Закрепление грунтов Основания инъекционными методами

Главная мысль: При назначении метода закрепления грунтов и состава растворов необходимо проводить технико-экономическое сравнение различных способов закрепления грунтов, а при неопределенности исходных данных целесообразно назначать опытно-технические работы, на основании которых принимать окончательное решение. Такой подход позволяет выбрать оптимальную методику, и избежать нецелесообразного увеличения конечной стоимости работ.

Определение метода инъектирования грунтов

Закреплением грунтов основания инъекционными методами (инъектированием) принято называть комплекс мероприятий по улучшения физико-механических свойств грунтов путем нагнетания в грунты цементационных или химических растворов с помощью погружаемых инъекторов или через специальные скважины. Тем самым достигается существенное улучшение прочностных и деформационных характеристик закрепляемых грунтов.
Метод закрепления грунтов применим для вновь строящихся зданий и сооружений, а также для реконструируемых.
При компенсационном нагнетании растворов, применяется в качестве компенсационного мероприятия направленного на уменьшение неблагоприятного влияния различных факторов и этапов строительства друг на друга.
В зависимости от цели применения метода, элементы закрепленного грунта могут иметь различную форму в плане и по глубине, в том числе: отдельными элементами, массивами и в сочетании элементов и массивов.

Область применения метода инъекционного закрепления грунтов в строительстве

Улучшение свойств грунтов основания в том случае, когда нагрузки от нового либо реконструируемого здания превышают «несущую способность» грунтов основания, либо требуется уменьшить значение проектной осадки здания;
При реконструкции и ремонте фундаментов, когда требуется улучшить свойства грунтов основания, подверженных в процессе эксплуатации неблагоприятному техногенному воздействию и ухудшению свойств;
Преобразование свойств структурно-неустойчивых и специфических грунтов, обладающим способностью изменять структурные свойства под влиянием внешних воздействий таких как вибрационные, замачивание и т.д.;
При устройстве подземных конструкций и сооружений, в том числе: тоннелей, шахт, ограждений котлованов, свай, противофильтрационных завес. При углублении подвалов зданий, для уменьшения технологического воздействия и ограничения водопритока грунтовых вод;
В качестве компенсационных мероприятий, для уменьшения неблагоприятного влияния от нового подземного строительства на расположенные рядом здания и сооружения;
Для предотвращения развития неблагоприятных геологических процессов, таких как карстово-суффозионные, оползневые, морозное пучение и т.д.;
В качестве метода для выравнивания неравномерных осадок и подъема зданий и сооружений

Способы закрепления грунтов методом инъектирования

В зависимости от цели закрепления и инженерно-геологических условий применяют следующие способы закрепления грунтов:

Инъекционный – путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов с помощью погружаемых инъекторов или через скважины (смолизация, силикатизация, цементация);
Виброинъекционный – путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов через инъекторы при одновременном воздействии на закрепляемый грунт высокочастотной вибрации (смолизация, силикатизация, цементация);
Буросмесительный (глубинное перемешивание) – путем механического измельчения грунта без извлечения его на поверхность и смешивания с цементом и другими вяжущими веществами специальным буровым устройством в процессе погружения или извлечения его с вращением с созданием элементов закрепленного грунта;
Струйный – позволяющий разрушать струей высокого давления грунт в скважине и смешивать его с цементным раствором путем нарушения естественной структуры грунтов с созданием элементов закрепленного грунта, обладающих заданными свойствами или полным замещением грунтов цементным раствором;
Термический – путем спекания грунта в скважине высокотемпературными газами или с помощью электронагрева грунта

Рис. Цементация грунтов основания фундамента

Выбор технологии закрепления грунтов основания

Работы по закреплению грунтов выполняются на основании проектной документации, разработанной специализированной проектной организацией. Специализированная организация в данном случае - это организация, основным направлением деятельности которой является выполнение проектирования оснований, фундаментов и подземных частей сооружений, располагающая квалифицированным и опытным персоналом, в том числе с обязательным привлечением научных кадров, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением.

Проектная документация разрабатывается на основании основных исходных данных включающих:

Задание на проектирование;
Конструктивные и объемно-планировочные решения проектируемых зданий и сооружений;
Технический отчет об обследовании для реконструируемых зданий, либо попадающих в зону влияния;
Отчет об инженерно-геологического изысканиях.

Отчет от инженерно-геологического изысканиях, должен включать в себя все основные сведения и характеристики о закрепляемых грунтах, а также важные данные, необходимые для проектирования мероприятий по закреплению грунтов. К важным данным относятся сведения о коэффициенте фильтрации грунта, химическом составе, агрессивности грунтовых вод, сведения о неблагоприятных инженерно-геологических процессах и структурно-неустойчивых грунтах.
Более полные и детальные исходные данные позволяют проектной организации разработать наиболее оптимальное техническое решение и не допустить ошибок при проектировании.

Коэффициент фильтрации грунта (Кф) имеет существенное значением при выборе способа закрепления, рецептуры растворов и технологических параметров, что в свою очередь, оказывает значительное влияние на стоимость работ.

Например, стоимость растворов применяемых для инъектирования грунтов отличается более чем в 10 раз, также существенное отличие в стоимости имеет способ и методика проведения работ, что приводит удорожанию работ.

При назначении метода закрепления грунтов и состава растворов необходимо проводить технико-экономическое сравнение различных методов, а при неопределенности исходных данных целесообразно назначать опытно-технические работы, на основании которых принимать окончательное решение. Такой подход позволяет выбрать оптимальную методику, и избежать нецелесообразного увеличения конечной стоимости работ.