Проектирование, обследование и усиление зданий Тел: 8 (961) 295 28 55 E-mail: proektdon@gmail.com
Исследования особенностей и закономерностей развития просадок грунтов от нагрузки фундаментов показали, что они происходят только в пределах деформируемой зоны и на участках замачивания или повышения влажности грунтов. Появление дополнительных осадок ленточных или плитных фундаментов за пределами увлажненной зоны вызывается только дополнительным обжатием грунта основания за счет перераспределения реактивных давлений при изгибе конструкций.
Обеспечение прочности и нормальной эксплуатации зданий и сооружений на просадочных грунтах достигается применением соответствующих принципов и методов строительства, которые основываются на учете природы, механизма просадочности, закономерности развития просадочных деформаций. При проектировании оснований, фундаментов и зданий на просадочных грунтах учитывают возможность их замачивания и возникновения просадочных деформаций.
В результате выполнения работ по инженерно-геологическому и инженерно-конструкторскому обследованию можно оценить состояние фундаментов и грунтов оснований, определить несущую способность и возможную дополнительную нагрузку, выявить фактическую активную зону грунтов основания под подошвой фундамента, прогнозировать дополнительные осадки, связанные с увеличением нагрузок.
Как известно, изменение пористости грунта и деформация его слоев происходит в результате приращения напряжений по глубине массива грунта от внешней нагрузки. Зона распрюстранения напряжений в глубину массива грунта от нагрузки на его поверхности по теории упругости не ограничена и стремится к бесконечности.
Производство работ по закреплению грунтов включает последовательные этапы, включая приготовление крепящих растворов; погружение инъекторов в грунт или бурение и оборудование инъекционных скважин, нагнетание растворов в грунты; извлечение инъекторов или ликвидация инъекционных скважин; работы по контролю качества закрепления.
Химическое закрепление грунтов производится путем пропитки пор грунта крепителями водных растворов неорганических (силикат натрия) и органических (синтетические смолы) полимеров. Закрепление грунтов на основе силиката натрия называется силикатизацией, на основе карбамидных смол – смолизацией. Способ закрепления путем нагнетания в грунт последовательно раствора крепителя, а затем – раствора отвердителя, называется двухрастворным, а путем нагнетания одного крепителя, смешанного с отвердителем, – однорастворным.
При проектировании и производстве работ по укреплению грунтов следует учитывать инженерно-геологические условия участка, сведения о которых должны быть отражены в отчете, включая:
С учетом технологических особенностей и характеристик укрепляемых грунтов можно выделить следующие методы цементации грунтов:
Армирование оснований грунтоцементными сваями и микросваями находят широкое применение в связи с разработкой эффективных технологий и оборудования для их изготовления в различных грунтовых условиях. Указанные сваи можно изготавливать диаметром от 0,07 до 0,25 м и длиной от 1,5 до 6 м и более.
Армирование грунтов широко используется при строительстве зданий и сооружений на структурно-неустойчивых грунтах, например, лессовых просадочных, слабых и сильносжимаемых водонасыщенных, рыхлых песчаных и насыпных грунтах. Необходимость в нем часто возникает при строительстве на техногенно-измененных территориях.
Укрепление грунтов жидким стеклом применяется для закрепления сухих и водонасыщенных песков, просадочных макропористых грунтов и некоторых видов насыпных грунтов.
Существующие разработанные химические методы закрепления очень эффективны для улучшения свойств грунтов под фундаменты существующих построек. Это обусловлено тем, что изменение грунта под фундаментом в камневидное состояние проходит без нарушения эксплуатации здания и сооружения.
Наибольшие трудности представляют работы по укреплению грунтов и реконструкции фундаментов и заглубленных помещений, а также инженерных коммуникаций внутри или вблизи существующих зданий. Характерной чертой реконструкции является отсутствие типовых решений, так как усиливаемые конструкции и условия строительства зависят от значительного числа факторов.
В зависимости от технологических параметров раствора укрепление грунта инъектированием выполняют однокомпонентными или многокомпонентными насосами.
Работы по инъекционному укреплению грунтов в строительстве должны выполняться специализированной строительной организацией или подразделением организации, имеющим опыт ведения буровых и инъекционных работ.
Организация работ по укреплению грунтов в соответствии с СП 48.13330 должна предусматривать:
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.
В зависимости от инженерно-геологических условий, цели и принятого метода инъекции для укрепления грунтов следует применять инъекционные растворы на основе минеральных вяжущих или полимерных материалов, обладающих широким диапазоном реологических и физико-механических характеристик.
Оборудование для проведения работ по укреплению грунтов следует выбирать в зависимости от способа укрепления грунтов (инъекция, струйная цементация), объемов работ, вида инъекционного раствора и технологической схемы его приготовления и нагнетания.
«Сущность цементации грунтов состоит в том, что через пробуренные скважины под давлением (от 3 до 70 атм) нагнетается цементный раствор. Последний заполняет трещины и пустоты в грунте, уплотняется за счёт отжатия воды, твердеет за счёт гидратации цемента, в результате чего снижается водопроницаемость грунта и повышается его прочность».
Проектная документация на инъекционное укрепление грунтов должна разрабатываться специализированной проектной организацией.
Проектная документация на укрепление грунтов должна включать следующие технические решения и данные: