ПСК Сигма-Ф

Общество с ограниченной ответственностью

Проектно-строительная компания

С И Г М А - Ф

E-mail: sigma@sigma-f.ru
Адрес: г.Москва, Варшавское ш., д.42, к.4166
Телефон: 8 (499) 391-97-87

Цементация грунтов

Усиление грунтов

Необходимость снижения деформаций зданий и сооружений возникает практически повсеместно, за редким исключением не трещиноватых скальных оснований. Существует три основные группы закрепления грунтов: физико-химические, химические и термические.

Учитывая технико-экономические показатели и относительную простоту производства работ, наибольшее распространение получило именно физико-химическое закрепление грунтов путем цементации грунтов. Очевидно, что цементация грунтов – это введение в грунт цементного раствора. Но не всем известно, что одни методы цементации грунтов подразумевают лишь заполнение полостей в грунте (промоины, выгнивание современных грунтов с органикой и т.п.), в то время как другие подразумевают перемешивание цементной смеси с грунтом, образуя однородный массив с заданными характеристиками, обеспечивающий соблюдение расчетных деформаций здания.

    Цементация грунтов является эффективным решением при:
  • усилении фундаментов;
  • проявлении признаков просадки здания (трещинах в стенах, выявлении разности осадок),
  • предстоящем увеличении нагрузки (при надстройке этажей, или пристройке смежного здания);
  • необходимости повышения физико-механических свойств грунтов в зоне планируемого строительства
  • закреплении просадочных, или карстовых грунтов;
  • при попадании в зону высокоподвижного грунта («плывуна») в ходе подземного строительства и проч.

Проектирование цементации грунтов

    При проектировании цементации грунтов в обязательном порядке определяют:
  1. Зоны закрепления и требуемую несущую способность грунтов.
  2. 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.

  3. Метод цементации грунтов.
  4. 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.

  5. Состав и расход вводимого в грунт раствора.
  6. 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.

  7. Контроль качества выполненной работы.
  8. 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).

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.

jet grouting

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
Информация с установки jet grouting

Рисунок 8. Информация с бортового компьютера установки jet grouting.

    К преимуществам технологии струйной цементации грунтов (jet grouting) относятся:
  • jet grouting 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.

Усиление фундаментов

Технология струйной цементации широко применяется для усиления фундаментов существующих зданий.

Усиление фундаментов

Рисунок 10. Схема усиления фундаментов по технологии jet grouting.

Мобильность установки для струйной цементации, а также высокая подвижность ее буровой мачты, позволяют выполнять усиление фундаментов существующего здания даже в условиях плотной городской застройки, без раскопки усиливаемых фундаментов, вибраций и шума.

Усиление фундаментов

Рисунок 11. Усиление фундаментов по технологии jet grouting.

Усиление фундаментов

Рисунок 12. Усиление фундаментов по технологии jet grouting изнутри здания.

    Технология струйной цементации грунтов (jet grouting) обеспечивает высокие технико-экономические показатели при выполнении работ по:
  • усилению фундаментов;
  • закреплению оснований существующих зданий;
  • закреплению обводненных грунтов;
  • устройству подпорных стен и ограждения котлованов;
  • выполнении противофильтрационных завес;
  • заглублению сооружений;
  • снижению деформативности грунтов для нового строительства.

Если Вам нужно выполнить Цементацию грунтов - позвоните нам и мы проконсультируем Вас и поможем составить план решения Вашей задачи.