Что такое цементация грунтов нисходящим способом при поглощении

Цементация грунтов восходящим способом

Бурение скважин и инъекция растворов выполняются нисходящими или восходящими заходками.
Глубина заходок (длина инъектируемого участка скважины) не должна превышать 10 м. В неустойчивых, нарушенных, сильно обводненных грунтах, глубину заходок следует уменьшить до 3 м.

Нисходящая заходка – скважина бурится на глубину первой от устья скважины заходки, инъектируется, затем заинектированная зона грунта разбуривается, скважина бурится на глубину второй заходки, инъектируется и т.д.

Восходящая заходка – скважина разбуривается на проектную глубину, грунт инъектируется последовательно, заходками, от забоя скважины к устью.

Режимы бурения скважин (число оборотов бурового инструмента, осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, количество промывочной жидкости) должны выбираться с учетом конкретных горно-геологических условий, диаметра бурения, типа породоразрушающего инструмента, глубины скважин и характеристик применяемого бурового оборудования.

Погружение инъекторов в грунты для инъекции раствора может производиться забивкой, задавливанием или установкой в предварительно пробуренные инъекционные скважины.
Выбор способа погружения зависит от вида грунта, глубины укрепления и наличия окружающей застройки.

Компания ПроектДон является надежным подрядчиком по цементации грунтов восходящим способом. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов регионов России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8 (961) 295 28 55.

Источник

Цементация грунтов нисходящим способом

При цементации грунтов нисходящим способом сначала бурят скважину на глубину зоны, а затем в нее инъецируют раствор до отказа, т. е. до момента, когда либо наступает полное прекращение поглощения раствора. Глубина зоны зависит от степени трещиноватости породы, и составляет обычно 2-5 м.

Цементация грунтов нисходящим способом технология

После окончания цементации первой зоны скважина оказывается заполненной цементным камнем. Для цементации второй зоны разбуривают скважину в первой зоне и углубляют ее до подошвы второй зоны, после чего проводят цементацию, затем разбуривают скважину во второй зоне и т. д.

К достоинствам способа цементации нисходящими зонами относятся возможность уточнения глубины завесы в процессе производства работ в зависимости от качества встречающихся пород и возможность цементации при высоких давлениях, так как уплотнение последующих зон выполняется при законченной цементации вышележащих. Кроме того, качество цементации повышается благодаря многократному нагнетанию раствора в верхние зоны. К недостаткам способа относятся потери времени и средств на неоднократное переоборудование скважин для бурения и цементации и необходимость разбуривания ц ементного камня предыдущей зоны перед бурением последующей. Разбуривание начинают через 6-8 ч после окончания цементации.

На качество цементации отрицательно влияют прорывы раствора на поверхность земли, наиболее вероятные при инъекции верхних зон. В этом случае снижают давление инъекции или прерывают нагнетание. Вообще не следует останавливать инъекцию при первых признаках выхода раствора на поверхность земли, а надо попытаться уменьшить его. Для этого используют деревянные клинья, ветошь, бумагу или шпаклюют места выходов густым раствором. При большом числе выходов эти меры обычно малоэффективны. Ограничить выход можно применив для инъекции быстросхватывающийся раствор либо прекратив инъекцию на несколько часов для схватывания инъецированного раствора.

Цементация под пригрузкой полностью исключает прорыв раствора на поверхность земли. В качестве пригрузки используют полностью или частично возведенное бетонное сооружение либо слой грунта, лежащий над цементируемой породой.

Цементация грунтов нисходящим способом при поглощении цемента и песка

Состав работ по ГЭСН 05-03-001-01

01. Установка нагнетателя в скважину.
02. Присоединение нагнетательной линии.
03. Промывка скважины и гидравлическое опробование.
04. Приготовление раствора.
05. Нагнетание раствора в скважину.
06. Заделка мест выхода раствора на поверхность.
07. Извлечение и перестановка нагнетателя.
08. Промывка нагнетательного оборудования после цементации.
09. Перемещение нагнетательной линии.

