Sarvtor.ru

SarVtor.Ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Техническое решение: укрепление грунта

Техническое решение: укрепление грунта

Инъектирование грунта проводят перед началом строительства, чтобы повысить твердость основания под объектом, увеличить плотность, уменьшить способность пропускать воду. В результате обеспечивается безопасность строительной конструкции. Качество укрепления грунта во многом зависит от подбора оборудования для инъекционных работ.

Какие грунты инъектируют

Перед строительством жилого или промышленного объекта на местности проводят геологические изыскания. Если грунт слабый или подвижный, то его укрепляют, изменяя свойства введением затвердевающих растворов. Чаще всего инъекционное вмешательство требуется, если грунты на участке проблемные для строительства:

  • Подвижные. К этой категории относят песчаники и супеси, не содержащие вяжущих глинистых включений.
  • Заболоченные и водонасыщенные почвы, которые постепенно размываются водой.
  • Раздробленные скальные породы с нарушенной структурой, не обладающие достаточной прочностью.
  • С водоносными пластами, которые могут размывать твердые породы. Особенно важно предотвратить размытие пластов при строительстве подземных сооружений.

Инъектирование грунтов проводят при строительстве наземных и подземных сооружений.

Основные способы инъектирования

Укрепить грунтовое основание можно разными способами. Отличия заключаются в выборе затвердевающего материала и технологии его ввода. В зависимости от состава материала выделяют типы инъектирования:

  • Цементация. В пробуренную скважину вводится цементный раствор, который после застывания прочно связывает породу.
  • Силикатизация подразумевает ввод под землю силиката натрия, смешанного с кислотными или щелочными отвердителями.
  • Смолязация грунта. Для инъекции применяют полимерные смолы, предварительно смешанными со слабокислотными отвердителями.

Укрепляющие материалы вводятся разными способами – стандартным инъектированием или струйными цементированием. Какой метод подходит лучше для решения задачи, специалисты определяют на этапе проектирования после проведения инженерных и гидротехнических геоизысканий.

Составы инъекционных растворов

Составы для усиления грунтов инъектированием определяются ГОСТами. Нормативы позволяют использовать растворы с минеральными и полимерными вяжущими:

  • разноплановые цементные смеси:с добавлением глины (цементно-глинистые), песка (цементно-песчаные), полимерных добавок (цементно-полимерные), силикатов (цементно-силикатные),
  • тонкодисперсионные растворы, в состав которых входит высокомарочный цемент с силикатными добавками;
  • на основе полимерных смол;
  • силикатные.

После выбора подходящего материала и определения его состава изготавливается опытная партия раствора, проводятся пробные испытания. Это делают для того, чтобы правильно определить необходимый для инъектирования объем раствора, выяснить радиус действия состава, посмотреть, какими свойствами будет обладать грунт после его укрепления. Специалисты рассчитывают оптимальное гидротехническое давление для нагнетания раствора при инъектировании, наглядно видят расход состава на единицу объема грунта.

Читайте так же:
Производительность печей для цемента

Особенности составов

Цементация грунтов выполняется цементными растворами с минеральными вяжущими или тонкодисперсионными с силикатными добавками. Метод цементации применяют:

  • для укрепления сыпучих песчаников с мелкозернистым и пылевым составом;
  • при наличии трещин в скальных породах, которые надо закрыть;
  • в случаях, когда полимерные затвердители запрещено использовать законодательством в сфере экологии или нормами СанПин.

Силикатные растворы используют в случаях, когда кроме укрепления нужно повысить водостойкость подземных пластов. Силикатные составы вводят в пористые грунты с высоким коэффициентом фильтрации (от 0,5 до 80 м/сутки). Иногда силикаты применяют для заполнения трещин в скальных породах или после цементации, чтобы дополнительно повысить водоотталкивающие свойства пласта.

При смолизации под землю вводят синтетические полимерные составы. Обычно это двухкомпонентные смеси: в полимерные смолы добавляют специальный кислотный отвердитель. После тщательного перемешивания смол с отвердителем полученный раствор вводят под землю. Смолами укрепляют несвязные песчаные грунты. Геополимерное инъектирование может ограничиваться необходимостью соблюдения экологического законодательства.

Для ликвидации вымывания пластов водой и их стабилизации, герметизации подземных сооружений иногда для инъектирования используют вспененные полимерные составы – полиуретановые или силикатные инъекционные смолы.

