Усиление грунтов основания методом «Геомассив. Усиление оснований фундаментов

Типы грунтов, физико-механические свойства грунтов, инженерно-геологическое строение строительной площадки

Типы грунтов и их физико-механические свойства

Все грунты, используемые в качестве основания для зданий и сооружений, делятся на следующие типы:

1. песчаные грунты
2. скальные грунты
3. суглинки и супеси
4. глинистые грунты
5. грунты с органическими примесями
6.крупноблочные грунты
7. лёсс
8. насыпные грунты
9. плывуны.

Иногда специалисты пользуются укрупненным понятием для классификации грунтов и делят грунты, например, на сцементированные (или скальные) и несцементированные.

Сцементированные или скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т. п.

Несцементированные грунты обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых, делятся на: песок, супесь (супесок), суглинок, глина.

Глина бывает тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки - легкой или тяжелой. Особо тяжелая для разработки глина называется ломовой.

Кратко опишем все виды грунтов по расширенной классификации.

1. Песчаные грунты
В состав песчаных грунтов входят частицы размерами от 0,1 до 2 мм. В зависимости от размера частиц песчаные грунты делятся на гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые.

Коэффициент сжатия плотного песка низок, но скорость его уплотнения под влиянием нагрузки велика. Поэтому осадка строения, возведенного на песке, прекращается довольно быстро. Гравелистые, крупные и средние песчаные грунты обладают высокой водонепроницаемостью и, следовательно, при замерзании не вспучиваются.

Пылеватыми частицами называются частицы размерами от 0,05 до 0,005 мм. Если в песчаном грунте таких частиц содержится от 15 до 50 %, такие пески также называются пылеватыми. Присутствие в грунте пылеватых частиц значительно снижает строительные качества и ухудшает несущую способность грунта.

Хорошим основанием для здания может служить песчаный грунт равномерной плотности и необходимой мощности. При этом следует учитывать, что такой грунт не должен подвергаться воздействию грунтовых вод.

2. Скальные грунты
Такие грунты залегают в виде сплошного массива. К этой категории относятся песчаники, кварциты, граниты. Такой материал вполне водоустойчив, несжимаем. Если в таком грунте нет ни пустот, ни трещин, он наиболее подходит для строительства.

3. Суглинки и супеси
Эти грунты представляют собой смесь глины, песка и пылеватых частиц. В их состав входят 30 % глинистых частиц и от 3 до 10 % супеси. По своим техническим параметрам и пригодности для строительства эти грунты занимают промежуточное место между песчаными и глинистыми грунтами.

4. Глинистые грунты
В состав этих грунтов входят мелкие частицы величиной не более 0,005 мм. Эти частицы в основном имеют форму чешуек. Глина имеет достаточное количество капиллярных каналов и обладает большой удельной поверхностью касания между частицами.

Капиллярные каналы способствуют проникновению воды во все поры материала, при этом образуются тонкие водоколлоидные пленки, которые в свою очередь обволакивают частицы остова грунта. Это придает глине необходимую для строительства вязкость. Но с другой стороны, наличие в порах глины капелек воды при промерзании увеличивает ее объем, что влечет за собой процесс вспучивания.

Глинистые грунты характеризуются высоким сжатием (по сравнению, например, с песчаными грунтами), хотя под воздействием нагрузок скорость осадки гораздо ниже, чем у песков. Поэтому, если основанием для здания служит глина, его осадка продолжается достаточно долго.

Влажность глины влияет на ее несущую способность. Например, несущая способность глины в пластичном и разжиженном состоянии очень низка, в то время, как сухая глина может выдерживать относительно большие нагрузки.

Существуют также и ленточные глины, то есть глины, в которых присутствуют песчаные прослойки. Несущая способность таких глин крайне низка, так как они подвержены быстрому разжижению.

5. Грунты с органическими примесями
К этой категории грунтов относятся торф, ил, болотный торф, растительный рыхлый грунт. Они характеризуются высокой неравномерностью сжатия. Поэтому грунты с органическими примесями совершенно не пригодны в качестве естественных оснований.

6. Крупноблочные грунты
Крупноблочными грунтами называются осколки скальных пород, не связанные между собой. В таких грунтах преобладают осколки размером более 2 мм. К ним относятся гравий, галька, щебень. Если такие грунты не подвергаются воздействию размывающей влаги и залегают плотным слоем, они вполне подходят в качестве основания при строительстве.

7. Лёсс
Лёсс входит в категорию глинистых грунтов. Он состоит из однородной пористой тонкозернистой породы желтовато-палевого оттенка. В лёссе преобладают пылеватые частицы. Одной из основных характеристик лёсса является наличие в нем макропор, которые способствуют глубокому проникновению воды в грунт. По причине низкой водостойкости в связях между частицами, лёсс быстро размокает и дает неравномерные осадки. Таким образом, если здание возводится на лёссовом основании, необходимо оберегать грунт от промокания.

8. Насыпные грунты
Такие грунты формируются, как правило, искусственным путем, например, при засыпке оврагов, прудов и т. д. Для насыпных грунтов характерно неравномерное сжатие, поэтому в качестве естественных оснований они практически не используются, за исключением рефулированных насыпных грунтов, то есть грунтов, образованных путем перекачки разжиженного грунта по трубопроводу землесосом (рефулкром).

9. Плывуны
Плывуны представляют собой разновидность супесей и других мелкозернистых грунтов имеющих нестабильное, подвижное состояние. При разжижении плывуны становятся особенно подвижными и могут практически превращаются в жидкость. Плывунымалопригодны в качестве основания, однако современые методы строительства располагают технологиями борьбы с негативными свойствами плывунов.