Цементация грунтов нисходящим способом подрядчик

Компания ПроектДон является надежным подрядчиком по цементации грунтов нисходящим способом. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов регионов России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8 (961) 295 28 55.

Источник

Что такое цементация грунта? Технология выполнения укрепительных работ

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.

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.

1 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.

1.1 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.

1.2 Плюсы струйной цементации

1. 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.
2. 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.
3. Закрепление основания таким способом позволяет достигать его высокой прочности.
4. Данная технология позволяет практически полностью предотвратить проседание грунта.
5. Дает возможность исправлять крены высотных зданий.
6. Работы могут производиться на любых почвах как выше, так и ниже грунтовых вод.
7. 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.

к меню ↑

1.3 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.

2 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

2.1 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

2.2 Технологическое оборудование

Как уже упоминалось ранее, для проведения струйной цементации оснований нужно серьезное профессиональное оборудование.

1. 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).
2. 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.
3. Миксерные установки для приготовления водно-цементной суспензии.

к меню ↑

2.3 Технология струйной цементации грунтов (видео)

Источник

Усиление грунтов основания фундаментов методом цементации

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.

Требования к цементации грунтов

1. Необходимо верно установить качество, виды, марки цементов, добавок и материалов, которые будут применяться в растворах для инъектирования.
2. Цементация грунтов выполняется строго по существующему проекту работ, в котором указываются все данные о характеристиках материалов, скважинах и последовательности обработки.
3. Бурение инъекционных скважин и нагнетание раствора производится без перерывов на время твердения цементного раствора только при отсутствии напорных подземных вод. В иных случаях требуется время на твердение раствора, а в скальных грунтах скважины необходимо промывать водой или продувать воздухом.
4. В некоторых случаях инъектирование раствора должно производиться только по всей территории определенной зоны по заранее пробуренным скважинам.

Усиление фундаментов цементацией

Фундамент любого сооружения – конструкция, от состояния которой зависит долговечность постройки, качество и безопасность ее эксплуатации.

К сожалению, не редки случаи, когда железобетонное основание дома проявляет себя не лучшим образом: под воздействием одного или ряда факторов в фундаменте появляются трещины, которые также могут и обязательно обнаружатся в несущей стене дома.

Если трещины незначительны и со временем не увеличиваются в размерах, то можно провести простейший косметический ремонт – попросту их замазать цементным раствором. Но если они продолжают «разрастаться», то самое время бить тревогу и как-то решать эту проблему.

Одним из вариантов укрепления железобетонных оснований дома является усиление фундаментов цементацией. Такой способ подходит не только для собственно тела фундамента, но и для грунта, находящегося непосредственно под его подошвой.

Цементация – способ укрепления основания дома путем введения в тело фундамента инъекций специальных растворов на основе цемента: обычный цементный, цементно-песчаный (Какой песок нужен для фундамента в этом случае? Естественно, мелкой и средней фракции), бентонитовый и т.д. в зависимости от состава материала из которого сделан фундамент. Осуществляется путем предварительного бурения скважины в теле фундамента и последующей закачкой раствора под давлением (что может стать препоной для цементации фундамента своими руками, однако под это дело можно приспособить недорогой насос). Расчетное количество инъекций, введенных в область повреждения фундамента, позволяет упрочить связи между составляющими бетона, сделать фундамент монолитным.

Усиление фундамента цементацией может осуществляться двумя способами:

• бурением наклонной вертикальной скважины в фундаменте на глубину, которая не превышает глубину залегания подошвы на 30 см (не добуривают 0,3 м до подошвы);
• во втором случае бурят аналогичную скважину, но сквозь подошву фундамента, заглубляя ее в грунт на 50 см. Это делается для заполнения пустот под фундаментом, улучшения передачи нагрузки от дома на грунтовое основание (например, песчаная подушка под фундаментом размылась грунтовыми водами), а также увеличения площади подошвы фундамента

Меры по предотвращению размывания грунта

Укрепление основания неразрывно связано с работами по защите от размыва и удалению излишней влаги.

