Усиление фундаментов цементацией – это распространенный, эффективный метод их укрепления. Технология применяется для улучшения несущих показателей грунта перед строительством и для проведения ремонта эксплуатируемого основания. В последнем случае укрепляется не только фундамент, но и почва под его подошвой. Под воздействием различных факторов опора под постройкой может деформироваться. Это часто сопровождается появлением трещин на стенах здания. Чтобы остановить процесс разрушения и продлить срок службы сооружения, обязательно необходимо проводить укрепление. Предварительно делают осмотр строения для выявления причины процесса.
Сущность метода цементации
Цементация фундамента представляет собой процесс его уплотнения путем введения внутрь цементного раствора. Также часто затрагивается грунт возле основания. Раствор доставляется насосом (под давлением) в нужное место по пробуренным скважинам. При этом заполняются существующие пустоты, происходит упрочнение проблемных зон, потому что улучшается сцепление элементов конструкции. В результате целостность опоры восстанавливается.
Цементный раствор под основанием
Цементирование фундаментных конструкций необходимо проводить в таких случаях:
- если произошел естественный износ основания в процессе его эксплуатации;
- при необходимости укрепления нестабильных грунтов во время строительства или под эксплуатируемой постройкой;
- когда на поверхности фундамента появляются трещины (даже незначительные);
- при деформации основания;
- в случаях возрастание действующей нагрузки на опорную конструкцию из-за достраивания здания;
- если в грунте под фундаментной подошвой образовались пустоты в результате действия подземных вод, либо почва из-за этого разрыхлилась.
Услуги по цементированию предоставляют строительные организации. Расценки на ее проведение начинаются у различных подрядчиков приблизительно с 4000 рублей за погонный метр. Окончательная стоимость определяется после вычислений сметчиков.
Самостоятельно укрепление основания методом цементации не выполнишь, потому что для проведения работ требуется специальное оборудование, а также навыки обращения с ним и соответствующий опыт.
Как понять, что фундамент нужно усиливать
Помимо множества внешних факторов, скорое разрушение фундамента может быть вызвано ошибками в процессе его монтажа – например, использовался раствор не той плотности или имело место смешивание нескольких растворов, использовались некачественные материалы, была неправильно проведена разметка и.т.п. Важную роль играет гидроизоляция бетона, а также уплотнение грунта перед его заливкой; игнорирование этих мер приведёт к скорому смещению фундамента, особенно – на пучинистом грунте.
В результате поверхность бетона покрывается трещинами; если фундамент прогибается под зданием, эти трещины будут увеличиваться и вскоре появятся на стенах. Появление таких повреждений – первый признак того, что фундамент нуждается в ремонте.
Определить, с какой скоростью проходит разрушение, можно при помощи бумажной ленты, прикрепив её к поверхности стены поперёк трещины. Если она не порвётся в течение недели, разломы перестали расширяться, либо расширяются очень медленно; если же лента порвётся за несколько дней, пора бить тревогу.
Причины деформации основания
Причины разрушения фундамента и стен постройки различные. Перед проведением укрепления состояния их следует точно определить, чтобы получить нужный результат.
Разрушение стен и фундамента
Наиболее распространенные причины, вызывающие деформацию основания, а также появление дефектов на его поверхность и внутри такие:
- плохая гидроизоляция (низкого качества);
- расположение здания на участке, имеющем наклон;
- изменение несущих свойств грунта под постройкой (после ее возведения) из-за его переувлажнения, пучения либо подъема уровня подземных вод;
- проведение объемных земляных работ вблизи от строения;
- ошибки проектирования основания;
- неправильный расчет действующей нагрузки;
- увеличение массы строения из-за перепланировок или реконструкции здания с увеличением этажности либо применения более тяжелых строительных материалов;
- постоянные или разовые вибрации земли под сооружением и вблизи него, вызванные расположением поблизости железной дороги, проведением подземных выработок, землетрясением;
- использование для строительства материалов низкокачественных материалов;
- неправильная эксплуатация: отсутствие плановых ремонтов;
- сильное промерзание почвы;
- затопление участка с постройкой, например, из-за наводнений, выпадения обильных осадков, паводков;
- отступление от технологии при проведении строительных работ.
