С учетом технологических особенностей и характеристик укрепляемых грунтов можно выделить следующие методы цементации грунтов:
- инъекция цементного раствора в режиме пропитки;
- инъекция в режиме виброцементации;
- инъекция в режиме гидроразрывов;
- смешение цементного раствора с грунтом струйным или буросмесительным способом
Цементация в режиме пропитки крупнообломочных грунтов и гравелистых песков
При цементации методом иньекции в режиме пропитки трещиноватых крупнообломочных грунтов и гравелистых песков с коэффициентом фильтрации свыше 80 м/сут используются цементные растворы из цементов общестроительного назначения с удельной поверхностью частиц не более 4·103 см2/г.
Для качественного закрепления трещиноватых и закарстованных грунтов в пределах закрепляемого массива должны быть обеспечены локализация растворов, нагнетаемых через скважины, и заполнение всех трещин (каналов, полостей). Для этого необходимо: создание защитного барьера против выхода растворов за контур закрепляемого массива путем предварительной цементации через барьерные скважины, расположенные по контуру массива, с последующей инъекцией растворов внутри контура. Нагнетание цементного раствора в скважину (зону) в трещиноватые породы производят до «отказа». За «отказ» в поглощении принимают снижение расхода раствора до 5–10 л/мин при проектном давлении.
Цементация методом инъекции в режиме пропитки песчаных грунтов
Закрепление песчаных грунтов от крупных до мелких может производиться цементацией в режиме пропитки по двум технологиям:
- инъекцией растворов, приготовленных из высокодисперсных цементов (микроцементов), отличающихся показателем удельной поверхности свыше 104 см2/г;
- инъекцией растворов, приготовленных из цементов общестроительного назначения, по технологии виброцементации.
Производство работ по закреплению микроцементами песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 1…80 м/сут включает последовательные этапы: погружение инъекторов в грунт или бурение и оборудование инъекционных скважин манжетными колоннами; приготовление цементного раствора в растворомешалках скоростного типа с повышенным числом оборотов (более 2500 об/мин) и непрерывное перемешивание в целях сохранение стабильности от расслоения и седиментации цементных частиц до его внедрения в грунт; нагнетание цементного раствора в грунт; извлечение инъекторов или ликвидация инъекционных скважин.
Закрепление песков с коэффициентом фильтрации 0,1…80 м/сут при любой степени влажности производится по технологии виброцементации цементным раствором, приготовленным из цементов общестроительного назначения. Она состоит в одновременном выполнении процессов погружения инъектора в грунт с помощью высокочастотного вибропогружателя и нагнетания через него цементного раствора. Существует несколько разновидностей способа создания виброиньекционных свай. К ним, в частности, относится способ создания виброинъекционных микросвай.
Диаметр грунтоцементной колонны, образующейся при виброцементации, в зависимости от конструкции инъектора составляет от 0,3 до 0,8 м, а прочность камня в зависимости от расхода цемента составляет до 10 МПа и более. Расход цементного раствора при виброцементации регулируется скоростью погружения инъектора в грунт, которая в среднем составляет от 0,4 до 1,0 м/мин, а также числом возвратно-поступательных проходов инъектора вверх-вниз.
Инъекция цементного раствора в грунт в режиме гидроразрывов
Усиление грунтов путем образования локально направленных гидроразрывов (вертикальных, горизонтальных или наклонных), заполняемых твердеющим материалом растворов, применяется в песчаных, просадочных и пылевато-глинистых грунтах в целях армирования массивов, а также для оперативной компенсации при изменениях напряженно-деформированного состояния грунтов основания сооружений.
Усиление грунтов армированием и восстановление напряженно-деформированного состояния грунта производят по технологии гидроразрывов зонами по глубине до 0,5 м путем нагнетания крепящего раствора через скважины, оборудованные манжетными колоннами, или инъекторы, позволяющие неоднократно и в любой последовательности обрабатывать зоны высотой до 0,5 м.
Качество усиления грунтов путем армирования обеспечивается локализацией нагнетаемых растворов в пределах закрепляемого массива, для чего создают защитный барьер против выхода растворов за контур закрепляемого массива путем предварительной цементации через барьерные скважины, расположенные по контуру массива, с последующей инъекцией растворов внутрь контура через систему распределенных скважин.
Нагнетание расчетного количества раствора в зону производится до «отказа» в поглощении. За «отказ» принимают: снижение расхода раствора до 5–10 л/мин в зону с одновременным повышением давления нагнетания выше проектного.
Цементация грунтов по буросмесительной технологии
Цементация грунтов по технологии буросмесительного способа позволяет создавать в грунтах, включая пески, пылевато-глинистые грунты, илы и лессы, конструкции из грунтоцемента в виде цилиндрических массивов (свай) диаметром до 0,8-(1,0) м и длиной до 10 м, а в илах – до 30 м.
Производство работ по закреплению грунтов буросмесительным способом состоит из двух основных операций: приготовление закрепляющего водоцементного раствора; нагнетание цементного раствора через буросмеситель и смешение с грунтом в процессе погружения (подъема) в грунт буросмесителя путем вращательного бурения.
Работы по закреплению грунтов буросмесительным способом производят специальными буросмесительными машинами или станками вращательного бурения с крутящим моментом не менее 2,5 кН·м (250 кгс·м) при диаметре грунтоцементных свай до 0,7 м и не менее 5 кН·м (500 кгс·м) при диаметре до 1 м. Для нагнетания цементного раствора применяют растворонасосы, развивающие давление не менее 0,7 МПа (7 кгс/см2) и обеспечивающие непрерывную дозированную подачу раствора.
Оценка качества выполненных работ по армированию массива грунта методами цементации после завершения инъекционных работ осуществляется путем проведения штамповых испытаний, статическим или динамическим зондированием и исследованием грунтов в открытых шурфах.
Методы цементации грунтов Ростов-на-Дону
Компания ПроектДон имеет значительный опыт цементации грунтов основания различными методами. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов южных регионов России. Мы занимаемся укреплением грунтов в Краснодаре, Ростове-на-дону, Азове, Ставрополе, Волгодонске и других городах Юга России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8(961) 295 28 55.