Способы защиты от размывания:

1. устройство отмостки – бетонирование или асфальтирование по периметру здания с уклоном для отвода талых и дождевых вод от фундамента;
2. дренаж – формирование вокруг здания сети труб, лотков и других водоотводящих путей, устройство при необходимости ливневой системы;
3. откачка насосами – сброс воды в накопительные приямки, колодцы или котлованы с последующей откачкой насосами в водоотводные канавы;
4. вакуумная установка с эжекторными иглофильтрами – понижение уровня грунтовых вод путем их откачки под действием разрежения через установленный в грунте иглофильтр;
5. электроосмотическое осушение – уплотнение влажных илистых грунтов, через которые пропущен постоянный электрический ток, при сочетании электроосмотического осушения с вакуумным водопонижением эффективность повышается.

Проведение мероприятий, предотвращающих размыв основания, помимо устойчивости здания положительно сказывается на гидроизоляции строительных конструкций.

Подготовительные работы

Подготовительные работы включают в себя монтаж бурового оборудования и оборудования для приготовления и подачи цементно-известкового раствора к месту нагнетания.

Местоположение площадки размещения растворного узла и вспомогательного оборудования определяется совместно с заказчиком.

Заказчик обеспечивает подключение электроэнергии, освещение зоны производства работ, подключение к водопроводу.

В процессе подготовительных работ устанавливаются металлические кондукторы для предотвращения выхода нагнетаемого впоследствии цементно-известкового раствора в бутовый фундамент, выполняется прокладка разводящих технологических трубопроводов, выполняется монтаж временного ограждения зон производства работ, установка предупредительных знаков. Соединение инъекционного тампона с технологическими трубопроводами осуществляется с помощью быстроразъемных соединений.

Промывка инъекционного оборудования производится в специально отведенные места на строительной площадке, далее строительный мусор вывозится в строительных контейнерах.

Способы и технология проведения цементации

Цементация, иначе – инъекцирование бетоном, может проводиться двумя способами: внутренним и сквозным:

1. В первом случае скважины бурятся в бетонном покрытии так, чтобы расстояние от её нижней точки до основания фундамента составляло по меньшей мере 30 см.
2. При сквозной цементации фундамент пробуривается целиком – так, что скважина проходит через него под углом и уходит в грунт на глубину до 50 см. Таким образом достигается не только укрепление конструкции и увеличение общего количества точек опоры, но и заполняются пустоты под подошвой, делая её более устойчивой при пучении.

Весь процесс можно разбить на следующие этапы:

1. Бурение шурфов (скважин), в местах наибольшего повреждения фундамента. В среднем ширина шурфов должна составлять метр на метр; длина – равняться глубине фундамента минус 15-20 см. Чтобы не оказать серьёзного вибрационного воздействия на всю конструкцию, рекомендуется бурить скважины с небольшим наклоном (50-70) в шахматном порядке. Если есть возможность, пробурить шурф лучше и внутри дома – так как в центральной части разрушения более интенсивны. Определить их расположение нетрудно – обращайте внимание на трещины на бетоне и кирпичной кладке, а также на осыпающуюся штукатурку.
2. Далее в бетоне просверливаются отверстия, в которые вставляются трубки для закачки бетонного раствора; шаг трубок может составлять 30-50 см, диаметр – 4-11 см. Глубина определяется протяжённостью разрушений, максимальное значение для внутреннего инъекцирования бетона– на 30 см меньше глубины фундамента, при сквозном на 0,5 м больше глубины фундамента.
3. После этого нужно приготовить бетонный раствор, консистенция которого значительно отличается от той, что применяется при строительстве. Соотношение воды и цемента в нём равняется 0,9 к 1. Для закачки смеси в шурф используется обычный насос либо передвижная насосная станция.
4. После того, как уровень впитывания раствора снизится до 3,5 литров в минуту, нужно постепенно сгустить раствор до соотношения «вода-щебень – 0,7 к 1». Теперь остаётся только вылить весь приготовленный раствор, заполнив шурф до отказа – нормы расхода материала подробно описаны в нормативных документах ЕНиР. Для увеличения скорости можно повышать давление закачки, но не более, чем до 0,3 МПа.

