Усиления фундамента методом инъектирования

Появление таких трещин говорит о просадке фундамента
Появление трещин по стенам и фундаменту при эксплуатации здания — веский повод для беспокойства владельцу, принятию решения по укреплению фундамента на начальных этапах проблемы. Одним из современных и действенных способов укрепить основание дома — усиление фундамента инъектированием специальных материалов в поры бетона, грунта.

Прежде чем приступать к решительным действиям по устранению возникшей проблемы, необходимо разобраться в причинах, знать какие существуют способы усиления фундамента, какая технология подходит для конкретного строения, провести экономические расчёты стоимости работ по различным вариантам.

Почему разрушаются фундаменты

Причины разрушения основания бывают различными. Важно понять, почему возникла проблема чтобы принимать меры к её устранению. Вот некоторые причины, приводящие к разрушению конструкции:

1. Изначально неверный расчёт фундамента без достаточно полных гидрогеологических и геологических исследований грунтов на этапе проектирования.
2. Нарушение технологии при приготовлении смеси для формирования ленты приводит к получению бетона с пониженной прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью. Это сказывается на несущей способности бетона, сроках эксплуатации.
3. Перепланировка дома с критическими отступлениями от проекта, надстройкой этажа, мансарды.
4. Изменение состояния грунтов и уровня грунтовых вод в течении времени эксплуатации. Это бывает по естественным причинам, подвижкой пластов при сейсмических колебаниях, изменению состояния и влажности грунтов при подъёме уровня грунтовых вод при строительстве нагруженного объекта в непосредственной близости.
5. Нарушение гидроизоляции.

Гидроизоляция методом инъектирования: подробности технологии

Влага поступает внутрь конструкций через поры или трещины. Заполнение таких полостей специальным гидрофобным составом позволяет полностью устранить миграцию как самой жидкости, так и её паров. При этом нет нужды в замене поврежденного или недостаточно герметичного участка. Полости, поры и трещины перекрываются пластичным, устойчивым к статическим деформациям и динамическим нагрузкам материалом, что в итоге укрепляет саму стену либо фундамент.

Использование современных технологий позволяет избежать масштабных земляных работ, для которых часто требуется привлечение тяжелой техники. Кроме того, такие работы подразумевают высокие требования к ТБ, а их проведение не всегда возможно в крупных городах с плотной застройкой.

Используемые материалы для инъекционной гидроизоляции

Основой любой смеси является ее активный компонент. Сегодня на рынке представлены составы на основе акрилата, эпоксидной смолы, полиуретана и цемента. Их основные характеристики, в зависимости от активного компонента:

1. Акрилат. Смесь обладает низкой вязкостью, эффективно заполняет трещины и полости, полимеризуется даже в присутствии воды. Подходит для устройства вуальной гидроизоляции, когда водоупорный слой герметика располагается на границе грунта и стеновой конструкции.
2. Полиуретан. Состав пенистой консистенции. Может быть эффективным решением для создания отсечной гидроизоляции, когда необходимо устранить напорную течь. Перед инъектированием бетона, каменных или кирпичных стен полиуретановой смесью, необходимо увлажнить конструкции – это важное условие для качественной сцепки состава с поверхностью. Более экологически безопасным решением, действующим по такому же принципу, являются составы «Кальматрон» и «Кольматекс».
3. Эпоксидная смола. Двухкомпонентная смесь, состоящая из активной жидкости и катализатора. Может наноситься только на сухие поверхности. Несмотря на высокие показатели адгезии, которые по прочности превышают обрабатываемые минеральные основания, смесь имеет ограничения в применении из-за токсичности своих составляющих.
4. Гидробетон «Кальматрон». Смеси содержат компоненты, которые при контакте с влагой превращаются в кристаллы, стремительно расширяющиеся в полостях пор и трещин. Данные составы экологически безопасны и могут применяться для герметизации емкостей с питьевой водой.

Применяемые технологии инъекционной гидроизоляции

Для создания водонепроницаемого барьера в толще стен бурятся наклонные каналы. В них вставляются патрубки, к которым присоединяется компрессорная установка для подачи жидкого состава под давлением. Проникая в толщу стеновых конструкций, смесь заполняет мельчайшие поры, трещины и полости. Так создается надежный барьер от мигрирующей в помещение влаги.

В случаях объемных течей применяют акриловые или полиуретановые герметики, которые обладают пластичностью и хорошо сцепляются с насыщенной влагой поверхностью. Если необходимо обеспечить высокую прочность зоны герметизации, используют составы на основе цемента или эпоксидных смол.

Выбираем метод восстановления фундамента

Выбор метода восстановления несущей способности основания определяется по результатам повторных геологических и гидрогеологических исследованиях грунтов, определению прочностных характеристик бетона на момент возникновения проблемы.

