Закрепление грунтов и фундаментов

Закрепление грунтов и фундаментов - общие положения

Закрепление грунтов и фундаментов способом инъекции химических растворов и цементных суспензий широко применяется при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки.

Цементация зоны контакта подошвы фундамента с грунтом. Цементация контакта "фундамент-грунт" выполняется при наличии пустот под подошвой фундамента, образующихся в результате суффозии грунта при прорывах вод их водонесущих магистралей, а также при неравномерных осадках грунта и фундаментов на локальных участках здания. При химическом закреплении грунтов под фундаментами цементация на контакте подошвы с основанием применяется в качестве вспомогательного мероприятия против возможных утечек закрепляющих реагентов.

Усиление основания при углублении фундаментов. При реконструкции зданий в связи с увеличением нагрузок на основание, а также со строительством подвальных помещений или заглублением существующих возникает необходимость переноса подошвы фундаментов на более глубокие, более прочные слои основания.

В песчаных грунтах углубление фундаментов без их вскрытия выполняется путем химического закрепления, с применением составов растворов, преобразующих сыпучий песчаный грунт в камнеподобный материал с пределом прочности на одноосное сжатие до 5-10 МПа. При необходимости опорная площадь углубляемого фундамента может быть увеличена.

Устройство под зданием плиты из закрепленного грунта. В прошлом при строительстве соборов и церквей, а также некоторых зданий осуществлялась забивка в основание коротких деревянных свай длиной порядка 1 м. Эти сваи, со временем сгнивая, являлись одной из причин неравномерных осадок фундаментов таких зданий и соборов.

Нагнетание растворов для закрепления разуплотненных грунтов основания и ликвидации пустот от сгнивших свай, при отсутствии условий для производства работ изнутри помещения, выполняют снаружи здания по "горизонтальной" технологии. Суть "горизонтальной" технологии состоит в том, что инъекцию закрепляющих растворов производят через инъекторы-трубы, вдавливаемые под фундаменты здания горизонтально или с некоторым наклоном из специально оборудованных для этих целей технологических выработок (траншей, штолен, колодцев - pppa.ru). При высокой плотности размещения фундаментов закрепление грунта производится под всем зданием в виде сплошной плиты. При необходимости трубы-инъекторы могут быть оставлены в закрепленном массиве в качестве арматуры.

Закрепление грунтов при реконструкции городских инженерных коммуникаций, связанных с реконструкцией. При реконструкции и перекладке инженерных сетей в стесненных условиях городской застройки, производимой с разработкой глубоких траншей открытым способом, как правило, возникает необходимость защиты близко расположенных зданий, подпадающих в зону влияния выработок, от неравномерных осадок их фундаментов - pppa.ru. Химическое закрепление грунтов в этих случаях способно предотвратить возможные неравномерные осадки таких зданий. Закрепление грунтов производится по одному из двух вариантов.

По первому варианту закрепляются грунты непосредственно под фундаментами здания. По второму варианту между выработкой (траншеей) и фундаментами здания создается защитная стенка из закрепленного грунта. Выбор вариантов закрепления осуществляется на основании сравнения технико-экономических расчетов.

Химическое закрепление грунтов может применяться для создания пристенной наружной гидроизоляции подземных конструкций реконструируемых зданий, а также для ликвидации очагов водопритока в ограждающих стенках котлованов. Производство работ по химическому закреплению грунтов допускается только по утвержденному проекту, разработанному специализированной проектной организацией или подразделением, имеющим специалистов по химзакреплению грунтов и опыт проектирования таких мероприятий.

Проектирование инъекционного химзакрепления грунтов осуществляется на основании материалов специальных инженерно-геологических изысканий и исследований, а также рекомендаций исследовательских организаций по способу закрепления, составу растворов, прочностным и фильтрационным свойствам закрепленных этими растворами грунтов.

Способы и материалы для закрепления грунтов, проектирование

Инъекционное закрепление распространяется на грунты, обладающие достаточной водопроницаемостью, включая песчаные, крупнообломочные, трещиноватые, скальные и полускальные грунты.

Для закрепления грунтов применяется 9 способов, согласно таблице, с указанием их основных характеристик.

Таблица

Основные способы химического закрепления грунтов

Наименование способа	Исходные реагенты	Пределы применимости в	Радиус закрепления, м	Прочность при
	наименование	плотность	песках, К (м/сут)		одноосном сжатии, МПа
Двухрастворная	Силикат натрия	1,35-1,44
силикатизация	хлористый кальций	1,26-1,28	10-80	0,3-1,0	2-8
Однорастворная	Силикат натрия	1,25-1,30
силикатизация	Кислота Н SiF	1,1-1,08	1,0-50	0,3-1,0	1-5
Силикатизация	Силикат натрия	1,19-1,30
газовая	Углекислый газ в баллонах	-	0,5-20	0,3-1,0	0,5 - 3,5
Однорастворная	Силикат натрия	1,19
силикатизация	Кислота Н РО	1,025	0,2 -10	0,5 -1,0	0,2-0,3
Однорастворная	Силикат натрия	1,15	0,2-10	0,5-1,0	0,2-0,3
силикатизация	Алюминат натрия	1,05
Однорастворная	Силикат натрия	1,28-1,30
силикатизация	Этилацетат	-	10-80	0,3-0,6	2-10
	Контакт Петрова	-
Однорастворная смолизация	Карбамидная смола	1,10-1,16
	Соляная кислота	1,023	0,5-50	0,3-1,0	2-8
Цементация	Цемент
	Бентонит	1,55-1,80	>80	-	-

Выбор конкретного способа (рецептура) закрепления зависит от целевого назначения конструкции из закрепленного грунта, предъявляемых к ней и к закрепленному грунту требований по прочностным и физическим показателям, а также долговечности.