Работу по цементации можно считать оконченной. Заполненные раствором шурфы накрываются брезентом и оставляются на 48 часов – этого времени достаточно, чтобы бетон схватился и отвердел.

Помните, что проведение цементации подразумевает серьёзные структурные изменения в фундаменте дома, которые зачастую бывают излишними. Например, если причиной проседания здания является не повреждение фундамента, а элементарные ошибки в строительстве – например, неправильный расчёт нагрузки, из-за которого он стал продавливать грунт. В таком случае возникшие трещины не будут распространяться дальше, а бурение шурфов может только усугубить положение. Поэтому, если Вы не обладаете должным опытом в строительстве, перед началом любых работ лучше проконсультироваться со специалистами.

Способы укрепления

На подготовительном этапе усиление грунтов основания фундаментов методом цементации требует шурфования. Проблемный участок окапывается траншеей не более 1 м длиной так, чтобы основание было оголено до самого грунта. При необходимости применяют подпорки, обеспечивающие безопасность.

Выполнить усиление фундамента можно одним из 2 основных способов.

1. Бурение вертикальной скважины под наклоном. Оно позволяет не затрагивать непосредственно подошву. До нее остается около 300 мм.
2. Сквозное бурение через подошву фундамента. Заглубление в грунт происходит на глубину до 0,5 м. Способ подходит для заполнения пустот, образовавшихся под основанием здания. Позволяет укрепить слабые и сыпучие почвы, устранить следы подмыва грунтовыми водами.

По второму методу усиление фундаментов цементацией проводится довольно часто, технология подходит и для увеличения площади подошвы. Оно потребуется при возведении надстроек, перепланировке здания, строительстве дополнительных этажей.

Виды усиления фундаментов

Заливка бетонного раствора в щели основания

Защита и усиление фундаментного основания выполняется несколькими способами, технология которых разработана в мельчайших деталях:

• Укрепление сваями.
• Устройство рубашки на существующем фундаменте из железобетона.
• Технология усиления методом цементации.
• Устройство уширения подошвы фундаментной опоры.
• Монтаж отливов.
• Укрепление оснований путем возведения новых фундаментных конструкций полностью или частично.
• Защита конструкций обоймами или торкретбетоном.

Более подробно рассмотрим, как защитить от разрушения ленточный фундамент методом цементации (подробная технология работ).

Типы усиления фундаментных конструкций

Техпроцесс усиления фундаментного основания выполняется:

• укреплением свайными опорами;
• рубашкой на железобетонном основании;
• цементацией;
• реализацией уширения подошвы основания;
• системой отливов;
• возведением новых конструкций полностью (частично);
• усилением обоймами.

Особенности метода

Применяемая при укреплении подошвы здания технология цементации базируется на порционном введении бетонного раствора в образовавшиеся провалы. Предварительно в ленте или плите бурится отверстие. При проседании нескольких участков процедура последовательно повторяется на каждом из них.

Выполняемое этим способом усиление фундамента происходит с использованием составов на одной из следующих основ:

Безопасное усиление провалившихся фундаментов методом цементации выполняется с использованием точных расчетов. На их основе вычисляется количество вводимого материала.

Выполняются работы с использованием насосов, смесь подается под давлением, спринцевание вручную не даст результатов.

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:

Цементационные работы различными методами проводятся по отличающимся друг от друга технологиям. Используемые смеси могут состоять из разных материалов.

Пошаговый порядок работ

Своевременное усиление фундаментов цементацией помогает предотвратить просадку углов, обрушение зданий и сооружений. Проведение работ имеет строгий регламент.