В таблице ниже представлены различные виды деформаций построек и вызвавшие их возможные причины.
| Усадка центральной части сооружения | Осадка конструкции по краям | Деформация стен |
| образование пустот в земле под средним участком постройки | слабое основание под любым углом здания | воздействие нагрузок от имеющихся растяжек, прикрепленных к строению |
| просадка грунта | рытье траншей или котлованов вблизи разрушающейся постройки | землетрясения |
| ослабление по центру фундамента | проблемы с грунтом, оползни | нагрузки от рабочего оборудования, расположенного внутри здания |
Каждая причина для своего устранения, кроме восстановления прочности фундамента, требует еще проведения целого спектра сопутствующих работ. Это может быть обезвоживание территории, монтаж дренажной системы, проведение исследований изменений, произошедших с грунтом и прочие мероприятия. Все это отражается на конечной смете.
Усиление фундамента путем цементации
Фундамент – опора здания. Его задача – выдержать вес наружной конструкции, предупреждая негативные последствия: деформацию стен, оседание, вспучивание и т.д.
Чтобы фундамент выдерживал постоянные нагрузки и не деформировался, проводится усиление фундамента, в частности, усиление фундамента путем цементации.
О методике цементирования фундамента читайте в этой статье.
Методика цементирования фундамента
Цементация – уплотнение фундамента введением цементных растворов. Проводится по методу бурения канавы в фундаменте и заливкой цементной смеси с помощью насоса. Залитые инъекции в проблематичную зону конструкции упрочняют связи между элементами бетона, и делают его монолитным.
Способы усиления фундамента цементацией
Для усиления фундамента путём цементации проводят следующие мероприятия:
- Бурят скважины в бетонном покрытии конструкции на глубину погружения, не достигающую основания на 30 см.
- Роют подобную скважину, но сквозь подошву фундамента, углубляя ее в почву на 0,5 м, заполняя пустоты под конструкцией. Суть заключается в усилении подошвы для передачи статистического и механического воздействия здания на песчаное основание (в случае, если дренажная подушка усела), а также увеличения объема непучинистого уплотнителя.
Порядок проведения цементации
Укрепление фундамента цементированием предполагает выявление факторов, которые привели к нарушению целостности конструкции. Изучают основные характеристики: размеры, основание, устойчивость, глубину установки, гидроизоляционную систему, прилегание грунтовых пород, материалы для изготовления фундамента.
Для этого выкапывают шурфы на глубину меньше уровня залегания подошвы фундамента. Шурфы могут выкапываться в виде траншей или колодцев в песчаных и глинистых грунтах. Они имеют прямоугольную форму размером 1, 5 на 3 м. Шурфы роются в шахматном порядке, изнутри и снаружи фундамента. Большая сторона траншеи прилегает к основанию. Тщательное изучение поверхности конструкции поможет определить изъяны, требующие ремонта.
Через 25-50 см в теле фундамента под углом роют скважины шириной от 4 до 11 см. Главное условие: бур (режущий инструмент для проделывания отверстий в твёрдых материалах — бетон, камень, кирпич) не должен достигать конструкции на 3 см.
Насосом накачивается жидкий раствор, заливаются вырытые колодцы.
Готовят бетонный раствор:
- Подготовка жидкой смеси вода-цемент в соотношении 0,9-1. Песок: мелкой и средней фракции, бентонитовый песок, вспученный перлитовый или обожженный диатомовый песок, перлит или пламилон.
- Первые 10 мин. им заполняют углубление под давлением 0,2 Мпа до отказа – потребление бетонной смеси уменьшится до 3,5-4 л в минуту.
- Дальше дело за более вязкими водоцементными растворами соотношением — 0,8…0,7 к 1.
- Цементация проводится до полного наполнения — погружение до 5 л в минуту. Давление — 0,3 МПа;
Потребуется 2 дня для просушки смеси.