Лучший вариант — обратиться к организации, специализирующейся на подобных исследованиях, выполняющих проекты по восстановлению фундаментов, укреплению грунтов. Своими руками такую сложную проблему решить невозможно. Специалисты определят степень разрушения, предложат конкретные методы восстановления несущей способности фундамента.

Иногда вопрос ремонта решается быстро, без особых затрат старыми способами восстановления фундамента:

• укрепление тела фундамента устройством обойм;
• увеличение площади подошвы;
• устройство свай усиления;
• увеличение глубины заложения с устройством дополнительного фундамента или монолитной плиты.

В современном представлении усиление основания под здание представляется как:

1. Усиление самого тела конструкции.
2. Укрепление грунтов основания с целью увеличения несущей способности с изменением физических свойств.

Усиление прочности тела фундамента

При определении тех или иных работ по усилению фундамента бывает достаточно повысить прочность тела конструкции, потерявшую проектные характеристики. Для восстановления качества, прочности, водонепроницаемости бетона применяется технология микроцементирования.

Микроцемент — минеральное вяжущее особо тонкого помола, производится методом воздушной сегрегации, имеет плавную градацию гранулометрического состава.

Инъекция микроцемента в тело бетона до выхода из трещин

Технология заключается в инъектировании в тело укрепляемой конструкции водной суспензии микроцемента под давлением 10—30 бар. Вот некоторые этапы процесса проведения инъектирования:

1. В теле бетона под углом бурятся отверстия глубиной 2/3 конструкции, не доходя 40—50 сантиметров до подошвы основания. Отверстия делают через 50—60 сантиметров по периметру фундамента.
2. Устанавливаются манжетные колонны или пакеры.
3. Приготавливается водная суспензия микроцемента на специальном высокоскоростном смесителе (>2000 оборотов в минуту). Водоцементное отношение принимается в пределах 0.7—1.2.
4. Производится закачка суспензии через манжеты, пакеры шнековым или плунжерным насосом до выхода раствора с обратной стороны или получение «стоп» при возрастании давления >30 бар.
5. Суспензия проникает в поры бетона, раковины, волосяные и усадочные трещины. Давление в системе сбрасывается, пакер остаётся, поддерживает остаточное давление в теле конструкции.

Кроме эмульсии микроцементов при инъекции применяются: жидкое стекло, композиции на основе полимеров.

Инъекционная гидроизоляция подвала изнутри

Грунтовые воды часто подмывают почву. Гидроизоляцию подвала, всегда лучше всего выполнять снаружи, а не изнутри, так чтобы она работала на прижим, а не на отрыв. Это большая защита от грунтовых вод. Но бывают ситуации, когда к цоколю нет доступа с внешней стороны, так как дом или здание уже построено и для того чтобы добраться до стен нижнего помещения или фундамента нужно откапывать здание или дом снаружи, что не всегда бывает возможным. В таком случае гидроизоляция выполняется изнутри. Защита от грунтовых вод изнутри подвала в основном выполняется инъекционной гидроизоляцией, с помощью впрыскивания специальных полиуретановых смесей в тело бетона, швы и трещины в зависимости от того, где наблюдаются протечки. Существуют разные материалы для гидроизоляции, их выбор зависит от вида протечки, материала из которого сделан фундамент и основные несущие конструкции подвала. Самые популярные инъекционные смеси — это гелиевые составы (предназначены в основном для кирпичных стен) и полиуретановые составы (предназначены в основном для стен из бетона, газоблока и т.д…).

Инъекционная гидроизоляция полиуретаном

Инъекция полиуретана включает в себя впрыскивание в протекающие швы, трещины, проблемных участков пола и стенок фундамента. Этот вид ремонта наиболее подходит для монолитных бетонных плит и бетонных блоков различного типа, именно из этих 2-х материалов построены большинство подвалов. Такая инъекция, очень надёжна от грунтовых вод, и обеспечивает долговечную защиту при правильном введении состава профессиональным специалистом по гидроизоляции изнутри. Для долговечности и надёжности также важен и сам инъекционный состав полиуретана. Тут лучше всего подойдут дорогие импортные материалы производства BASF или, или более оптимальная по цене, линейка полиуретанов HydroInject компании Hydro.

Усиление фундамента и грунтов

Когда при обследовании основания выявляется необходимость усиления его несущей способности, используются технологии силикатизации, цементации грунтов, устройство разделения грунтов «стена в стене», монтаж через тело конструкции буроинъекционных свай.

Технологический процесс монтажа буроинъекционных свай делится на следующие этапы:

1. В теле фундамента под углом бурится отверстие, превышающее диаметр шнека установки, до подушки основания. Монтируется гильза, которая будет служить направляющим кондуктором.
2. Полым шнеком бурится скважина в грунте до проектной отметки, остатки грунта из скважины удаляются воздухом.
3. Приготавливается бетонная смесь, закачивается в скважину под давлением 1.5—5 бар до выхода на поверхность чистого. При этом, объём закачки должен превысить 2 объёма скважины, зайти в грунт через поры.
4. В заполненную цементной смесью скважину монтируется металлический каркас так, чтобы вокруг него оставался защитный слой бетона.
5. В случае проблемных грунтов или прохождении грунтовых вод монтируется по ходу бурения обсадная колонна из металлической трубы.

