Усиление фундаментов цементацией: технология

Укрепление грунтов способом цементации. Усиление грунтов основания фундаментов методом цементации

Инъектирование грунта с целью его стабилизации и укрепления при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений различного назначения согласно СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 “Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве”, с целью соответствия требованиям:
– СП 45.13330.2012 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений”

– СП 50-101-2004 “Земляные сооружения, основания и фундаменты”.

Укрепление грунтов – изменение физико-механических характеристик грунтов под воздействием нагнетаемых в грунт под давлением инъекционных растворов.

Инъектирование грунта при строительстве подземных сооружений применяется для преодоления участков несвязных водонасыщенных и нарушенных скальных грунтов, ликвидации водопритоков в подземные выработки и сооружения, устройства ограждений котлованов, защитных экранов (завес), укрепления оснований и фундаментов зданий и других сооружений, находящихся в зоне влияния строительства.

Порядок проведения работ по напорной цементации грунтов

  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).
  3. 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.

УСЛОВИЯ ВЫБОРА ВИДА И СОСТАВА ИНЪЕКЦИОННОГО РАСТВОРА

– геологические и гидрогеологические условия конкретного участка;

– минералогический и химический состав грунта и грунтовых вод (карбонатность, загипсованность, содержание глинистых и гумусовых частиц);

– цель инъекции (повышение прочности, стабильности или водонепроницаемости грунтов, заполнение крупных пустот или трещин, предотвращение водопритока и т.п.);

– назначение раствора (инъекционный, буровой, для устройства обоймы, грунтоцементных свай и др.);

– требования к физико-механическим характеристикам укрепленного грунта и к технологическим параметрам раствора (прочность, водонепроницаемость грунта, плотность, вязкость, сроки схватывания раствора и др.);

– требования технологии приготовления (высокая растворимость и смешиваемость материалов, простота приготовления, возможность полной механизации работ), стоимость и дефицитность исходных материалов, требования техники безопасности;

– экологические требования к материалам для приготовления растворов, правила безопасности при приготовлении растворов и производстве работ по укреплению грунта.

§ 28. Закрепление грунтов

Закрепление грунтов заключается в усилении связей между их частицами способами цементации, битумизации, силикатизации, смолизации, воздействием электрического тока, обжигом и т. д. на глубину до 15 м.

Для повышения несущей способности грунтов в основании фундаментов, а также для прекращения или уменьшения фильтрации воды под гидротехническими напорными сооружениями применяют цементацию. Сущность этого способа заключается в нагнетании в поры укрепляемого грунта цементного раствора, при отвердевании которого значительно увеличивается прочность и водонепроницаемость основания.

Способ цементации применим для закрепления грунтов, размеры пор которых обеспечивают свободное проникание частиц цемента. Наибольший эффект получается при цементации крупнообломочных грунтов, крупных и средней крупности песков с коэффициентом фильтрации от 80 до 200 м/сут. Цементация трудноосуществима в мелких песках и совсем непригодна для укрепления илистых, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов. Трещиноватые скальные грунты можно цементировать только при ширине трещин в них более 0,1 мм.

Для цементации применяют цементные или цементно-песчаные растворы состава от 1:1 до 1:3. Раствор нагнетают под давлением 0,3—1 МПа растворонасосами или пневмонагнетателями через предварительно заглубленные трубки-инъекторы диаметром 33—60 мм, имеющие в нижней части отверстия диаметром 4—6 мм. Радиус действия инъекторов ориентировочно принимают для трещиноватых скальных грунтов 1,2—1,5 м, для крупнообломочных грунтов 0,75—1 м, для крупных песков 0,5—0,75 м, для песков средней крупности 0,3—0,5 м.

Расход раствора составляет 20—40% объема закрепляемого грунта. Упрочнение грунта наступает после схватывания цемента. Закрепленный песчаный грунт вблизи инъектора на 28-е сут имеет предел прочности на сжатие 2—3 МПа. С изменением радиуса закрепления от 0,4 до 1,2 м предел прочности на сжатие зацементированного песка в крайних слоях меняется от 2 до 0,9 МПа.

Закрепление грунтов битумом называют битумизацией. Ее применяют для укрепления песков и сильно трещиноватых скальных грунтов. Битумизацию производят нагнетанием в грунт расплавленного битума или холодной битумной эмульсии. Первый способ применим для закрепления сильно трещиноватых скальных грунтов, так как грунт с мелкими порами почти непроницаем для вязкого битума. Разогретый до 200—220 °С битум нагнетают в грунт инъектором под давлением 2,5—3 МПа. Холодная битумная эмульсия по сравнению с разогретым битумом обладает большей способностью к прониканию в грунт, что позволяет использовать ее для закрепления песков. Для этого приготовляют битумную эмульсию, состоящую из 60% битума, расщепленного в воде с помощью эмульгатора на мельчайшие взвешенные частицы, и 40% воды. Полученную эмульсию нагнетают в грунт. Заполняя поры, битумная эмульсия связывает и закрепляет грунт.

Так как суспензия из взвешенных в воде частиц цемента не может проникнуть в грунты с мелкими порами, для закрепления таких грунтов применяют силикатизацию. Известны два способа силикатизации грунтов—двухрастворный и однорастворный.

Сущность двухрастворной силикатизации заключается в образовании связывающего частицы грунта вещества—геля кремниевой кислоты—в результате реакции между растворами силиката натрия (жидкого стекла) и хлористого кальция. Эта реакция подобна процессу образования песчаников в природных условиях, но происходит значительно быстрее. Наиболее интенсивно реакция протекает в течение первых двух часов нагнетания раствора в грунт, а затем замедляется. Через 10 сут прочность закрепленного грунта достигает 70—80% той, которая бывает после завершения процесса—примерно через 90 сут. Двухрастворную силикатизацию применяют для укрепления крупных и средней крупности песков с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут. Радиус закрепления таких песков в зависимости от значения коэффициента фильтрации изменяется от 0,3 до 1 м, а предел прочности закрепленных грунтов на сжатие через 28 сут составляет 1,5—5 МПа.