Если через неделю после нанесения алебастрового раствора проблемное место (зазор, трещина) увеличится в размере, это значит, что структура фундамента нарушена.
Факт увеличения щелей устанавливают с помощью маяков (специальных направляющих реек для выравнивания плоскости). Рейки монтируются поперек трещин на поверхности помещения. Внешне они напоминают мостик длиной 30, шириной 5…7 и высотой 1,5…2 см. Место крепления маяка зачищают до бетонного основания. На зазорах фиксируются по 2 рейки: первая — в месте максимального увеличения, другой — в ее начале. Если через три недели на маяках не образовались щели, значит, деформация конструкции нормализовалась. Маяки создают из гипса, металла или стекла.
Оценка грунтового покрытия
Изучение близлежащей местности помогает установить причину дефектов. Неправильный расчет и установка дренажной системы, близкое расположение водоемов, засыпанных оврагов — всё это может повлечь за собой нарушение структуры фундамента.
| Вид и внешнее проявление деформаций | Причины деформаций |
| 1. Усадка средней части здания | Слабое основание в средней части здания; Усадка основания; Пустоты в середине конструкции. |
| 2. Осадка краев дома | Слабое основание под крайней частью здания;Неровная усадка грунтов; карстовые пустоты;Выкапывание траншеи рядом с домом; Затопление подвала. |
| 3. Выпучивание и деформация стен | Напряжение от растяжек, крепящихся к зданию; Динамическое действие техники, находящейся в здании; |
Неравномерные нагрузки на грунтовое основание, изменение структуры почвы или неправильные подсчеты при возведении конструкции — основные причины разрушения. Цементация фундамента как способ его усиления эффективна для устранения влияния негативных факторов на фундамент.
Практическая реализация технологии
Работы начинают с предварительного осмотра ремонтируемого сооружения. Это позволяет определиться с объемами предстоящих работ, а также со связанными с ними расходами материалов и финансовых средств.
Осмотр может быть 2 видов:
- подземный, предназначенный для определения габаритов фундамента, эксплуатационных характеристик (например, прочности), используемых при его создании материалов, структуру и состояние грунта;
- наружный, который позволяет установить размеры строения, состояние его стен, наличие и характер трещин, рассчитать нагрузку на основание.
Схематическое изображение процесса цементации
Правильное проведение осмотра с последующим анализом полученных данных способствует определению причины возникновения деформаций. Обследование объекта также помогает составить точную смету.
Чтобы выяснить, остановилась ли усадка здания, устанавливают маяки поперек имеющихся трещин. Один при этом монтируют в максимально широком месте, а другой – вначале зазора. Если при прошествии месяца рейки не отпадут либо не деформируются, то значит, что усадка постройки закончилась. Маяки могут использоваться при проведении наблюдений за ходом процесса.
Укрепление основания и грунта под ним проводят 2 способами:
- традиционным;
- струйным.
Цементационные работы различными методами проводятся по отличающимся друг от друга технологиям. Используемые смеси могут состоять из разных материалов.
Струйный метод
С помощью струйного метода улучшают несущие свойства грунта под существующим основанием либо на площадке под новостройку. Суть технологии состоит в том, что подается в скважину цементный раствор под давлением. Энергия струи вызывает разрушение почвенной структуры. В результате этого происходит его упрочнение, а также возрастает сопротивляемость разнонаправленным сдвигам и деформации. Рабочая смесь перемешивается при этом с грунтовой массой на месте. Итогом процесса является образование грунтоцементных свай сечением от 30 см до 2,5 м, которые рассматриваются в виде единого массива с грунтом.
Струйный метод
Отличия струйного метода от классического варианта цементирования заключается в следующем:
- можно проводить укрепление почти всех разновидностей грунта;
- диаметр рабочих отверстий составляет 30-250 см, а при традиционной технологии он не превышает 25-30 мм.
Рабочий процесс при струйном способе цементации проходит такие этапы:
- создание скважины требуемой по проекту глубины (прямой ход);
- подъем буровой части оборудования с одновременным ее вращением и подачей под большим давлением струи рабочего раствора;
- армирование грунтобетонной сваи.