1. Шурфование. Периметр фундамента оголяется в той части, где предстоит производить бурение, на глубине чуть меньшей, чем уровень залегания подошвы. Желательно располагать их в шахматном порядке, со внутренней и наружной части основания дома. Примерные размеры 1х1 м.
2. Осмотр опорных конструкций. Он необходим для выявления ослабленных участков поверхности. После рытья шурфов проводится визуальная оценка глубины и величины провалов, по мере необходимости устанавливаются подпорки для обеспечения безопасности работ.
3. Бурение скважин. Их располагают с расстоянием 25-50 см, под углом, непосредственно в теле опоры здания. Бур должен иметь диаметр 40-110 мм, глубина его погружения рассчитывается так, чтобы до подошвы оставалось около 300 мм и более.
4. Приготовление раствора. Чаще всего используется цементная смесь с песком мелкой фракции, достаточно жидкая, чтобы легко проходить по используемому шлангу. Точный подбор состава определяется типом основания здания. Раствор должен совпадать с ним по пропорциям.
5. Подключение насосного оборудования. Оно будет подавать раствор из бетоносмесителя к подошве объекта. Важно, чтобы все соединительные элементы были герметичными. Это необходимо для предотвращения утечки цементно-песчаной смеси в процессе ее движения под давлением.
6. Первичная подача раствора. Сначала его делают очень жидким, с соотношением сухих ингредиентов с водой в пределах 0,9-1 к 1. Эту смесь подают к подошве в течение 10 минут при давлении в 0.2 МПа. Перекачку прекращают со снижением поглощения раствора до 3,5 л/мин.
7. Вторичная и последующая цементация. Для каждого такого этапа густота смеси повышается. Закачивание раствора производится до момента, пока скорость его подачи не снизится до 5 л/мин. Оптимальное давление для густых смесей составит 0,3 МПа.
8. Выдержка. Укрепленные участки оставляют на 48 часов для твердения раствора. Как только он схватится, можно переходить к обратной засыпке грунта. Подошва будет считаться укрепленной.

Следуя инструкции, можно выполнить усиление фундаментов путем заливки под него цементного раствора в качестве связующего элемента.

В чем особенности закрепления грунтов цементацией

Данные работы проводятся в следующей последовательности:

• Обследование объекта и создание проекта, в котором просчитываются и указываются точки, где будут выполнены скважины путем использования специальной техники (стационарные и передвижные буровые установки).
• Размещение в пробуренных отверстиях инъекторов.
• Нагнетание цементного раствора в скважину.

В процессе проведения этого процесса, почва разрушается и одновременно перемешивается с закрепляющей смесью, что способствует быстрому затвердеванию. В результате этого появляется измененная структура (грунтоцемент). Дополнительно с этим можно использовать армирующие элементы, которые значительно улучшат прочностные свойства грунта. Данная технология позволяет добиться уменьшения присадочных показателей, т.е. усиливается несущая способность созданного основания.

Глинизация и битумизация

Данный метод применяют для уменьшения водопроницаемости песков. Суть метода заключается в следующем. Через инъекторы, погруженные грунт нагнетают водную суспензию бентонитовой глины с содержанием монтмориллонита не менее 60-70%. Водопроницаемость грунта резко снижается за счет выпадения в осадок глинистых частиц, которые заполняют поры песка.

Метод битумизации применяют для уменьшения водопроницаемости трещеноватых скальных пород. Суть метода заключается в нагнетании через скважины битумных эмульсий или расплавленного битума в трещеноватый массив. При этом происходит заполнение пустот массива что делает его практически водонепроницаемым.

Усиление фундамента методом цементации (инъецированием)

Даже самый прочный фундамент со временем теряет часть своих эксплуатационных свойств под воздействием внешних факторов – нагрузки от здания, воздействия слоёв грунта и подземных вод, температурных и климатических условий и пр. Таким образом, через семь-десять лет использования перед владельцем может встать вопрос об укреплении фундамента, в чём может помочь дополнительное цементирование.

Данный метод применим к опорным фундаментам и используется в тех случаях, когда опора или свая износилась со временем, а её несущая способность снизилась.

Конечно, можно полностью заменить их – однако, этот процесс долог и потребует больших затрат сил и денежных средств. Цементация же позволит привести опоры в порядок, не нарушая общей целостности фундамента.

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.