Однорастворную силикатизацию используют для закрепления мелких песков и плывунов с коэффициентом фильтрации 0,3—5 м/сут. Радиус закрепления таких грунтов 0,3—1 м, а предел прочности на сжатие закрепленных грунтов 0,4—0,5 МПа. Для упрочнения грунтов используют один раствор, состоящий из жидкого стекла и фосфорной кислоты.

Способ закрепления грунтов, представляющий собой дальнейшее развитие метода однорастворной силикатизации и основанный на использовании вместо жидкого стекла раствора синтетической смолы, а взамен фосфорной кислоты соляной, называют смолизацией грунтов. В настоящее время разработана технология закрепления карбамидной смолой песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,3—5 м/сут при содержании глинистых частиц не более 2%. Для закрепления грунтов используют водный раствор карбамидной смолы, в который непосредственно перед нагнетанием в грунт добавляют раствор соляной кислоты. Смесь подают в укрепляемый грунт, используя оборудование, применяемое для силикатизации. Процесс отверждения грунтов начинается через 1,5—4 ч после введения раствора соляной кислоты, что необходимо учитывать при производстве работ. Радиус закрепления грунта в зависимости от коэффициента фильтрации изменяется от 0,4 до 0,8 м. Предел прочности укрепленного грунта на одноосное сжатие 1—5 МПа. Вследствие высокой стоимости синтетических смол смолизацию грунтов пока применяют крайне редко, однако это обстоятельство следует рассматривать как временное явление.

Способ электрозакрепления грунтов основан на том, что под воздействием постоянного электрического тока в грунтах происходит движение воды к отрицательному электроду (электроосмос) и одновременно с этим перемещение коллоидальных взвешенных в воде частиц грунта к положительному электроду (электрофорез). Кроме того, наблюдаются явления электролиза и другие сложные химические процессы, приводящие к образованию кристаллизационных связей и продолжающиеся в течение нескольких лет. Так, на одной из строек было установлено, что предел прочности грунта на сжатие спустя год после прекращения процесса электрозакрепления увеличился почти в 2 раза.

Рис. 5.2. Схема применения термического способа укрепления просадочных грунтов 1 — просадочный грунт; 2 — непросадочный грунт; 3 — зона укрепленного грунта; 4 — скважина; 5 — затвор с камерой сгорания; 6 — форсунка; 7 — трубка для подачи горючего; 8 — трубка для подачи сжатого воздуха

Для обезвоживания грунта в него погружают электроды на расстоянии 0,6—1,5 м один от другого. В качестве положительных электродов используют стальные стержни любого профиля, а в качестве отрицательных — трубы с отверстиями, расположенными в зоне удаления воды.

Наблюдениями установлено, что под воздействием электрического тока коэффициент фильтрации песков увеличивается в процессе осушения в 10—20 раз, а глинистых и илистых грунтов—до 100 ра. Это обстоятельство в значительной степени способствует успеху способа электрохимического закрепления грунтов, сущность которого заключается в том, что на место удаляемой через отрицательный электрод воды в освобождающиеся поры грунта подается из трубчатого положительного электрода цементирующий раствор жидкого стекла, хлористого кальция или другого вещества.

Сущность термического способа закрепления грунтов заключается в том, что при обжиге маловлажных просадочных лессовых и пористых суглинистых грунтов в них происходят необратимые процессы превращения водорастворимых связей между частицами грунта в водостойкие, в результате чего существенно повышается несущая способность грунтов и устраняется их просадочность. Обжиг грунтов осуществляется нагнетанием в скважины горячего воздуха температурой 600—800 °С или же сжиганием топлива (солярового масла, нефти, газа и т. п.) непосредственно в скважине с созданием температуры 800—1000 °С (рис. 5.2). Последний способ более экономичен и требует меньше оборудования. В результате обжига предел прочности грунта на сжатие повышается до 1,0—1,2 МПа. Обожженный грунт становится неразмокаемым и морозоустойчивым, полностью утрачивая просадочные свойства. 1. Для чего применяют искусственное укрепление грунтов?

2. В чем состоят различные способы уплотнения грунтов? 3. Как производится закрепление слабых грунтов?

Усиление фундаментов цементацией технология

Цементация фундамента – это инъекция цементным раствором, который вводится в пустоты основания. Состав инъекции определяется пропорциями стройматериалов и их составом в растворе – стандартно для строительства фундаментов используется цементно-песчаный или бетонитовый раствор. В пробуренные заранее в рассчитанных местах отверстия смесь закачивается под определенным давлением, и этот процесс называется усиление фундаментов цементацией. Кроме расчета месторасположения поврежденных участков, рассчитывается и требуемое число цементных инъекций, в результате действия которых фундамент становится более прочным, а за счет заполнения всех пустот раствором конструкция превращается в монолит.

Усиление основания инъекционным методом

Цель проведения инъекций – укрепление основания, которое, как известно, держит на себе все здание, и от прочности и надежности этой конструкции зависит длительность эксплуатации жилого дома или другого строительного объекта. Ошибки, допущенные в расчетах фундамента, при выборе его типа или при использовании стройматериалов, могут вылиться в разрушение или деформации основания и стен дома, которые в ряде случаев можно исправить цементацией. Не для всех разрушений или деформаций необходимо проводить укрепление инъекционным методом – зачастую, проверив трещины на расширение, достаточно сделать обычный косметический ремонт поверхности – замазать трещины цементно-песчаным раствором.

Но, если трещины продолжают расширяться, то необходимы более радикальные меры, и одна из них — усиление грунтов основания фундаментов методом цементации. Почему мы говорим «усиление грунтов»? Потому что эта методика превосходно подойдет не только для ремонта и укрепления основания, но и для усиления грунта под подошвой фундаментной конструкции.