Достоинством струйного способа является высокая скорость цементирования и предсказуемый качественный результат. Монтаж прутьев арматуры проводят, если это заложено в сметном документе.
III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
3.1. В соответствии с СП 48.13330.2001 “Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004” до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение (ордер) на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения (ордера) запрещается.
3.2. Общие требования
3.2.1.
Закрепление грунтов – есть искусственное преобразование строительных свойств грунтов физико-механическими методами в условиях их естественного залегания для повышения прочности или связности и придания водонепроницаемости. В результате закрепления грунтов увеличивается несущая способность оснований сооружений.
3.2.2.
Закрепление грунтов осуществляется нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрического тока, нагреванием и охлаждением грунтов.
3.2.3.
В соответствии с видом применяемых средств различают следующие способы закрепления грунтов:
– цементация;
– глинизация;
– битумизация;
– силикатизация;
– смолизация;
– термический и электрохимический способы.
3.2.4.
Пределы применяемости каждого из способов закрепления грунтов определяются требованиями, предъявляемыми к закреплённому грунту, и свойствам самих грунтов:
– водопроницаемостью;
– скоростью фильтрационного потока;
– однородностью грунтов и т.д.
Данные требования закладываются в рабочем проекте, и предлагается один из способов закрепления грунтов.
3.2.5.
Работы по закреплению грунтов должны производиться строго по проекту, допуская изменения и отклонения от него лишь по согласованию с проектной организацией. В проекте искусственного закрепления грунтов указываются:
– план фундаментов здания, профиль и объем закрепляемого массива грунта;
– схема расположения инъекторов и электродов в плане и разрезах, глубина забивки, а также количество заходок и их расположение по глубине;
– данные об объеме работ и контрольных выработках;
– данные о количестве химических растворов на одну заходку и весь объем работ, о режиме нагнетания растворов и режиме обработки грунта электрическим током;
– требования к закрепленному грунту: прочность, монолитность, водоустойчивость, водонепроницаемость и непросадочность, радиус закрепления;
– данные о затратах времени для выполнения процесса и его трудоемкости.
3.2.6.
Наиболее простыми и надежными способами укрепления грунтов являются цементация, силикатизация и электросиликатизация.
3.2.7.
Силикатизация
грунтов выполняется однорастворным (силикат натрия – жидкое стекло, алюминат натрия) или двухрастворным (жидкое стекло и хлористый кальций) составами, нагнетаемыми через инъекторы (перфорированные трубы диаметром 19. 38 мм и длиной 1 м) под давлением 0,3. 0,6 МПа (3. 6 атм). Силикатизацией закрепляют мелкие и пылеватые пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления грунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3. 1 м.
3.2.8.
Э
лектросиликатизация
применяется для закрепления глинистых грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0 1 м/сутки. Сущность способа заключается в том, что раствор проникает в грунт одновременно под действием напора и постоянного электрического тока. Грунт укрепляется в результате электрохимической реакции.
Цементация
Отличие цементации (инъекцирования) заключается в том, что при ней в полости основания устанавливаются пустотелые трубки. Как правило, данный способ используется для бутовой основы, в которой имеется множество пустот. Доступность методики достигается благодаря тому, что полости между бутом и кирпичами заполняются цементным раствором, а незначительные трещины замазываются. Пустотелые трубки устанавливают таким образом, чтобы они выходили за обойму более чем на 40 см и обязательно фиксировались раствором.
Для наполнения полостей трубок в них заливается цемент меньшей густоты, чем для обоймы. Работа должна осуществляться в установленном порядке: сначала нужно сделать обойму, спустя два дня, когда она затвердеет, необходимо заполнить заблаговременно поставленные трубки. Цементация возможна только тогда, когда основание сохранило свою несущую способность.
Причины повреждения основания дома
Кроме критических ошибок, которые были допущены во время строительства дома, причиной разрушения фундамента может быть неправильность его укладки, изменение характеристик грунта. Например, строение может быть возведено на одном типе грунта, а с течением времени он поменял свои свойства, к примеру, через повышение уровня или численности грунтовых вод.
Этот факт не может не отразиться на основании постройки. Кроме того основание дома может повреждаться в результате прокладки рядом с ним новых коммуникаций или проведения земельных работ, кардинальной перепланировки (см. фото), которая изменяет точки нагрузки, или вибрации, которая получается, например, от прохождения рядом со строением трамвайных путей или частого проезда крупногабаритного транспорта.
Стандартный метод укрепления
Сегодня на строительном рынке используют самые разные методы, чтобы укрепить фундамент. Но чаще всего используются два из них. Первый способ – это стандартный метод укрепления, как на видео. Его популярность вызвана в первую очередь дешевизной и простотой осуществления. Суть этого метода в том, что вокруг строения делается закладка нового основания, что позволяет таким образом создать вспомогательные точки фиксации.
Начинают упрочнение постройки с углов (см. фото). Для этого делаются ямы, которые открывают старое основание. При этом они должны иметь ширину не менее метра и глубину, которая будет превышать глубину старого фундамента примерно на полметра. После этого возводится каркас. Для его создания используется арматура с размерами ячейки 20х20х20 сантиметров. Когда решетка готова, ее опускают в яму и заливают бетоном. Все это необходимо осуществлять как можно быстрее, так как все это время старое основание открыто, что делает его проседание еще большим.
Укрепление фундамента дома буроинъекционными сваями
Укрепить основание буроинъекционными сваями стараются приверженцы самых современных методов упрочнения. Своими руками осуществить это, скорее всего, не получится, так как для реализации этого способа необходима специальная техника. Кроме того укрепление буроинъекционными сваями является недешевым удовольствием. Но вместе с тем этот метод наиболее надежный.
https://youtube.com/watch?v=4zYIOTom-bI
Суть его в том, что в имеющемся основании дома с двух сторон пробиваются наклонные скважины диаметром от 16 до 24 сантиметров в зависимости от ситуации (см. видео). В них заливают цементный раствор или бетон, после чего закладывают каркас из арматуры. После того как смесь полностью высохнет, получается строение, которое находится на внушительном количестве свай из железобетона. Скважины обычно бурятся на глубину, которая будет в основном зависеть от свойств имеющегося грунта. Чаще всего, чтобы укрепить здание, скважины бурятся до того времени, пока бур не дойдет до твердого грунта (см. фото).
Иногда случается так, что время, когда можно было просто укрепить основание, утеряно. В таком случае необходимо осуществить частичное или полное замещение фундамента строения. Для этого выбирается наиболее благоприятный участок земли возле здания, роется яма длиной примерно 2 метра, пока не будет достигнуто старое основание, после чего ставятся подпорки и оно удаляется. Затем на освободившемся месте заливается новый раствор.
Способы усиления основания дома
Глубина фундамента для двухэтажного дома
Строители располагают обширным арсеналом средств и методов для усиления фундамента старого дома. При этом способы, проверенные временем, не теряют актуальности. Для выбора наиболее оптимального необходимо разобраться в преимуществах и недостатках каждого из них, применительно к конкретному случаю.
Способы укрепления фундамента
Укрепление ленточного фундамента
Основанием большинства частных домов является ленточный фундамент. Характеристики таких оснований имеют техническую возможность локального превышения нагрузок выше нормативных. Этот тип фундамента может испытывать на себе местное пучение грунта. Все виды фундаментов сооружаются на постелистом камне
При его просадке важно своевременно остановить этот процесс
Укрепление фундамента ленточного типа
Для этого вырывается яма под углом в 35 градусов в непосредственной близости с фундаментом. Ее глубина должна достигать уровня укладки постелистого камня. Затем в полученную яму помещается труба, диаметр которой составляет 150-200 мм. С ее помощью происходит заливка тощего раствора бетона, которую продолжают до момента полного насыщения им грунта. На этой стадии необходимо приостановить все работы на пару часов. В это время следует провести наблюдение над поведением грунта в плане насыщения раствором.