Цементация, иначе – инъекцирование бетоном, может проводиться двумя способами: внутренним и сквозным:

1. В первом случае скважины бурятся в бетонном покрытии так, чтобы расстояние от её нижней точки до основания фундамента составляло по меньшей мере 30 см.
2. При сквозной цементации фундамент пробуривается целиком – так, что скважина проходит через него под углом и уходит в грунт на глубину до 50 см. Таким образом достигается не только укрепление конструкции и увеличение общего количества точек опоры, но и заполняются пустоты под подошвой, делая её более устойчивой при пучении.

Весь процесс можно разбить на следующие этапы:

1. Бурение шурфов (скважин), в местах наибольшего повреждения фундамента. В среднем ширина шурфов должна составлять метр на метр; длина – равняться глубине фундамента минус 15-20 см. Чтобы не оказать серьёзного вибрационного воздействия на всю конструкцию, рекомендуется бурить скважины с небольшим наклоном (50-70) в шахматном порядке. Если есть возможность, пробурить шурф лучше и внутри дома – так как в центральной части разрушения более интенсивны. Определить их расположение нетрудно – обращайте внимание на трещины на бетоне и кирпичной кладке, а также на осыпающуюся штукатурку.
2. Далее в бетоне просверливаются отверстия, в которые вставляются трубки для закачки бетонного раствора; шаг трубок может составлять 30-50 см, диаметр – 4-11 см. Глубина определяется протяжённостью разрушений, максимальное значение для внутреннего инъекцирования бетона– на 30 см меньше глубины фундамента, при сквозном на 0,5 м больше глубины фундамента.
3. После этого нужно приготовить бетонный раствор, консистенция которого значительно отличается от той, что применяется при строительстве. Соотношение воды и цемента в нём равняется 0,9 к 1. Для закачки смеси в шурф используется обычный насос либо передвижная насосная станция.
4. После того, как уровень впитывания раствора снизится до 3,5 литров в минуту, нужно постепенно сгустить раствор до соотношения «вода-щебень – 0,7 к 1». Теперь остаётся только вылить весь приготовленный раствор, заполнив шурф до отказа – нормы расхода материала подробно описаны в нормативных документах ЕНиР. Для увеличения скорости можно повышать давление закачки, но не более, чем до 0,3 МПа.

Работу по цементации можно считать оконченной. Заполненные раствором шурфы накрываются брезентом и оставляются на 48 часов – этого времени достаточно, чтобы бетон схватился и отвердел.

Помните, что проведение цементации подразумевает серьёзные структурные изменения в фундаменте дома, которые зачастую бывают излишними.

Например, если причиной проседания здания является не повреждение фундамента, а элементарные ошибки в строительстве – например, неправильный расчёт нагрузки, из-за которого он стал продавливать грунт.

В таком случае возникшие трещины не будут распространяться дальше, а бурение шурфов может только усугубить положение. Поэтому, если Вы не обладаете должным опытом в строительстве, перед началом любых работ лучше проконсультироваться со специалистами.

1. На первом этапе работы выкапывают шурфы на глубину, чуть меньше глубины залегания подошвы фундамента. Размеры таких, прилегающих к монолиту, ям должны быть равны примерно метр на метр. Шурфы располагаются в шахматном порядке, по возможности и с внутренней части периметра фундамента тоже.Осмотр поверхности фундамента позволит выявить наиболее проблемные участки, подлежащие цементации. Впрочем, оценить состояние фундамента можно и до начала земляных работ – по характеру трещин на цоколе и стенах.На рисунке ниже мы отобразили несколько вариантов положения и типа трещин, которые могут указывать на конкретные причины их появления;
2. После этого на расстоянии 250-500 мм в теле фундамента под углом бурят скважины, диаметр которых может составлять от 40 до 110 мм.Глубину скважин рассчитывают таким образом, чтобы бур не доходил до подошвы фундамента 300 мм;
3. Далее профессионалами используется специальное нагнетающее раствор под большим давлением оборудование, но в наших полевых условиях можно использовать более-менее жизнеспособный насос, которым можно накачать цементный раствор в пробуренные скважины;
4. Отдельного внимания заслуживают растворы для цементации фундамента. Для начала готовят самый жидкий раствор с водоцементным отношением 0,9-1. Первые 10 минут такой раствор подают в скважину под давлением 0,2 Мпа до тех пор, пока скважина не откажет – поглощение раствора снизится до 3,5-4 литров в минуту. Следующие замесы раствора готовятся более густыми, с отношением воды к цементу как 0,8…0,7 к 1. Цементация каждым из них осуществляется «до отказа» — минимизации поглощения до 5 литров в минуту. Давление поддерживается то же, можно увеличить до 0,3 МПа;
5. По истечении 2-х дней выдержки участок фундамента можно считать усиленным цементацией