Методы усиления

Схема усиления фундамента цементацией

Из наиболее надежных и популярных технологий усиления оснований можно перечислить такие:

  • Укрепление торкрет-бетоном – применение этого способа основано на покрытии ремонтируемой поверхности раствором, подающимся под большим давлением. Такой метод ремонта используется главным образом при укреплении кирпичных и бутовых фундаментов. Основные рабочие процессы: На глубину заложения фундамента роется шурф шириной 1,5-2 м, чтобы можно было опустить в него специальное оборудование (пушку), и нанести бетонную смесь,
  • Уширение подошвы также делается освобождением фундамента от наружного слоя грунта, после чего к старому основанию сваркой крепится арматура, которая одним концом вбивается в фундамент, а другим заводится в опалубку, заливаемую бетонным раствором,
  • Укрепление фундамента обустройством железобетонной рубашки. Процесс заключается в заливке бетона, который нужно доставить в траншею, прокопанную по всему периметру основания и укрепленную армирующим каркасом. Бетон заливается в дощатую опалубку,
  • Усиление сваями – на ослабленных разрушением участках бурятся наклонные скважины, в отверстиях связывается армокаркас, бетон в скважины подается под давлением,
  • Технология усиления основания цементацией: при первых признаках деформации или разрушения фундамента на разрушенных участках в грунте роются или бурятся скважины. Бетонным раствором пир помощи специальных инъекторов через скважины в фундаменте или в грунте заливают все пустоты.

Из всех вышеперечисленных методик цементация представляется простейшим и дешевым способом усиления фундамента дома. Кроме того, инъекции могут применяться к разным типам оснований: к ленточному или плитному фундаменту, к свайному или столбчатому, и делать это можно как для крупных мощных сооружений, так и для частных строений.

Укрепление буроинъекционными сваями

Принципы технологии цементации

Песок для раствора, которым проводится цементация фундамента, должен быть мелким, среднефракционным или бентонитовым. Это будет зависеть от состава стройматериалов основания. Цементация (инъекция) делается таким образом: сначала под участок с разрушениями под углом подводится (бурится) скважина (в случае необходимости усиления грунта), или скважина бурится прямо в фундаменте, а затем в нее под давлением закачивается бетон. Сложность осуществления этого способа в индивидуальном строительстве заключается в том, что трудно создать высокое давление в трубах в домашних условиях – для этого нужен специальный насос. Упростить инъецирование можно расширением скважины и использованием недорогого центробежного насоса. При правильно рассчитанном количестве цементных «уколов» фундамент снова станет прочной монолитной конструкцией.

Подробнее о способах цементации:

  • Вводить жидкий цементно-песчаный раствор можно в наклонно пробуренную скважину в теле основания, которая заканчивается на глубине, не превышающей глубины заложения подошвы на 0,3 метра. То есть, нужно, чтобы отверстие не доставало до подошвы 30 см,
  • Второй способ заключается в том, что скважина должна проходить через фундамент насквозь, с заглублением ниже подошвы на 0,5 метра. Таким образом, все пустоты под подошвой будут заполнены раствором, что увеличит несущую способность фундамента и увеличит общую площадь подошвы.

Процесс цементации

  • Первый шаг в реализации технологии инъецирования фундамента – бурение скважин (шурфов) на глубину, меньшую, чем заложение подошвы, сечением 100 х 100 см. Скважины рекомендуется бурить со сдвигом, в шахматном порядке. Если есть технологическая возможность, то и внутри дома также нужно пробурить несколько скважин. Все отверстия бурятся не рандомно, а в местах с наибольшими разрушениями. Визуально разрушения видны как трещины и осыпания штукатурки на стенах фундамента и самого здания. На рисунке ниже видны варианты типа трещин и их месторасположения, по которому можно определить причины их возникновения,
  • Затем на расстоянии 25-50 см в основании под углом бурятся шурфы Ø 40-120 мм. Глубина шурфа указана в пункте №1 «о способах цементации»,
  • Если ремонт фундамента проводит строительная бригада, то раствор подается под давлением при помощи специального оборудования. При самостоятельном решении проблемы придется использовать любой подходящий насос,
  • Как приготовить правильный раствор для цементации основания дома: сначала замешивается тощий (очень жидкий) раствор с соотношением вода-цемент 0,9-1. В течение 10-15 минут эту смесь необходимо в скважину с минимальным давлением 0,2 Мпа (можно больше, но не меньше). Подача смеси происходит, пока впитывание раствора не замедлится до 3,5-4 л/мин. Последующие порции цементной смеси делают гуще – с соотношением вода-цемент 0,7-1. Все порции закачивают полностью, с поддержкой такого же уровня давления, пока раствор не станет поглощаться со скоростью 5 л/мин.
  • Через 48 часов ремонтируемый участок можно считать готовым к эксплуатации.
Читайте также:  Установка пластикового плинтуса на потолок своими руками

Технология цементации фундамента пошагово

В первом варианте (см. рисунок) появление трещин может быть обязано с:

  • просадкой грунтов основания от замачивания,
  • слабым основанием под левой частью здания,
  • высоким УГВ и вымыванием грунта с образованием карстовых пустот,
  • изменение состава бетона,
  • разработка траншей или котлована в непосредственной близости от фундамента дома.

Во втором варианте (см. рисунок) появление трещин может быть обязано с:

  • слабым основанием в средней части дома,
  • неравномерной осадкой дома ввиду разнородного состава грунта,
  • высоким УГВ (уровень грунтовых вод) и вымыванием грунта под средней частью фундамента.

В третьем варианте (см. рисунок) появление трещин может быть обязано с:

  • просадкой грунтов основания от замачивания,
  • слабым основанием под пробой и левой частью здания,
  • высоким УГВ и вымыванием грунта с образованием карстовых пустот,
  • изменение состава бетона,
  • разработка траншей или котлована в непосредственной близости от фундамента дома.

Исследования грунта и рельефа местности поможет выяснить причины разрушений. Это может также быть ошибочный расчет и монтаж дренажа, слишком близко находящиеся искусственные или естественные водоемы, насыпной грунт на участке, и т.д.

  • Ослабленный или слабый фундамент в средней части дома,
  • Усадка фундамента,
  • Полости с воздухом в фундаменте.
  • Ослабленный или слабый фундамент по углам здания,
  • Неравномерная усадка почвы,
  • Карстовые пустоты,
  • Сторонняя траншея или котлован рядом с фундаментом,
  • Подтопление подвального помещения.
  • Давление на фундамент от растяжек, которые могут быть закреплены на здании,

Причины разрушения фундамента

Основными считаются причины разрушения, связанные с неравномерными нагрузками на грунт под фундаментом, сезонные изменения в структуре грунта, или ошибочные расчеты при строительстве фундамента. Цементация основания методом инъекций в этих случаях – наиболее эффективная и простая технология ремонта, позволяющая восстановить основание полностью.

