Що таке цементація грунту? Технологія Будівництво будинків і конструкцій з піноблоків

Струменевий цементація грунтів – це фізико-хімічне закріплення з метою створення скам’янілого підстави. Простіше кажучи, дана технологія дозволяє створювати, зміцнювати або вирівнювати фундаментні підстави без риття котлованів і відкопування існуючих конструкцій.

Грунто-цементна паля

Струменевий цементація (технологія jet grouting) дозволяє проводити закладку фундаментного підстави в умовах будівництва поблизу інших будівель, коли риття котловану неможливо. Так само, за допомогою даної технології можна зміцнити фундаменти існуючих будівель, не завдаючи їм шкоди. Роботи можуть проводитися в різних умовах, при сесмически активних грунтах, близькому заляганні природних вод і т. д.

Зміст

Основні поняття

Струменевий цементація грунтів (в перекладі jet grouting) – найбільш стара технологія, що дозволяє зробити таке закріплення грунту.

Застосовувати її почали для зміцнення пухких, крупнопесчаных, великоуламкових грунтів. Справа в тому, що рити котлован на піску – взагалі завдання невдячна.

В умовах же великоуламкових кам’янистих грунтів спроба порушення цілісності грунту (особливо це стосується гірських районів) взагалі може призвести до катастрофічних наслідків, типу зсувів.

Застосування методу струменевої цементації для закріплення фундаменту

Такий стан справ навряд чи порадувало забудовників, тому довелося винаходити метод, що дозволяє провести закріплення без порушення цілісності грунту.

Технологія jet grouting полягає в тому, що в грунт вертикально вводяться спеціальні трубкоинъекторы (труба з отворами, діаметром 2-4 мм), через яку під великим тиском подається суміш води і цементу (цементне молоко).

Вода під тиском виробляє гідророзрив земельної підстави, заповнюючи тріщини цементною сумішшю.

Зайва вода поступово видавлюється на поверхню. Розчин само поступово застигає і утворює з грунтом міцну неразмываемую суміш – грунтобетон.

Результат виконаних робіт по закріпленню ґрунту підстави струменевою технологією після відкопування

Якщо закріплення грунту проводиться на невеликій глибині, ін’єктор забивають в землю. При роботі на великих глибинах, його занурюють у заздалегідь пробурену свердловину.

Позитивні та негативні сторони

Даний метод добре відомий в колі професійних забудовників і архітекторів. Він має безліч позитивних особливостей. Що ж стосується його негативних сторін, то вони більше пов’язані з неможливістю застосування в побутовій сфері.

Плюси струменевої цементації

Дана технологія дозволяє здійснювати закріплення ґрунтів практично без порушення їх цілісності і без динамічного впливу на них. Завдяки цьому jet grouting може використовуватися для зміцнення гірських районів, реконструкції старих будівель, проведення робіт в умовах щільної міської забудови.

Надає на землю комбіноване вплив. По-перше, виникають нові і ущільнюються старі межчастичные зв’язку. По-друге, проводиться ущільнення основи під високим тиском. По-третє, в землі закладаються високоміцні вертикальні палі з грунтобетона на заданій відстані, а так само виникають хаотичні грунтобетонние горизонтальні прошарку.

Закріплення підстави таким способом дозволяє досягати його високої міцності.

Дана технологія дозволяє практично повністю запобігти просідання ґрунту.

Дає можливість виправляти крени висотних будівель.

Роботи можуть проводитися на будь-яких грунтах як вище, так і нижче ґрунтових вод.

Цементація дозволяє проводити роботи без проведення будь-яких відходів. Отже вона може застосовуватися для створення або зміцнення саркофагів високотоксичних або радіаційних відходів без їх виходу на поверхню, а так само з мінімальним контактированием робітників.

Мінуси цементації

Раніше до мінусів jet grouting відносили відсутність можливості виконання робіт на ґрунтах високої щільності. Проте нові технології, які застосовують мікро гідророзриви, дозволяють виробляти закріплення абсолютно будь-яких грунтів.

Цементація ґрунту проводиться тільки спеціальною технікою

Тому до недоліків можна віднести лише те, що даний метод не може бути використаний в побутових умовах, принаймні, самостійно. Цементація вимагає спеціального устаткування, навичок, витрат фінансів і часу, а так само попередньої сейсморозвідки. Від особливостей грунту залежить тиск і склад рідини, що подається.

Порядок виконання робіт

Технологія струменевої цементації ґрунтів, як вже говорилося раніше, дозволяє виробляти закріплення будь-яких грунтів в будь-яких умовах.

Діаметр грунтобетонних паль, в залежності від особливостей грунту і потреб забудовника, може перебувати в межах від 60 см до 2 метрів.

Зупинимося докладніше на порядок виконання робіт:

На першому етапі потрібно зробити завантаження ін’єктора в грунт. Якщо дозволяє структура грунту і глибина цементації, ін’єктор вбивають без буріння свердловини. Якщо ж ні, проводиться буріння свердловини діаметром 112 мм глибиною, відповідної проектної позначки.

При підйомі ін’єктора вгору, через отвори в конусній насадці під тиском до 600 атмосфер подається цементна суспензія. Пропорції змішування цементу і води знаходяться в межах від 1:0,4 до 1:10 в залежності від ступеня водопоглинання грунту.

Цементне молоко, виходячи під великим тиском з форсунок (отворів) в ін’єкторі, діаметром 2-4 мм, не тільки заполнчет природні пори ґрунту, але й виробляє невеликі гідророзриви, що дозволяє закріпити більший простір і не допустити надалі осідання будівлі.

Відразу після заливки цементно-бетонних паль, при необхідності, проводиться їх армування. Залежно від призначення, провадиться задавливание в суміш металевих або залізобетонних стовпів.

На міцність грунтобетонного підстави, створеного за технологією jet grouting, впливає тип грунту і кількість витраченого цементу.

Схема виконання робіт по цементації грунту

Максимальна міцність досягається при роботі в піщаних і гравилистых грунтах, мінімальна – в глинистих.

Область застосування

Область застосування технології струменевої цементації дуже широка: від міського будівництва будинків до запобігання зсувів і заповнення шахтних виробок.

огородження котлованів пересічними грунтобетонными палями, що виконують роль як вертикальної, так і протифільтраційних завіс;
посилення будь-яких типів фундаментів: стрічкових будинку, з залізобетонних монолітних плит для підвищення деформаційних характеристик грунтових підстав;
установка бурових комбінованих паль методом забивання металевих або залізобетонних елементів в грунтово-цементну суміш;
створення роз’єднувальних стінок, що протистоять руйнуванню існуючих будівель при будівництві нових;
заповнення гірських, шахтних виробок і карстових порожнин;
проведення протизсувних заходів;
цементація використовується для закріплення слабких ґрунтів при проведенні дорожньо-транспортного будівництва, спорудження тунелів та мостів;

Бурова установка для цементації грунту

Технологічне обладнання

Як вже згадувалося раніше, для проведення струменевої цементації підстав потрібно серйозне професійне обладнання.

Бурові установки. Вони можуть бути великогабаритними (для виконання буріння на глибину до 50 метрів) і мелкогабаритные (дозволяють виконувати роботи на глибині від 2 метрів в умовах тісної забудови і невеликого робочого простору).

Високонапірні насосні установки, що дозволяють подавати цементну суспензію під тиском від 450 до 600 атмосфер. Таке обладнання подає за одну хвилину у свердловину від 150 до 420 літрів суспензії.

Миксерные установки для приготування водно-цементної суспензії.