Если раствор будет уходить, то продолжают заполнение ямы спустя несколько суток.
Как показывает практика, для полного насыщения грунта требуется двух- или трехкратное повторение процедуры. Контроль над ситуацией осуществляется маячками. В случае незначительного изменения их положения переходят к очередному этапу.
По контуру фундамента роют канаву с шириной 200-350 мм. На ее дне и на внешней стороне сооружается из досок конструкция, подобная опалубке. В фундамент вбиваются штыри, и к ним крепится армировочная сетка. В полученную арматуру заливается бетонный раствор, которой имеет наполнитель из мелкой фракции гравия и щебня. Подобное сооружение даст возможность существенно усилить этот угол дома и равномерно распределить нагрузки в горизонтальной плоскости, что остановит процесс проседания дома.
Реставрация фундамента с трещинами
Трещинообразование в цоколе и перекос несущих конструкций могут иметь различный характер. Поэтому первоочередной задачей является выяснение характера происходящих процессов, чтобы найти адекватный способ укрепления фундамента дома.
Реставрация фундамента с трещинами
В случае наличия разрушений по периметру фундамента по причине увеличения нагрузок или воздействия влаги, роют траншею, которая повторяет его контуры. После этого производится тщательным образом очистка поверхности от слоя штукатурки и налипшей грязи. Далее металлическая сетка фиксируется анкерами, вбитыми в цоколь. В заключении осуществляется послойная заливка бетонного раствора с тщательной утрамбовкой.
Если материалом фундамента служит бутовый камень, монолитная плита бетона или комбинаций материалов на основе бетона, то используется уширенная обойма из железобетона. В этом случае требуется осуществить надежную фиксацию, применив при этом сквозную анкеровку, с материалом старой кладки. Идея сооружения подобной конструкции состоит в том, что старый и новый фундамент работают как единое целое.
Частичная замена фундамента
Если фундамент вышел из строя полностью, возникает необходимость осуществления его замены. Для реализации этой задачи его полностью разгружают, и одновременно устойчивость строения сохраняется.
Разгрузка
Осуществить это мероприятия можно путем монтажа, так называемых, стульев, которые выполняются из дерева. Их установка происходит перпендикулярно относительно фундаментных лежней. Для фиксации здания могут быть использованы столбы, заведенные под стены. Не исключается использование раскосов для удержания цоколя и передачи усилий под углом к грунту.
До начала ремонтно-восстановительных работ следует произвести установку маячков. Это необходимо, чтобы можно было обнаружить вероятный процесс деформации в ходе этих работ. После этого приступают непосредственно к реализации намеченных мероприятий, которые начинаются с рытья котлована. Кладка фундамента происходит участками, длина которых не должна превышать двух метров.
Стены при производстве земляных работ должны быть укреплены подкосами. Далее под фундамент делают подкоп, и вынимается грунт. Затем производится монтаж опалубки и основания для сооружаемого фундамента. Подошву очищают, и, где это требуется, осуществляется ее демонтаж. Старая и новая кладка фиксируются между собой при помощи жесткого цементного раствора и щебня. Завершив подводку фундамента в одном месте, ее можно продолжить в другом.
Как укрепить фундамент под домом, не вызвав его преждевременного обрушения
Для начала, отметим, что специалисты рекомендуют работать последовательно и постепенно, участками по 2,5-3 м. До тех пор, пока работы по восстановлению не завершены на одном участке, приниматься за другой не рекомендуется. В противном случае, можно получить деформации и непредсказуемое перераспределение нагрузок.
Работа с кирпичным фундаментом
Причины ослабления в этом случае, как правило, заключаются в ухудшении свойств скрепляющего раствора. В этом случае, по периметру здания, на глубину фундамента, вырывается траншея. Ширина ее должна обеспечивать вам удобную работу, как правило, это 1-2 м.
Поверхность фундаментной кладки очищается от грунта и прочего мусора. На кирпич наносятся насечки толщиной около 15 мм. Затем, на поверхность кладки наносится слой бетонного раствора, желательно под давлением с применением бетонной пушки. Благодаря насечкам, сцепление бетона с кладкой усилится, что повысит эффективность работ.