Перед проведение работ по усилению основания дома следует проконтролировать, расширяются ли дальше трещины на стенах. Делается это при помощи гипсовых маркеров или специальных мерных линеек. При увеличении трещин следует выяснить, не является ли это следствием усадки дома, чтобы не ошибиться в расчетах методов укрепления основания. Цементация сработает только тогда, когда все причины будут устранены.

Усиление фундаментов цементацией

Комплексное укрепление разрушенного фундамента

Комплексное укрепление разрушенного фундамента

Усиление фундаментов цементацией – это распространенный, эффективный метод их укрепления. Технология применяется для улучшения несущих показателей грунта перед строительством и для проведения ремонта эксплуатируемого основания. В последнем случае укрепляется не только фундамент, но и почва под его подошвой. Под воздействием различных факторов опора под постройкой может деформироваться. Это часто сопровождается появлением трещин на стенах здания. Чтобы остановить процесс разрушения и продлить срок службы сооружения, обязательно необходимо проводить укрепление. Предварительно делают осмотр строения для выявления причины процесса.

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

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.

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

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 сооруженияОсадка конструкции по краямДеформация стен
образование пустот в земле под средним участком постройкислабое основание под любым углом зданиявоздействие нагрузок от имеющихся растяжек, прикрепленных к строению
просадка грунтарытье траншей или котлованов вблизи разрушающейся постройкиземлетрясения
ослабление по центру фундаментапроблемы с грунтом, оползнинагрузки 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.

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.

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:

  • традиционным;
  • струйным.

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

Струйный метод

С помощью струйного метода улучшают несущие свойства грунта под существующим основанием либо на площадке под новостройку. Суть технологии состоит в том, что подается в скважину цементный раствор под давлением. Энергия струи вызывает разрушение почвенной структуры. В результате этого происходит его упрочнение, а также возрастает сопротивляемость разнонаправленным сдвигам и деформации. Рабочая смесь перемешивается при этом с грунтовой массой на месте. Итогом процесса является образование грунтоцементных свай сечением от 30 см до 2,5 м, которые рассматриваются в виде единого массива с грунтом.

Струйный метод

Струйный метод

Отличия струйного метода от классического варианта цементирования заключается в следующем:

  • можно проводить укрепление почти всех разновидностей грунта;
  • диаметр рабочих отверстий составляет 30-250 см, а при традиционной технологии он не превышает 25-30 мм.

Рабочий процесс при струйном способе цементации проходит такие этапы:

  • создание скважины требуемой по проекту глубины (прямой ход);
  • подъем буровой части оборудования с одновременным ее вращением и подачей под большим давлением струи рабочего раствора;
  • армирование грунтобетонной сваи.

Достоинством струйного способа является высокая скорость цементирования и предсказуемый качественный результат. Монтаж прутьев арматуры проводят, если это заложено в сметном документе.

Традиционный способ

Усиление грунтов основания фундаментов традиционным методом цементации заключается в том, что нагнетают ремонтный раствор непосредственно в опорную конструкцию и под нее.

Традиционный метод цементирования фундамента

Традиционный метод цементирования фундамента

Для проведения цементации применяются следующие растворы:

  • цементный;
  • цементно-песчаный;
  • цементно-известковый.

Рабочие качества растворов улучшают путем внесения пластификаторов и других добавок.

Состав вносят специальным оборудованием, которое устанавливается исходя из особенностей собственной конструкции и условий проведения цементирования следующими способами:

  • опусканием в отверстия (диаметром 2,5-3,5 см), проделанные для этого предварительно;
  • забиванием в несвязные (рассыпчатые) грунты, не имеющие при этом включений крупных размеров.

Первый вариант установки инъекторов используют при расположении выше укрепляемого участка плотных слоев грунта, что делает невозможным применение второго способа.

При наличии подвалов оборудование устанавливают в предварительно пробуренные скважины.

Порядок действий при цементации такой:

  • забивают инъекторы или опускают в пробуренные для них скважины до достижения проектной глубины, располагая их при этом шахматным порядком с шагом 0,3-0,6 м;
  • насосом нагнетают под давлением нужное количество рабочего раствора;
  • демонтируют оборудование;
  • заделывают оставшиеся отверстия.

Затвердение ремонтной массы происходит через 2-4 суток. При этом одни инъекторы погружаются в фундамент, а другие – под его подошву на 0,5 м.

При традиционном методе раствор проникает в основание и под него, заполняя имеющиеся там пустоты и трещины. Таким образом, восстанавливается целостность фундамента, а также его прочность и несущая способность.

Технология струйной цементации показана в видеоролике далее.

Цементация грунтов и фундаментов – это один из способов их укрепления. Данный метод используется как самостоятельно, так и совместно с другими. При появлении трещин или деформаций стен постройки либо ее основания следует как можно быстрее приступать к укреплению конструкции, предварительно установив причину их образования. Промедление может привести к плачевным результатам, вплоть до разрушения здания. Среди 2 методов цементации следует подбирать подходящий вариант с практической точки зрения: по бюджету и возможности реализации.

Усиление грунтов основания фундаментов методом цементации

Инъектирование грунта с целью его стабилизации и укрепления при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений различного назначения согласно СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 “Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве”, с целью соответствия требованиям:
– СП 45.13330.2012 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений”

– СП 50-101-2004 “Земляные сооружения, основания и фундаменты”.

Укрепление грунтов – изменение физико-механических характеристик грунтов под воздействием нагнетаемых в грунт под давлением инъекционных растворов.

Инъектирование грунта при строительстве подземных сооружений применяется для преодоления участков несвязных водонасыщенных и нарушенных скальных грунтов, ликвидации водопритоков в подземные выработки и сооружения, устройства ограждений котлованов, защитных экранов (завес), укрепления оснований и фундаментов зданий и других сооружений, находящихся в зоне влияния строительства.

Струйная цементация грунтов

В большинстве случаев, наиболее эффективным способом цементации грунтов является технология струйной цементации грунтов, так же широко известная в ее английском наименовании — jet grouting.