Прежде чем браться за усиление фундамента цементацией, определитесь с тем, не вызвано ли его разрушение состоянием грунта и недочетами при строительстве дома. Дело в том, что перед усилением потребуется устранить не только последствия, но и причину появления трещин.

Понаблюдайте за поведением трещин – расширяются ли они со временем. Сделать это можно при помощи обычного алебастра, нанеся раствор на трещину. Если она увеличивается со временем, то это вряд ли может быть связано с естественной осадкой здания.

Возможно, нагрузки на грунтовое основание подсчитаны неверно, либо есть еще какая-то причина. Цементация фундамента как способ его усиления работает лишь при условии, что все негативные факторы устранены. И это далеко не такой простой способ восстановления, как может показаться на первый взгляд.

Что такое напорная цементация грунтов?

Напорная цементация грунтов – технология закрепления грунтов, которая основана на процессе одновременного разрушения и перемешивания грунта при помощи высоконапорной струи цементного раствора. Результатом являются цилиндрические колонны в грунте диаметром 600–2000 мм.

Методы химического закрепления грунтов

В настоящее время существует очень много методов, позволяющих грамотно провести химическое закрепление грунта. Давайте выделим наиболее эффективные из них.

Метод горячей битумизации используют, когда необходимо произвести закрепление полускальных или даже скальных пород, он применяется не так часто, но упомянуть его стоит. Этот способ основан на нагнетании расплавленного битума через специальные скважины, проделанные заранее. Когда он полностью остывает порода приобретает такое важное качество, как водонепроницаемость. К сожалению, остывает битум относительно медленно, так как он обладает очень низким показателем теплопроводности.

Недостатком метода является то, что до застывания процесс может сорваться из-за грунтовых вод, которые способны вытолкнуть битум, не достигший низкой температуры и высокого уровня прочности.

Существует также и метод, основанный на холодной битумизации, он отличается тем, что используется для химического закрепления песчаного грунта. Также холодная битумизация предполагает введение эмульсии вместо расплавленного битума. Этот способ применяется, когда необходимо придать грунту хорошую водонепроницаемость. Эмульсии должны быть однородные! Только так можно достигнуть хорошего результата.

Для закрепления грунтов можно использовать и смолы, температура которых во время полимеризации не должна превышать 10 градусов. Вот самые распространённые смолы, которые применяются для этого:

1. Фенольные. Они образуются из-за поликонденсации фенолов.
2. Мочевино-формальдегидные. Их также называют карбамидными, а образуются они вследствие поликонденсации формальдегида и мочевины.
3. Фурановые. Такие смолы образуются во время конденсации фурилового спирта.
4. Акриловые, являющиеся производными акриловой кислоты.

Специалисты рекомендуют использовать для химического закрепления грунтов именно мочевино-формальдегидные смолы, потому что они легко растворяются в обыкновенной воде, содержат уникальные отвердители, имеют небольшую вязкость, твердеют даже при низких температурах. Цена на такие смолы вполне приемлемая, что и делает их популярными. Суть данного способа заключается в нагнетании специальных смол в грунт, они должны быть смешаны со специальным отвердителем (чаще всего применяется соляная кислота). Таким образом, достигается водонепроницаемость и прочность.