Применение буроинъекционных свай обеспечивает сохранность природного состояния грунта на соседних участках, не влияет на состояние ремонтируемого здания, окружающих строений.

Порядок монтажа буроинъекционных свай

Методы усиления под фундаментом грунта, улучшение его физических характеристик, увеличение несущей способности осуществляется методом инъекции:

1. Смолы — Sika Injection 201, 451; Sikadur 52, 53; MC Inject 2300 Plus; Манопур 143. Акрелатных эластичных гелей — Sika Injection 304/305, MC Inject G-L 95 DX.
2. Инъекционной микроцементной суспензии SikaRock Fill 10.
3. Цементного раствора с расширяющим вяжущим
4. Двухкомпонентной полиуретановой смолы Bast Meyco 355 A 3 Tix.

   
   Укрепление грунта методами инъекции

Эти способы позволяют создавать в грунте под фундаментом зоны с улучшенными физическими характеристиками по несущей способности.

Видео: Усиление фундаментов

Устройство буроинъекционных свай

Что такое буроинъекционная свая, и как она устроена? Это конструкция из бетона, которую устанавливают под углом 300-450 к стенкам фундамента для того, чтобы она взяла на себя несущие нагрузки от ремонтируемого локального участка (строители говорят – разгрузила). Технология ремонта основания буроинъекционными сваями технически несложная, кроме одного пункта: установить их самостоятельно и без специального оборудования практически невозможно.

Свая делается из бетона с наполнителями мелких фракций, не армируется, но таким способом можно укрепить любой фундамент. Бетон в этой технологии используется везде – и при создании сваи, и при ее заливке, и при проведении инъекций, так что основной недостаток этого метода – дороговизна, связанная не только с приготовлением большого объема раствора, но и с его доставкой. Скважин для монтажа свай может понадобиться от нескольких единиц до нескольких десятков, а при минимальном диаметре скважины 30 см и глубине заложения опоры до нескольких метров получится внушительная цифра расхода смеси. На практике глубина погружения сваи зависит от уровня промерзания грунта, и бурить нужно на 0,5-0,7 м ниже этой точки.

Важно: Только погружение свай ниже уровня промерзания поможет сохранить прочность конструкции, способной выдерживать несущие нагрузки от ремонтируемого объекта, так как сваи выполняют роль главного укрепляющего элемента усиливаемого фундамента.

Устройство и монтаж буроинъекционных свай
Преимущества буроинъекционных свай при усилении и ремонте оснований:

1. Монтировать сваи можно в труднодоступных для строительной техники местах;
2. Укрепить можно даже фундаменты зданий, находящихся в зоне сильных промышленных вибраций:
3. При использовании природного камня-дикаря получается не самое прочное основание, которое может смещаться вбок со временем, но применение буроинъекционных свай укрепляет и такие старые конструкции;
4. Профессиональное проектирование свай использует классические методики, позволяющие узнать количество опор и тип конструкции;
5. Буроинъекционные сваи имеют идеальную несущую способность, что позволяет им выдерживать вес любого здания, стоящего на рыхлом или песчаном грунте, так как скважина бурится ниже уровня слабых слоев почвы.

Спецтехника для монтажа свай
Фундамент рекомендуется усиливать в таких случаях:

1. В фундаменте начали появляться трещины;
2. Происходит локальная усадка здания. Это может проявляться как по углам, так и по периметру стен дома;
3. При реставрации аварийного здания, текущее состояние которого необходимо сохранить до начала ремонта;
4. При необходимости защиты фундамента от промышленных или производственных вибраций. Как пример – вибрации грунта в зоне железнодорожных узлов или крупных автотрасс;
5. При необходимости замены разрушенной винтовой сваи или столбчатой опоры можно использовать буронабивную сваю;
6. При укреплении здания в зоне плотной застройки – в центре города, к примеру.

Монтаж сваи внутри здания
Последовательность рабочих операций по укреплению фундаментов с применением буроинъекционных свайных опор:

1. Перед составлением проекта ремонтируемого основания делается расчет новой конструкции, после чего разрабатывается сам проект;
2. Путем изысканий устанавливается тип и свойства грунта, количество слоев и глубина залегания прочного слоя;
3. По разметке в проекте бурятся скважины – угол бурения 300 от вертикальной оси, глубина – расчетная;
4. Бетонный раствор для инъекций должен быть средней плотности с низкой дисперсностью;
5. Спецтехникой или мощным насосом, создающим необходимое давление, бетонный раствор подается в скважину;
6. Скважины соединяются арматурой друг с другом и с ремонтируемым фундаментом.

Создание и заливка буроинъекционных свай