Технология струйной цементации грунтов (jet grouting) заключается в устройстве грунтоцементных свай с определенным шагом, или сплошным массивом, путем впрыска цементной смеси в грунт при обратном ходе буровой головки.

Рисунок 3. Принцип технологии струйной цементации.

В результате образуются грунтоцементные сваи диаметром до 3 метров каждая, с обеспечением прочности соответствующей бетонам В7,5-В15 (в зависимости от расхода цемента). При необходимости, в еще не схватившуюся смесь, может быть опущен арматурный каркас.

Буровая головка установки jet grouting имеет боковые мониторы (сопла), через которые подаются цементная смесь, воздух и вода (при самой современной модификации Jet-3, см. рис. 4) под давлением до 450 бар.

монитор jet grouting

Рисунок 4. Подача воды через Jet-мониторы.

Схема оголовков jet grouting

Рисунок 5. Схема оголовков jet grouting, в зависимости от модификации.

Комплекс для выполнения работ по струйной цементации грунтов включает в себя буровую установку для jet grouting, высоко производительные цементную и компрессорную станции, а также цементные силосы.

Комплекс струйной цементации грунтов

Рисунок 6. Комплекс струйной цементации грунтов.

Комплекс струйной цементации грунтов

Рисунок 7. Комплекс струйной цементации грунтов на объекте.

В ходе выполнения работ по струйной цементации грунтов, оператору установки jet grouting непрерывно поступают данные о работе станции, позволяющие специалисту оперативно реагировать и обеспечивать требуемые технологией параметры.

Информация с установки jet grouting

Рисунок 8. Информация с бортового компьютера установки jet grouting.

    К преимуществам технологииструйной цементации грунтов (jet grouting) относятся:
  • высокая производительность выполнения работ;
  • безальтернативная возможность цементации на отдельных участках толщи грунта, что существенно снижает объемы цементации и земляных работ по сравнению с традиционными методами, а также дает возможность выполнения работ как выше, так и ниже отметок воды;
  • уникальная высокое качество выполнения работ по цементации грунтов;
  • отсутствие вибраций и сильного шума, что позволяет работать в условиях жилых районов;
  • существуют малые установки jet grouting проходящие в стандартные дверные проемы, что позволяет выполнять работы внутри зданий.

УСЛОВИЯ ВЫБОРА ВИДА И СОСТАВА ИНЪЕКЦИОННОГО РАСТВОРА

– геологические и гидрогеологические условия конкретного участка;

– минералогический и химический состав грунта и грунтовых вод (карбонатность, загипсованность, содержание глинистых и гумусовых частиц);

– цель инъекции (повышение прочности, стабильности или водонепроницаемости грунтов, заполнение крупных пустот или трещин, предотвращение водопритока и т.п.);

– назначение раствора (инъекционный, буровой, для устройства обоймы, грунтоцементных свай и др.);

– требования к физико-механическим характеристикам укрепленного грунта и к технологическим параметрам раствора (прочность, водонепроницаемость грунта, плотность, вязкость, сроки схватывания раствора и др.);

Читайте также:  Составляющие бетона

– требования технологии приготовления (высокая растворимость и смешиваемость материалов, простота приготовления, возможность полной механизации работ), стоимость и дефицитность исходных материалов, требования техники безопасности;

– экологические требования к материалам для приготовления растворов, правила безопасности при приготовлении растворов и производстве работ по укреплению грунта.

Проектирование цементации грунтов

    При проектировании цементации грунтовв обязательном порядке определяют:
  1. Зоны закрепления и требуемую несущую способность грунтов.

Расчетным путем определяют зону и степень влияния здания на грунт. В случае необходимости уменьшения осадок здания (или остановки дальнейших осадок существующего здания) при фактическом геологическом строении, в расчет закладывают повышенные физико-механические свойства некоторых зон грунта, что в последующем обеспечивается выполнением цементации грунтов.

Расчет несущей способности грунтов

Рисунок 1. Расчет напряжений в грунте.

Расчет несущей способности грунтов

Рисунок 2. Моделирование деформаций здания.

Способ введения цементного раствора в грунт определяют в зависимости от глубины и массивности закрепляемого участка, степени усиления грунтов, окружающей застройки и других факторов.

Методы цементации грунтов могут сильно отличаться как по эффективности проводимых мероприятий, так и по скорости и стоимости выполняемой работы. Самые «бюджетные» методы цементации грунтов подразумевают ручное бурение скважин, установку самодельных инъекторов из перфорированных труб и применение неспециализированных низкоэффективных механизмов, что отрицательно сказывается на производительности труда, а самое главное – на качестве выполняемой работы. Как правило, такие мероприятия обеспечивают лишь заполнение пустот в грунте, но не позволяют задать требуемые физико-механические свойства грунтам и спрогнозировать дальнейшие осадки сооружения. Современные же методы цементации грунтов подразумевают применение специализированной техники, обеспечивающей высокую производительность и надежное прогнозирование результата работ при сопоставимых стоимостях.

В зависимости от решаемой задачи, геологических условий, способа цементации и климатических условий строительной площадки, подбирается состав раствора для цементации грунтов. В цементном растворе регулируется не только марка цемента и водоцементное отношение, но и могут быть применены композиции пластификаторов, ускорителей, фибры и других компонентов для достижения требуемых характеристик. Расчетный расход вводимой в грунт цементной смеси так же зависит от фактических геологических условий и технологии цементации грунтов.

Основным способом контроля качества выполненной работы по цементации грунтов, является испытание физико-механических свойств закрепленного массива грунта. Такие испытания могут быть проведены как на отобранных образцах (монолитах, кернах) в специализированной лаборатории, так в полевых условиях с применением штампов (металлической «пятки» на которую прикладывается нагрузка и замеряются ее осадки).

ИНЪЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТА. СИСТЕМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

Материалы для цементации грунта
Материалы для смолизации грунта
Пластифицирующий ускоритель

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.

Методы[ | ]

В результате закрепления грунтов увеличивается их несущая способность и устойчивость, повышается прочность, водопрочность и водонепроницаемость, увеличивается сопротивление размыву.