Инъектор, погружённый в грунт

Метод, носящий название силикатизации, принято разделять на два варианта применения:

1. Двухрастворный. Такой способ силикатизации был придуман ещё в 1931 году, когда только появилось такое понятие, как химическое закрепление грунтов. Он заключается в введении специальной трубы в песчаный грунт. Через эту трубу происходит нагнетание силиката натрия (химическая формула – Na2OnSiO2) и специального раствора, основанного на хлористом калии (химическая формула – CaCl2). Данные компоненты образуют вещество, необходимое для закрепления грунта – гидрогель кремниевой кислоты. Таким образом, грунт обретает достаточно большую прочность. Единственный недостаток такого способа – это высокая стоимость.
2. Однорастворный. Такой способ подойдёт для закрепления песков, коэффициент фильтрации которых – 0,0006-0,006 см/сек. В грунт нагнетают фосфорную кислоту, смешанную со стеклом (в жидком состоянии). Прочность такого грунта, к сожалению, будет не такой прочной и водостойкой, как при двухрастворном методе. Но для устройства противофильтрационных завес он подойдёт хорошо.

Силикатизацию использовать не стоит, если грунт, который необходимо закрепить, пропитан различными маслами, смолами или даже нефтяными продуктами. А также важным критерием является скорость движения грунтовых вод, она не должна превышать 0,006 см/сек, иначе данный способ будет неэффективен!

Данный метод принято разделять на три части:

1. Электроосмос (для уплотнения и обезвоживания грунта).
2. Обмен натрия и кальция на алюминий и водород (специальные химические процессы для закрепления грунта).
3. Образование алюмогеля (структурообразование).

Электрохимический способ закрепления грунтов подразумевает комбинированное применение электрического тока и химических веществ. Он подойдёт только для грунтов, обладающих низкой проницаемостью! Все вещества должны вводиться только под действием электрического тока. Таким образом, происходит химическая реакция, делающая грунт более прочным!

Оборудование для струйной цементации

Оборудование для производства работ по технологии струйная цементация:

• Буровая установка
• Трёхплунжерный насос высокого давления
• Смесительная установка
• Силос
• Бак для воды
• Компрессор (для Jet-2, Jet-3)

Основным отличием буровых установок для струйной цементации от буровых установок работающих по другим технологиям, является наличие проходного вращателя, длинной мачты, таймера скорости подъёма и регулировки скорости вращения. Оптимальным выбором может стать буровая установка MDT 180, способная справится с большинством проектов имея в своём оснащении проходной вращатель и мачту с возможностью бурить скважины глубиной 21 метр за один проход без демонтажа и до стыковки штанг.

Трёхплунжерный насос высокого давления

Среди насосов струйной цементации наиболее надёжными и качественными являются насосы производства ]Tecniwell[/anchor]. Модель Tecniwell TW 352 и TW400 способным выполнить большинство работ по струйной цементации и поэтому считаются самыми универсальными моделями. Трёхплунжерный насос Tecniwell TW 400 создаёт давление до 800 бар, расход цементного раствора до 580 литров в минуту.

Цемент и вода поступают в смесительную установку, где перемешиваются в необходимой пропорции. Среди смесительных установок стоит обратить внимание на Tecniwell TWM 20 рассчитанную на приготовление цементного раствора до 20 м3 в час. Растворный узел замешивает цементный раствор в необходимой пропорции, и подаёт их по рукавам высокого давления к трёхплунжерному насосу и далее к буровой установке.

Для большинства работ достаточно компрессора с производительностью 12 м3/час и давлением 10 бар.

Цементный раствор подаётся по рукавам высокого давления, рассчитанным на рабочее давление от 400 бар и выше. Гайка РВД фиксируются на цементном вертлюге, обеспечивающем свободное вращение бурового инструмента. Буровые штанги различны для технологий Jet-1, Jet-2, Jet-3 и отличаются количеством секций внутренней трубы. По буровым штангам раствор подаётся к монитору и через форсунки выходит наружу.

Диаметр форсунок может быть выбран от 1,5 до 5 мм в зависимости от типа грунтов, а также формы и размера требуемой грунтоцементной колонны.

Источник