Работа с кирпичным домом
Для определения проблемных участков, по периметру дома необходимо развесить специальные маяки (бумажные, например), которые покажут: где именно проседает фундамент или дает трещину.
Напротив указанного места, в некотором отдалении от дома копается яма. Смысл в том, что роется она под уклоном таким образом, что бы ее конец заходил под фундамент. В яму вставляется асбестоцементная труба, по которой подается бетонный раствор до тех пор, пока он не престанет уходить под фундамент.
Через пару дней проверьте состояние ямы – если раствор полностью ушел в пространство под объектом, процедуру нужно повторить.
Что такое цементация грунта? Технология
Струйная цементация грунтов – это физико-химическое закрепление с целью создания окаменевшего основания. Проще говоря, данная технология позволяет создавать, укреплять или выравнивать фундаментные основания без рытья котлованов и откапывания существующих конструкций.
Грунто-цементная свая
Струйная цементация (технология jet grouting) позволяет производить закладку фундаментного основания в условиях строительства вблизи других построек, когда рытье котлована невозможно.
Так же, с помощью данной технологии, можно укрепить фундаменты существующих зданий, не нанося им никакого вреда.
Работы могут производиться в различных условиях, при сесмически активных почвах, близком залегании природных вод и т.д.
Основные понятия
Струйная цементация грунтов (в переводе jet grouting) – наиболее старая технология, позволяющая произвести такое закрепление грунта.
Применять ее начали для укрепления рыхлых, крупнопесчаных, крупнообломочных почв. Дело в том, что рыть котлован на песке – вообще задача неблагодарная.
В условиях же крупнообломочных каменистых грунтов попытка нарушения целостности грунта (особенно это касается горных районов) вообще может привести к катастрофическим последствиям, типа оползней.
Применение метода струйной цементации для закрепления фундамента
Такое положение дел вряд ли бы порадовало застройщиков, поэтому пришлось изобретать метод, позволяющий произвести закрепление без нарушения целостности почвы.
Технология jet grouting заключается в том, что в почву вертикально вводятся специальные трубкоинъекторы (труба с отверстиями, диаметром 2-4 мм), через которую под большим давлением подается смесь воды и цемента (цементное молоко).
Вода под давлением производит гидроразрыв земельного основания, заполняя трещины цементной смесью.
Лишняя вода постепенно выдавливается на поверхность. Раствор же постепенно застывает и образует с почвой прочную неразмываемую смесь – грунтобетон.
Результат выполненных работ по закреплению грунта основания струйной технологией после откопки
Если закрепление грунта производится на небольшой глубине, инъектор забивают в землю. При работе на больших глубинах, его погружают в заранее пробуренную скважину.
Положительные и отрицательные стороны
Данный метод хорошо известен в кругу профессиональных застройщиков и архитекторов. Он имеет множество положительных особенностей. Что же касается его негативных сторон, то они больше связаны с невозможностью применения в бытовой сфере.
Плюсы струйной цементации
- Данная технология позволяет осуществлять закрепление грунтов практически без нарушения их целостности и без динамического воздействия на них. Благодаря этому jet grouting может использоваться для укрепления горных районов, реконструкции старых зданий, проведения работ в условиях плотной городской застройки.
- Оказывает на землю комбинированное воздействие. Во-первых, возникают новые и уплотняются старые межчастичные связи. Во-вторых, производится уплотнение основания под высоким давлением.
В-третьих, в земле закладываются высокопрочные вертикальные сваи из грунтобетона на заданном расстоянии, а так же возникают хаотичные грунтобетонные горизонтальные прослойки. - Закрепление основания таким способом позволяет достигать его высокой прочности.
- Данная технология позволяет практически полностью предотвратить проседание грунта.
- Дает возможность исправлять крены высотных зданий.
- Работы могут производиться на любых почвах как выше, так и ниже грунтовых вод.
- Цементация позволяет производить работы без проведения каких-либо отходов.