Закрепление грунтов достигается принудительным нагнетанием в грунт различных вяжущих материалов, а также воздействием на массив грунта различных физических полей: электрическим током, нагреванием и охлаждением. К вяжущим относят любые порошкообразные, жидкие и пастообразные материалы, превращающиеся в камневидное тело при затворении водой или отвердителем или после взаимодействия с коагулянтом. Для закрепления грунтов наиболее часто используют водно-цементные суспензии (см. цементация грунтов) (весовое отношение цемента к воде 0,1-2,0) в чистом виде или с различными отощающими добавками (песок, золы уноса, молотый шлак и т. д.); водные глинистые суспензии (плотность 1,1-1,5 г/см3); расплав битума (см. битумизация грунтов) (с температурой 150 0С); эмульсии битума в воде (с концентрацией 50-65 %); раствор жидкого стекла (силиката натрия) с плотностью 1,05-1,32 г/см3 (см. силикатизация грунтов); некоторые виды синтетических смол (формальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, полиакриловые и др.). Название способа закрепления грунтов даётся по виду инъекционного раствора или природе физического поля, искусственно прилагаемого к массиву грунта.

Для закрепления трещиноватых скальных, кавернозных, гравийно-галечниковых грунтов применяются: цементация, глинизация и битумизация; для песчаных и лессовых грунтов — силикатизация и смолизация; для водонасыщенных глинистых грунтов — методы электрохимического воздействия; для лессов — термическая обработка; для плывунов — электроплавление; для слабых грунтов — искусственное замораживание и др.

Когда возникает необходимость усиления

Просевший или изначально слабый грунт усиливают под уже построенным зданием либо перед началом строительства на участке с плохими инженерно-геологическими условиями. Как правило, укрепление грунта под действующим сооружением сочетают с ремонтом и усилением фундамента.

Необходимость укрепления основания под фундаментом существующего здания возникает по следующим причинам:

  1. просчеты проектирования из-за отсутствия или недостоверной информации о геологии участка, некачественное проведение строительных работ;
  2. возрастание нагрузки на фундамент при реконструкции, надстройке дополнительных этажей, монтаже нового оборудования;
  3. смещение пластов при проведении строительно-монтажных работ поблизости;
  4. размыв основания при подъеме уровня грунтовых вод, нарушениях водоотвода талых и дождевых вод, авариях систем водоснабжения и канализации;
  5. вспучивание грунта из-за увеличения глубины промерзания зимой под действием изменений в климате.

Выбор конкретной технологии при укреплении основания под построенным сооружением увязывают с соответствующими объективными ограничениями. При новом строительстве способ усиления грунтов выбирают по результатам технико-экономического обоснования.

Технологии последнего времени позволяют задействовать в строительстве после дополнительной подготовки площадки с самыми сложными инженерно-геологическими условиями.

Механический метод

В этом случае грунт укрепляют при помощи внедрения дополнительных элементов или материалов: свай, щебня, грунта и т.д. А для того, чтобы немного уплотнить структуру, могут воспользоваться трамбовкой и подобными операциями. Рассмотрим их особенности.

  1. Укрепление с помощью железобетонных свай
    . Суть этого метода заключается, что свая проходит сквозь слой слабого грунта и достигает слоя более плотного, закрепляясь там, и тем самым укрепляя грунт. Чтобы устроить такое укрепление, используют несколько способов: так, сваю могут вдавливать специальной машиной, могут забивать в грунт, пробурив для этого отверстие или без него. Есть также вариант, когда в грунт погружается труба, а уже в нее потом заливается бетон. В любом случае, такой способ требует огромных усилий и немалой строительной площадки, используется, в основном, при строительстве крупных объектов.
  2. Грунтовые сваи
    . Принцип и эффект сравним с предыдущим вариантом, только получается намного дешевле и более экологично. В общих чертах, принцип их создания выглядит так: бурится отверстие, в которое потом поэтапно засыпают наполнитель из разных фракций, периодически все это трамбуется. В итоге получаем надежно укрепленный грунт.
  3. Если слой того грунта, который будет нужен, небольшой, то можно воспользоваться средствами трамбовки с помощью катков, виброплит
    и некоторыми другими устройствами. Если основа – пылеватый песок, то трамбовку проводят вместе с водой. Такой способ применим на таких объектах, как дороги, аэродромы и т.д. Если же грунт настолько слабый, что такой способ не поможет, то есть смысл извлечь его и заменить другим.

Глинизация и битумизация

Данные методы способны существенно уменьшить водонепроницаемость скальных трещиноватых пород. Смесь подаётся через трубу-инъектор диаметром 20-35 мм. Как и при силикатизации, происходит нагнетание водной суспензии, содержание монтмориллонита в которой составляет порядка 60%. Для лучшего заполнения раствором пор грунта, непосредственно перед началом глинизации в инъектор нагнетается около 20 дм3 воды под давлением в несколько атмосфер.

Битумизация целесообразна в тех случаях, когда цементация невозможна по причине высокой скорости течения грунтовых вод (90 м/сутки и более).

Как видим, современные технические возможности позволяют осуществлять закрепление грунтов самыми различными способами. Правильно выбрав технологию и неукоснительно соблюдая правила её выполнения, можно произвести закрепление грунтового основания любого типа.

Делаем цементацию фундамента своими руками

бетонирование

Цементация фундамента – усиление существующих опор, которые потеряли свою прочность, жесткость и несущую способность в силу сложившихся причин, а также в случае недостаточной прочности при планировании надстройки здания. Применение этого метода позволяет усилить фундаментные опоры без полной замены или разрушения конструкций. В этой статье – технология укрепления фундаментов методом цементации.

Причины необходимого укрепления опоры зданий

Фундаменты зданий теряют прочность и разрушаются от многих причин, самой главной из которых является несоблюдение технологии возведения опорного основания здания при его строительстве. Если при возведении основания был неправильно сделан его расчет, применялись некачественные, дешевые материалы, не была проложена гидроизоляция, вполне можно ожидать преждевременные разрушения опорного пояса.

Основание, нуждающееся в цементации

Основание, нуждающееся в цементации

Свою лепту в преждевременные разрушения конструкций вносят и эксплуатационные моменты – отсутствие отопления в подвале в холодные зимы; возведение здания без цоколя. Чтобы избежать полного разрушения оснований строений, требуется выполнить усиление фундаментного пояса или несущих грунтов.