Геолого-инженерные изыскания и проектирование

Инъектирование выполняется на основе предварительно составленного проекта. Перед разработкой проекта проводят разведочное бурение, берут образцы грунта, проводят лабораторные исследования:

  • изучают геологическое строение участка;
  • определяют состав подземных вод;
  • анализируют физико-механические параметры грунтовых образцов: плотность материала, пористость, коэффициент фильтрации жидкости, проницаемость, способность выдерживать гидротехническое давление.

На основе результатов геологических и гидрологических исследований специалисты решают, какой цементирующий материал лучше использовать для инъектирования грунта, определяют состав и количество рабочего раствора.

Расположение скважин

Точки бурения скважин на местности указывают в проекте. Скважины располагают таким образом, чтобы после инъектирования цементирующего состава в землю получить сплошное затвердение основания. Диаметр скважины зависит от вида инъекционного оборудования и проектной глубины, на которую вводится раствор.

Способы погружения инъекторов

Методы ввода инъекторов в скважину для нагнетания раствора зависит от характера грунта, глубины введения, наличия рядом окружающей застройки. Инъекторы могут забиваться, вдавливаться в землю или просто вводится в пробуренные скважины. Для каждого вида работ используют определенное оборудование. Для ввода инъектора в мягкие несвязные почвы используют перфорированные трубы.

Читайте так же:
Насосы для разгрузки цемента с вагонов

Оборудование для инъектирования

На выбор оборудования влияют особенности участка, способ вмешательства (инъектирование или струйная цементация), состав и объем вводимого вещества, давление нагнетания. Для каждого вида работ подбирают определенный тип оборудования:

  • Кондукторы используются для инъектирование в скальные породы, в которых есть трещины.
  • Пакеры герметизируют скважины при нагнетании раствора и позволяют локализовать участок.
  • Манжетные колонны представляют собой трубу из стали или жесткого пластика с отверстиями по всей длине, закрытыми резиновыми манжетами. Манжетные колонны применяются для обработки несвязных грунтов. С их помощью в одну скважину можно многократно вводить любые вещества вне зависимости от состава и объема. Инъекция тонкодисперсионными цементными составами выполняется только манжетными колоннами.
  • Буровой став также используется для работы с несвязными грунтами.
  • Забивные инъекторы и инъекторы-тампоны применяют для цементации, силикатизации или полимеризации гравийных грунтовых пластов, пород, содержащие крупные скальные обломки.

Подобрать подходящее по техническим характеристикам оборудование (насосы для подачи раствора, инъекторы и материал) для укрепления грунтов инъектированием поможет сотрудник нашей компании.

Особенности выполнения работ

Инъектирование выполняется в определенной последовательности:

  • На участке бурят скважины на проектную глубину. Точки ввода определены проектом.
  • В скважину вводят манжетную колонну.
  • По колонне подают раствор, который выходит в отверстия в манжете и заполняет зазор между стенками скважинного отверстия и колонной.
  • После застывания и набора раствором прочности приступают к инъектированию.

Если раствор нагнетается в скважину пакером или кондуктором, то инъектирование выполняется по всей глубине ниже места посадки кондуктора.

Инъекционные растворы для грунтов нагнетают насосами с регулируемым приводом. Если регулируемого привода нет, то на насос устанавливают регулятор, позволяющий плавно менять давление и скорость подачи раствора. Технически обоснованный выбор оборудованиядля инъектирование грунта, правильно приготовленный состав, введение его с соблюдением технологий позволит качественно укрепить грунт.

Оборудование, предлагаемое нашей компанией, обеспечит грунту проектную прочность.

  1. Бурится до проектной отметки лидерная скважина диаметром 112–132 мм (прямой ход).
  2. Буровая колонна поднимается с вращением, одновременно под давлением

500 атм. подается струя цементного раствора (обратный ход).

Читайте так же:
Цемент песок фундамент строительство
  • В тело незастывшей грунтобетонной колонны погружается армирующий элемент.
  • Затвердевшая грунтоцементная масса образует еще один элемент – грунтобетон. Прочность грунтобетона на сжатие может достаточно сильно изменяться, в зависимости от вида грунта и нормы расхода цемента на кубометр укрепляемого грунта.

    Расчет количества воды

    Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

    От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

    Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

    Класс бетона (марка)ПЦ 400ПЦ 500
    В 7,5 (М100)1,3
    В 12,5 (М150)0,85
    В 15 (М200)0,690,79
    В 20 (М 250)0,570,64
    В 22,5 (М300)0,530,61
    В 25 (М300-М350)0,50,58
    В 27,5 (М350)0,480,55

    Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

    Читайте так же:
    Наружные цементный откосы для пластиковых окон

    3 Термины и определения

    В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 30515, СП 22.13330 и СП 45.13330. а также следующие термины с соответствующими определениями:

    3.1 инъекционный раствор: Однородная смесь цемента и воды в любых соотношениях с добавками или без. с заполнителем из песка или иных добавок и заполнителей, применяемая для закрепления грунтов; свойства инъекционных растворов включают свойства смеси и затвердевшего раствора.