Следовательно она может применяться для создания или укрепления саркофагов высокотоксичных или радиационных отходов без их выхода на поверхность, а так же с минимальным контактированием рабочих.
Минусы цементации
Ранее к минусам jet grouting относили отсутствие возможности выполнения работ на грунтах высокой плотности. Однако новые технологии, применяющие микро гидроразрывы, позволяют производить закрепление абсолютно любых грунтов.
Цементация грунта производится только специальной техникой
Поэтому к недостаткам можно отнести лишь то, что данный метод не может быть использован в бытовых условиях, по крайней мере, самостоятельно. Цементация требует специального оборудования, навыков, затрат финансов и времени, а так же предварительной сейсморазведки. От особенностей грунта зависит давление и состав подаваемой жидкости.
Порядок выполнения работ
Технология струйной цементации грунтов, как уже говорилось ранее, позволяет производить закрепление любых грунтов в любых условиях.
Диаметр грунтобетонных свай, в зависимости от особенностей грунта и нужд застройщика, может находиться в пределах от 60 см до 2 метров.
Остановимся подробнее на порядке выполнения работ:
- На первом этапе нужно произвести погрузку инъектора в грунт. Если того позволяет структура грунта и глубина цементации, инъектор вбивают без бурения скважины. Если же нет, производится бурение скважины диаметром 112 мм глубиной, соответствующей проектной отметке.
- При подъеме инъектора вверх, через отверстия в конусной насадке под давлением до 600 атмосфер подается цементная суспензия. Пропорции смешивания цемента и воды находятся в пределах от 1:0,4 до 1:10 в зависимости от степени водопоглощения грунта.
- Цементное молоко, выходя под большим давлением из форсунок (отверстий) в инъекторе, диаметром 2-4 мм, не только заполнчет естественные поры грунта, но и производит небольшие гидроразрывы, что позволяет закрепить большее пространство и не допустить в дальнейшем просадки здания.
- Сразу после заливки цементно-бетонных свай, при необходимости, производится их армирование. В зависимости от назначения, производится задавливание в смесь металлических или железобетонных столбов.
На прочность грунтобетонного основания, созданного по технологии jet grouting, влияет тип грунта и количество израсходованного цемента.
Схема выполнения работ по цементации грунта
Максимальная прочность достигается при работе в песчаных и гравилистых грунтах, минимальная – в глинистых.
Область применения
Область применения технологии струйной цементации очень широка: от городского строительства домов до предотвращения оползней и заполнения шахтных выработок.
- ограждение котлованов пересекающимися грунтобетонными сваями, выполняющими роль как вертикальной, так и противофильтрационной завесы;
- усиление любых типов фундаментов: ленточных, свайных, из железобетонных монолитных плит для повышения деформационных характеристик грунтовых оснований;
- установка буровых комбинированных свай, методом вбивания металлических или железобетонных элементов в грунтово-цементную смесь;
- создание разъединительных стенок, противостоящих разрушению существующих зданий при строительстве новых;
- заполнение горных, шахтных выработок и карстовых пустот;
- проведение противооползневых мероприятий;
- цементация используется для закрепления слабых грунтов при проведении дорожно-транспортного строительства, сооружения тоннелей и мостов;
Буровая установка для цементации грунта
Технологическое оборудование
Как уже упоминалось ранее, для проведения струйной цементации оснований нужно серьезное профессиональное оборудование.
- Буровые установки. Они могут быть крупногабаритными (для выполнения бурения на глубину до 50 метров) и мелкогабаритные (позволяют выполнять работы на глубине от 2 метров в условиях тесной застройки и небольшого рабочего пространства).
- Высоконапорные насосные установки, позволяющие подавать цементную суспензию под давлением от 450 до 600 атмосфер. Такое оборудование подает за одну минуту в скважину от 150 до 420 литров суспензии.
- Миксерные установки для приготовления водно-цементной суспензии.
Технология струйной цементации грунтов (видео)
Источник: https://PoPenobloky.ru/beton/cementaciya-grunta.html
