Усиление грунтов основания методом «Геомассив»
В этой статье мы постараемся подробно описать процесс укрепления грунтов основания с применением метода «Геомассив».
Необходимость укрепления фундаментов бывает обусловлена тем, что непосредственно под подошвой и на расстояниях, не превышающих глубину сжимаемой толщи, расположены рыхлые грунты с низкими деформационными характеристиками.
Телефон для справок (круглосуточно)
Наличие неоднородных «слабых» грунтов в основании фундаментов здания может привести в процессе эксплуатации к сверхнормативным осадкам и кренам здания.
Приведенные технические решения с применением метода «Геомассив» должны обеспечить:
- выравнивание деформационных характеристик грунтов в основании фундаментов здания;
- предотвращение развития сверхнормативных деформаций основания и фундаментов здания за счет преобразования рыхлых грунтов в основании фундаментов в грунты большой плотности, повышение связности грунтового массива, повышение и выравнивание физико¬механических характеристик грунтов в основании фундаментов.
- предотвращение развития суффозионных процессов.
Метод «Геомассив» основан на инъекционном уплотнении грунтов основания путем нагнетания по специальной технологии цементного раствора при давлении, значительно превышающем нагрузку на грунт от здания, в результате чего происходит повышение плотности грунтов, улучшение механических свойств слабых грунтов как за счет уплотнения, так и за счет образования жестких включений из застывшего уплотняющего раствора, что превращает массив грунта в природно-техногенный композит с высокими прочностными и деформационными свойствами.
Работы по усилению грунтов основания выполняются в 3 этапа:
1 этап.
Подготовительные работы (установка оборудования, изготовление инъекторов и др.);
2 этап.
Выполнение работ по устройству вертикального защитного экрана.
3 этап.
Устройство жестко-армированного массива под фундаментом здания.
После укрепления грунтов методом «Геомассив» застывший цементный раствор образует армирующий каркас, напоминающий корни дерева, «стволом» которого является погруженный в грунт стальной инъектор (с застывшим в инъекторе цементным раствором). При этом происходит дополнительное улучшение механических характеристик вмещающего грунтового массива.
Процесс создания геомассива состоит из инъектирования в грунт расчетного объема уплотняющего раствора по специально рассчитанной в зависимости от геологического строения и свойств массива грунта технологии. Высокая избирательность уплотняющего раствора позволяет усиливать наиболее слабые зоны грунтового массива в максимальной степени, создавая практически однородное основание с высокой несущей способностью. Выравнивание прочностных и деформационных характеристик усиленных методом «Геомассив» грунтов основания в значительной степени снижает предпосылки для развития неравномерных осадок в процессе эксплуатации здания.
Телефон для справок (круглосуточно)
Инъекторы для нагнетания уплотняющего раствора в грунт располагаются по сетке в шахматном порядке. Предусмотрено применение неизвлекаемых (оставляемых в грунте) инъекторов, используемых в качестве элементов вертикального армирования грунтового массива.
1 Этап. Подготовительные работы.
Подготовительные работы включают в себя монтаж на специальной площадке оборудования для приготовления и подачи уплотняющего раствора к месту нагнетания.
Местоположение площадки размещения растворного узла и вспомогательного оборудования определяется на месте производства работ.
В процессе подготовительных работ выполняются инвентарные металлические инъекторы для нагнетания уплотняющего раствора в грунт, выполняется прокладка разводящих технологических трубопроводов, выполняется монтаж временного ограждения зон производства работ, установка предупредительных знаков. Соединение инъекторов с технологическими трубопроводами осуществляется при помощи быстроразъемных соединений.
2 Этап. Устройство вертикального защитного экрана.
После устройства фундамента проектируемого жилого дома в целях обеспечения оптимальных условий для уплотнения рыхлых грунтов в основании здания, а также повышения водозащиты грунтов основания, предусмотрено устройство по периметру усиливаемой зоны — вертикального защитного экрана.
Создание экрана производится путем нагнетания в грунт через специальные инъекторы из труб диаметром 32 мм цементного раствора.
Состав уплотняющего раствора при водоцементном отношении (В/Ц) равном 0,8 следующий:
- цемент М500 — 895 кг;
- вода — 716 л;
- жидкое стекло — 15 кг.
Для приготовления уплотняющего раствора следует применять обыкновенный портландцемент М500.
Приготовление цементного раствора должно производиться непосредственно перед нагнетанием его в грунт.
Приготовление цементного раствора требуемого состава можно производить как на специализированном растворном узле путем разбавления густого (кондиционного) раствора водой, так и в растворомешалке типа РМ-0,35 или РМ-0,7. Приготовленный (рабочий) раствор должен непрерывно перемешиваться или находится в движении до момента его поступления в скважину.
Телефон для справок (круглосуточно)
Инъекторы вертикального защитного экрана расположены по зоны усиления в один ряд. Инъекторы погружаются в предварительно пробуренные скважины.
Инъекторы изготавливаются из труб диаметром 32,0х3,2 мм с перфорированной нижней частью. Отверстия в перфорированной части инъекторов круглые и располагаются в четырех направлениях под углом 90°.
Предусмотрено применение неизвлекаемых (оставляемых в грунте после нагнетания уплотняющего раствора) инъекторов, используемых в качестве элементов вертикального армирования фунтового массива.
Для погружения инъекторов на проектные отметки проектом предполагается предварительное бурение скважин диаметром 60 мм с помощью буровых установок УКБ 12/25. Погружение инъекторов вертикального защитного экрана производится путем забивки.
Работы по нагнетанию уплотняющего раствора производятся в 3 этапа:
- на первом этапе производится погружение всех инъекторов вертикального защитного экрана;
- на втором этапе работ по нагнетанию уплотняющего раствора производится нагнетание в 50% инъекторов равномерно по всему периметру усиливаемой зоны. Нагнетание уплотняющего раствора производится в инъекторы вертикального экрана в очередности через один инъектор;
- на третьем этапе работ производится нагнетание уплотняющего раствора в оставшиеся инъекторы вертикального защитного экрана.
Нагнетание производят под давлением 5-10 атм. при минимальной скорости подачи раствора.
В случае возникновения затруднений с нагнетанием проектного количества раствора в заданный интервал допускаются приостановки при нагнетании раствора (до 0,5 часа) с последующим возобновлением работ по нагнетанию в том же интервале.
Объем инъецируемого раствора, технологический режим нагнетания цементного раствора и водоцементное отношение раствора при нагнетании должны быть уточнены в процессе производства работ с учетом конкретных грунтовых условий на каждом этапе инъектирования.
При работе необходимо тампонировать в грунте верх инъектора. В случае прорыва цементной смеси на поверхность земли в процессе инъектирования раствора следует немедленно прекратить инъектирование в данной точке и переместиться на другую.
После окончания нагнетания раствора в заданный горизонт шаровой кран, установленный на инъекторе, перекрывается и выдерживается в течение суток, после чего кран снимается, оголовок инъектора срезается в уровне поверхности земли и скважина тампонируется цементным раствором.
3 этап. Устройство жестко-армированного массива.
Инъекторы для нагнетания уплотняющего раствора в грунт располагаются по сетке. Жестко- армированный массив в основании фундамента создается путем нагнетания в грунт цементного раствора через специальные инъекторы из труб диаметром 32 мм в проектном количестве.
Телефон для справок (круглосуточно)
Устройство грунтоцементной плиты предполагается выполнять поэтапно.
Последовательность устройство жестко-армированного массива следующая:
- на первом этапе производится погружение всех инъекторов.
- на втором этапе производится нагнетание уплотняющего раствора в 50% инъекторов равномерно по всей площади закрепления;
- на третьем этане производится нагнетание уплотняющего раствора в остальные инъекторы.
Состав уплотняющего раствора при водоцементном отношении (В/Ц) равном 0,8 следующий:
- цемент М500 — 895 кг;
- вода — 716 л;
- жидкое стекло — 15 кг.
Для приготовления уплотняющего раствора следует применять обыкновенный портландцемент М500.
Приготовление цементного раствора должно производиться непосредственно перед нагнетанием его в грунт.
Дополнительные указания по нагнетанию уплотняющего раствора при усилении грунтов основания здания.
1. Нагнетание проектного объема уплотняющего раствора производится при минимальной скорости подачи раствора. В случае, если нагнетание проектного количества раствора было произведено при давлениях меньше 5 атм, необходимо продолжать нагнетание до достижения давления при нагнетании 5 атм. При этом в инъектор должно быть произведено нагнетание не более чем двойного, по сравнению с проектным, количеством раствора, после чего нагнетание раствора в инъектор прекращается, а данные о фактических объемах нагнетания и давлениях нагнетания заносятся в журнал.
2. В случае возникновения затруднений с нагнетанием проектного количества раствора в заданный интервал инъектирования необходимо приостановить нагнетание раствора в заданный интервал (до 15-20мин) с последующим возобновлением работ по нагнетанию раствора в том же интервале. Давление нагнетания раствора не должно превышать 15 атм. В случае невозможности дальнейшего нагнетания проектного объема раствора в скважину при давлении 15 атм работы по нагнетанию прекращаются. В период приостановки работ по нагнетанию раствора в данной (рабочей) скважине допускается выполнение работ по нагнетанию раствора в последующие скважины.
3. В случае, если в процессе нагнетания произойдет прорыв уплотняющего раствора в одну из смежных пробуренных скважин, устье этой скважины тампонируется с помощью инвентарного пакера, в рабочую скважину продолжается нагнетание раствора до проектного количества, после чего следует сразу же приступить к производству работ по нагнетанию уплотняющего раствора в скважину, в которой произошел прорыв уплотняющего раствора.
4. В случае возникновения затруднений с нагнетанием проектного количества раствора рекомендуется применить следующую технологию нагнетания. Первоначально в скважину производится нагнетание 0,2-0,4 м3 воды с добавлением цемента в количестве 1/10 — 1/15 от количества воды. Сразу же после этого в скважину производится нагнетание цементного раствора, при этом допускается раствор с увеличенным водоцементным отношением.
Телефон для справок (круглосуточно)
При сдаче работ специализированная организация, проводившая работы по укреплению грунтов методом «Геомассив», должна представить следующую документацию:
— заводские сертификаты использованных материалов;
— журналы бурения скважин;
— журналы цементации;
— планы с указанием действительного расположения скважин и с нанесением исполнительных данных нагнетания раствора.