    3.2 элемент закрепленного грунта: Массив грунта с измененными физико-механическими характеристиками в результате закрепления, имеющий условные границы закрепления в плане и по глубине.

    3.3 условные границы закрепления: Линия, плоскость, поверхность между закрепленным грунтом с нормируемым показателем качества по настоящему стандарту и незакрепленным или закрепленным грунтом с показателем качества ниже нормируемого.

    Технология цементации грунта

    Цементация грунта заключается в технической мелиорации грунта. Она основана на искусственном введении в грунт цемента, который обладает определенными вяжущими и гидравлическими свойствами.

    Цементация фундамента является самым быстрым и экономичным способом укрепления грунта рядом с фундаментом. Даже самым неустойчивым грунтам этот метод может дать необходимые показатели устойчивости и прочности.

    Фотоотчет цементации фундаментов и закрепление грунтов, а также устройство буронабивных свай диаметром 250 мм

    Фотоотчет усиления несущих конструкций и грунтов основания здания на Красносельско-Калининской линии

    Фотоотчет закрепления грунтов основания, цементация контактной зоны «фундамент-грунт» при усилении существующего здания

    Фотоотчет укрепления грунтов основания, цементация фундаментов при ремонтно-реставрационных работах по фундаменту.

    Фотоотчет цементации фундаментов и контакта «фундамент-грунт» при ремонтно-реставрационных работах по фундаменту.

    Фотоотчет цементации фундаментов и закрепление грунтов на объекте «Строительство второго корпуса детского дома «Пансион «Наш дом»

    Марки цементных растворов

    Вначале нужно сделать два уточнения.

    Первое: в строительстве цементом называется целая группа вяжущих смесей, несмотря на значительные различия в их составе. Наиболее широко используется портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, а также глиноземистый цемент. В эту группу входят расширяющиеся цементные и еще многие другие смеси.

    Второе: непрофессионалы часто путают цементный и бетонный составы. Это ошибка, поскольку цементный раствор готовится путем смешивания в определенных пропорциях цемента и песка, а для приготовления бетонного в состав добавляется еще гравий или щебень.

    График отношения воды к цементу для цементов разных марок.

    Читайте так же:
    Цементный клинкер насыпная плотность

    Хороший цемент должен обладать хорошей вяжущей способностью. В подавляющем большинстве случаев для приготовления растворов из цемента используют марки М200, М300, М400, М500, М600. Чем выше марка, тем приготовленный цементный раствор будет качественнее и прочнее.

    В зависимости от используемого цемента и количества добавляемого в смесь песка растворы цемента тоже делятся на марки. В частном строительстве обычно используются марки 15, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. В промышленном строительстве для придания возводимой конструкции сверхпрочности иногда используется цементный раствор М300.

    В отличие от бетонной смеси, которую при больших объемах рациональнее покупать в готовом виде на специализированных заводах, цементный раствор практически всегда готовится на строительной площадке. Чтобы получить нужную марку, необходимо смешать в определенной пропорции цемент и песок.

    Например, для приготовления состава М100 можно использовать цемент М300 и песок в пропорции 1:3, при использовании цемента М400 эти пропорции будут 1:4, а при использовании цемента М500 — 1:5. Для приготовления раствора М200 эти пропорции будут такими: при использовании М400 — 1:2; при использовании М500 — 1:2,5; при использовании М600 — 1:3.

    В приведенных примерах несложно заметить, что расход цемента, независимо от его марки, всегда остается одинаковым, а изменяется только количество расходуемого песка. Поэтому, соблюдая нужные пропорции, несложно приготовить цементную смесь практически любой марки. Очень важно при этом не зацикливаться на марке используемого для приготовления вяжущего, а добиваться нужной марки окончательного продукта.

    В электролитическом растворе

    Для повышения прочности металла и отвердения поверхностного слоя изделия погружают в многокомпонентные растворы электролитов. Способ называют скоростным, используется он применительно к небольшим деталям.

    В данном случае температуру выставляют в пределах 450 – 1050 градусов. Поскольку это электрохимико-термическая обработка, используется постоянное напряжение от 150 до 300 В. Чтобы поддерживать температуру в нужных границах, анод от электролита отделен при помощи специальной парогазовой оболочки. Достижению цели способствует введение в электролит так называемых веществ-доноров. К ним относят сахарозу и глицерин, ацетон и этиленгликоль.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector