные портландцементы. Их марка должна быть не ниже 400 при устройстве покрытий, как минимум 300 для усиления оснований. При этом в некоторых дорожно-климатических зонах можно использовать при работах с основаниями марки на ниже 200.   

Цемент – универсальный материал, им усиливаются любые грунты. Исключения составляют только кислые и сильнощелочные. Среди других минеральных вяжущих применяют шламы (бокситовые, белитовые), активные золы, известь, тонкомолотые шлаки. В последние годы очень востребованы полимерные вяжущие компоненты.