Влияние на возникновение разрушений в фундаментном поясе зданий оказывают следующие воздействия:

  • Повышение уровня подпочвенных вод вследствие разных причин.
  • Значительное промерзание грунта, особенно наполненного водой.
  • Морозное пучение грунта.
  • Масштабные строительные работы вблизи здания – демонтаж тяжелого технологического оборудования; забивка железобетонных свай; снос многоэтажных строений с применением специального оборудования.
  • Наличие постоянной вибрации, воздействующей на основание.

Еще одна причина, по которой может потребоваться выполнить усиление– надстройка второго этажа или мансарды, увеличивающая нагрузку на фундаментное основание.

По любой из этих причин могут возникать повреждения в фундаментных конструкциях, приводящие к ослаблению опорного основания или полному разрушению, в таких случаях, необходима надёжная защита, требуется выполнить усиление.

Виды усиления фундаментов

Заливка бетонного раствора в щели основания

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).

Защита фундамента цементацией

Траншея для усиления основания

Траншея для усиления основания

Технология укрепления ленточного основания методом цементации, может применяться на фундаментных опорах с сохранившейся несущей способностью.

Метод цементации (усиление) фундаментов наиболее подходит для укрепления ленточного основания из кирпича или бутового камня, которые возведены из прочных основных материалов (бут, кирпич). В этом случае обычно наблюдается ослабление конструкций из-за разрушений связующего цементного раствора.

Появляются пустоты в кладке, которые ослабляют несущую способность ленточного фундамента. Усиление фундаментной опоры цементацией проводится без укрепления грунтов, на которые опирается конструкция.

Технология работ

Перед началом работ по укреплению ленточного фундамента из кирпича или бутового камня, требуется по периметру здания, изнутри и снаружи, отрыть шурфы. Шурфы роют вручную, в шахматном порядке, с расстоянием между ямами в 1 метр. Если ленточный фундамент выложен из крупных валунов, шаг между отдельными шурфами может составлять до 2 м. При укреплении бутовых фундаментов, следует отрыть сплошные траншеи по периметру несущей конструкции, ширина траншей предусматривается размером 1 м, независимо от грунтов.

Посмотрите видео, как правильно укреплять основание с помощью бетонирования.

Учитывая, что проблемными местами конструкции ленточных фундаментов являются ослабленные швы кладки, именно в них просверливаются отверстия для заполнения цементным раствором. Количество необходимых инъекционных отверстий определяется проектным расчетом. В приготовленные отверстия в фундаментных конструкциях устанавливаются инъекторы, в которые под давлением нагнетается цементно-песчаный раствор.

Технология приготовления цементно-песчаного раствора допускает использовать следующие соотношения ингредиентов: 1:1; 1:1,5; 1:2. Заполнение отверстий раствором продолжается до полного насыщения ленточного основания. В зданиях с подвалом, принято выполнять работы по цементации опорного пояса изнутри.

Усиление считается выполненным, когда конструкции фундаментов составляют монолитную конструкцию без видимых разрушений швов кладки.

Цементация грунтов

Технология цементации грунтовых оснований, позволяет выполнить усиление грунтов любого типа, повысить прочность и устойчивость к возникновению деформаций в различных опорных конструкциях.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о технологии укрепления грунтов с помощью цемента.

Читайте также:  Фикусы робуста: особенности, советы по выбору и уходу

В основе струйной цементации лежит инновационный метод одновременного разрушения и перемешивания ослабленных грунтов, на которые опирается здание, направленной струей цементного раствора, подающегося под высоким давлением. Нагнетание раствора под высоким давлением, приводит к образованию в грунтовых основаниях колоннообразных цементных элементов (колонн), которые укрепляют состав грунтов, повышая их несущую способность.

Метод струйной цементации при закреплении грунтов способен достичь положительных результатов даже на илистых и лессовых породах, природная несущая способность которых достаточно мала. Еще на стадии проекта расчетом определаются необходимые итоговые характеристики укрепленных грунтов, включая прочность основания и заданную несущую способность.

Метод укрепления грунтов под фундаментами цементацией требует применения дорогостоящего оборудования, отличается значительной трудоемкостью.

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. О том, что представляет собой технология усиления фундаментов цементацией – читайте в нашей статье.

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.

Виды усиления фундаментов

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).

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 сооруженияОсадка конструкции по краямДеформация стен
образование пустот в земле под средним участком постройкислабое основание под любым углом зданиявоздействие нагрузок от имеющихся растяжек, прикрепленных к строению
просадка грунтарытье траншей или котлованов вблизи разрушающейся постройкиземлетрясения
ослабление по центру фундаментапроблемы с грунтом, оползнинагрузки 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.

УСЛОВИЯ ВЫБОРА ВИДА И СОСТАВА ИНЪЕКЦИОННОГО РАСТВОРА

– геологические и гидрогеологические условия конкретного участка;

– минералогический и химический состав грунта и грунтовых вод (карбонатность, загипсованность, содержание глинистых и гумусовых частиц);

– цель инъекции (повышение прочности, стабильности или водонепроницаемости грунтов, заполнение крупных пустот или трещин, предотвращение водопритока и т.п.);

Читайте также: Что из себя представляет мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах + пошаговая инструкция по монтажу

– назначение раствора (инъекционный, буровой, для устройства обоймы, грунтоцементных свай и др.);

– требования к физико-механическим характеристикам укрепленного грунта и к технологическим параметрам раствора (прочность, водонепроницаемость грунта, плотность, вязкость, сроки схватывания раствора и др.);

– требования технологии приготовления (высокая растворимость и смешиваемость материалов, простота приготовления, возможность полной механизации работ), стоимость и дефицитность исходных материалов, требования техники безопасности;

– экологические требования к материалам для приготовления растворов, правила безопасности при приготовлении растворов и производстве работ по укреплению грунта.

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:

  • традиционным;
  • струйным.

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

Струйный метод

С помощью струйного метода улучшают несущие свойства грунта под существующим основанием либо на площадке под новостройку. Суть технологии состоит в том, что подается в скважину цементный раствор под давлением. Энергия струи вызывает разрушение почвенной структуры. В результате этого происходит его упрочнение, а также возрастает сопротивляемость разнонаправленным сдвигам и деформации. Рабочая смесь перемешивается при этом с грунтовой массой на месте. Итогом процесса является образование грунтоцементных свай сечением от 30 см до 2,5 м, которые рассматриваются в виде единого массива с грунтом.

Струйный метод

Отличия струйного метода от классического варианта цементирования заключается в следующем:

  • можно проводить укрепление почти всех разновидностей грунта;
  • диаметр рабочих отверстий составляет 30-250 см, а при традиционной технологии он не превышает 25-30 мм.

Рабочий процесс при струйном способе цементации проходит такие этапы:

  • создание скважины требуемой по проекту глубины (прямой ход);
  • подъем буровой части оборудования с одновременным ее вращением и подачей под большим давлением струи рабочего раствора;
  • армирование грунтобетонной сваи.

Достоинством струйного способа является высокая скорость цементирования и предсказуемый качественный результат. Монтаж прутьев арматуры проводят, если это заложено в сметном документе.

Права субъектов персональных данных

10.1 Субъект персональных данных имеет право:

10.1.1. на получение персональных данных, относящихся к данному субъекту, и информации, касающейся их обработки;

10.1.2. на уточнение, блокирование или уничтожение его персональных данных в случае, если они являются неполными, устаревшими, неточными, незаконно полученными или не являются необходимыми для заявленной цели обработки;

10.1.3. на отзыв данного им согласия на обработку персональных данных;

10.1.4. на обжалование действий или бездействия Оператора в уполномоченный орган по защите прав субъектов персональных данных или в судебном порядке.

10.1.5. Для реализации своих прав и законных интересов субъекты персональных данных имеют право обратиться к Оператору направив лично или с помощью представителя запрос, содержащий сведения, указанные в ч. 3 ст. 14 ФЗ «О персональных данных по адресу, указанному в пункте 1.5 настоящей Политики.

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Типовая технологическая карта (именуемая далее по тексту ТТК) — комплексный организационно-технологический документ, разработанный на основе методов научной организации труда для выполнения технологического процесса и определяющий состав производственных операций с применением наиболее современных средств механизации и способов выполнения работ по определённо заданной технологии. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов организации капитального ремонта, Проектов производства ремонтно-строительных работ и другой организационно-технологической документации строительными подразделениями. ТТК является составной частью Проектов производства работ (далее по тексту — ППР) и используется в составе ППР согласно МДС 12-81.2007.

1.2. В настоящей ТТК приведены указания по организации и технологии производства работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации.

Определён состав производственных операций, требования к контролю качества и приемке работ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные и материальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности и охране труда.

1.3. Нормативной базой для разработки технологической карты являются:

— строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);

— заводские инструкции и технические условия (ТУ);

— нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);

— производственные нормы расхода материалов (НПРМ);

— местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

1.4. Цель создания ТТК — описание решений по организации и технологии производства строительно-монтажных работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации, с целью обеспечения их высокого качества, а также:

— снижение себестоимости работ;

— сокращение продолжительности строительства;

— обеспечение безопасности выполняемых работ;

— организации ритмичной работы;

— рациональное использование трудовых ресурсов и машин;

— унификации технологических решений.

1.5. На базе ТТК разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ (СНиП 3.01.01-85* «Организация строительного производства») по искусственному закреплению грунтов методом цементации.

Конструктивные особенности их выполнения решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.

РТК рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации.

1.6. ТТК можно привязать к конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесс состоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.

Порядок привязки ТТК к местным условиям:

— рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;

— проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени, марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов, состава звена рабочих) принятому варианту;

— корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантом производства работ и конкретным проектным решением;

— пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей, потребности в машинах, механизмах, инструментах и материально-технических ресурсах применительно к избранному варианту;

— оформление графической части с конкретной привязкой механизмов, оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическими габаритами.

1.7. Типовая технологическая карта разработана для инженерно-технических работников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих, выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления (обучения) их с правилами производства работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации, с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ.

Технологическая карта разработана на следующие объёмы работ:

— закрепляемый грунт — 150,0 м

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по искусственному закреплению грунтов методом цементации.

2.2. Работы по искусственному закреплению грунтов методом цементации, выполняются механизированным отрядом в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при искусственном закреплении грунтов методом цементации, входят следующие рабочие процессы и технологические операции:

— геодезическая разбивка местоположения забивки инъекторов;

— забивка инъекторов в грунт;

— подключение шлангов для нагнетания раствора;

— нагнетание раствора в грунт;

— ликвидация использованных скважин.

2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижной компрессор фирмы Atlas Copco XAS 97 Dd
(
подача сжатого воздуха 5,3 м /час, =0,7 МПа, m=940 кг);
отбойный молоток Atlas Copco TEX 09 PS 8461021102
(масса m=9,6 кг, =0,5 МПа, частота ударов 1800 уд/мин);
электрическая шлифовальная машинка PWS 750-125 фирмы Bosch
(Р=1,9 кг; N=750 Вт); ручная
инжекторная газовая горелка Р2А-01 с
внутренними и наружными мундштуками, ключом, уплотнительными кольцами, газовыми баллонами и редукторами;
трубонарезная головка REMS Ева;
дизельный
растворонасос Putzmeister M 740
(производительность до 5 м /час, =7 бар; общая масса m=1450 кг; габаритные размеры Д Ш В, 4500 1450 1200 мм).

Рис.1. Инжекторная газовая горелка Р2А-01

а — горелка; б — инжекторное устройство; 1 — мундштук; 2 — ниппель мундштука; 3 — наконечник; 4 — трубчатый мундштук; 5 — смесительная камера; 6 — резиновое кольцо; 7 — инжектор; 8 — накидная гайка; 9 — ацетиленовый вентиль; 10 — штуцер; 11 — накидная гайка; 12 — шланговый ниппель; 13 — трубка; 14 — рукоять; 15 — сальниковая набивка; 16 — кислородный вентиль.

Рис.2. Газовые баллоны и редукторы

а — кислородный баллон, объёмом 6 м ; б — ацетиленовый баллон, объёмом 5,32 м ; г — кислородный редуктор; д — ацетиленовый редуктор.

Ссылка на основную публикацию