Свойства грунтов

Грунты имеют собственные показатели физических и водных свойств, такие как:

• влажность
• объемный вес
• удельный вес
• cцепление
• пористость и коэффициент пористости
• степень влажности
• объемный вес песков в максимально рыхлом и максимально плотном сложениях
• пластичность
• консистенция
• структурная прочность и чувствительность
• зерновой (гранулометрический) состав
• размокание
• водоудерживающая способность
• коэффициент фильтрации.

Эти свойства вычисляются в специальных лабораториях, по заключению которых определяются качество грунтов и технологии дальнейшего строительства.

Такой показатель, как анизотропия механических свойств грунта, исследуется в основном, когда речь идет о крупных, серьезных объектах.

Инженерно-геологическое строение строительной площадки

Для целей строительства, обычно рассматривают физико-механические свойства грунтов. По данным буровых и лабораторных работ, в инженерно-геологическом строении строительной площадки выделяют инженерно-геологические элементи (ИГЭ):

1. ИГЭ-1 - насыпные грунты
2. ИГЭ-2 - аллювиальные пески среднекрупные, среднеплотные
3. ИГЭ-3 - аллювиальные пески мелкие, среднеплотные
4. ИГЭ-4 - мореные суглинки тугопластичные
5. ИГЭ-5 - флювиогляциальные пески мелкие, плотные.

Взаиморасположение инженерно-геологических элементов обычно показывается на инженерно-геологических разрезах. Однако в некоторых случаях создают дополнительные документы.

Прежде чем выбирать основание для строительства здания, следует самым тщательным образом исследовать грунт, выяснить схему расположения его пластов, их мощность (толщину слоя, физические и механические свойства), расположение и влияние на грунт грунтовых вод.

Методы укрепления грунтов

Для повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов:

• цементацию и битумизацию
• химический
• термический
• электрический
• электрохимический
• механический и др.

Цементация - это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Когда процесс нагнетания заканчивается, сваи вынимают. Цементация подходит только для уплотнения крупных и средних песков.

Химическим способом (силикатизацией) закрепляют песчаные и лёссовые грунты, нагнетая в них химические растворы.

Термическое закрепление заключается в обжиге лёссовых грунтов раскаленными газами, которые подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренных скважинах.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5-1 В/см и плотностью 1-5 А/кв.м. При этом глина осушается, уплотняется и теряет способностью к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током через трубу, являющуюся катодом, в грунт вводят растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления грунта возрастает.

Механический способ укрепления грунтов имеет следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых свай, вытрамбовывание котлованов и др.

Устройство грунтовых подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, а на его место насыпают прочный грунт и послойно утрамбовывают.

При устройстве грунтовых свай в слабый грунт забивают сваю-лидер. В полученную после извлечения этой сваи скважину засыпают грунт и послойно уплотняют.

Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания.

Уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Силикатизация производится тем же способом, что и цементация грунта. Для того, чтобы закрепить песок, по трубам нагнетают раствор жидкого стекла и хлористого кальция. При закреплении пылеватых песков используют раствор жидкого стекла, смешанный с раствором фосфорной кислоты, а при закреплении лёссовых грунтов применяют только раствор жидкого стекла. После завершения нагнетания таких растворов грунты каменеют.

Если же уплотнить грунт по каким-то причинам не представляется возможным, слой слабого грунта заменяют на более прочный. Замененный грунт называют подушкой. Если строится многоэтажное здание, обычно используют подушку из песка средней крупности или крупного.

При устройстве песчаной подушки слабый грунт вынимают на некоторую глубину и заменяют песком, уплотняемым вибрацией с увлажнением. Толщина подушки из песка должна быть рассчитана так, чтобы давление от здания, переходящее на слабый грунт, не превышало его несущей способности.

При строительстве зданий на слабых грунтах искусственные основания уплотняют, упрочняют или же заменяют слабый грунт на более прочный. Уплотнять слабый грунт можно с поверхности на определенную глубину специальными пневматическими трамбовочными машинами. Иногда при этом в грунт добавляют гравий или щебень. Процесс трамбовки также может проходить при помощи трамбовочных плит весом от 2 до 4 тонн. Такие плиты выполняют из чугуна или стали. Если площадь уплотнения слишком велика, используют катки весом 10-15 тонн.

Для трамбовки песчаных и рунтов ипылеватых гспользуют поверхностные вибраторы. Такой метод гораздо более эффективен, так как уплотнение грунта идет быстрее. Вибрирование не очень эффективно для глинистых грунтов. Для глубинного уплотнения слабых грунтов используют песчаные или грунтовые сваи. Их уплотняют также цементацией и силикатизацией.

Не каждому человеку, мечтающему о постройке собственного дома, удается получить под застройку хороший участок. Чаще приходится строить там, где «отведут». При этом геологические свойства грунтов обычно неизвестны.

Газ с температурой 600 – 800 градусов подается в стальную трубу, погруженную в грунт. Прогрев происходит за счет циркуляции нагретого газа, подаваемого в трубу под давлением.

Электрический и электрохимический способы очень похожи и основаны на использовании электросмоса. В первом случае осушение происходит вследствие движения воды от одного полюса к другому.

Во втором дополнительно используют , делающие движение более быстрым и точным. Этот вариант более энергоемкий и затратный применяется для осушения пылеватых, водонасыщенных и илистых грунтов.

Механический способ имеет несколько разновидностей:

• вытрамбовывание котлованов;
• устройство грунтовых свай или подушек.

Вытрамбовывание котлована производят при помощи крана, на стреле которого подвешена тяжелая трамбовка. Этот способ несложен и не требует замены грунта основания.

Грунтовая подушка. Если слабый грунт имеет незначительную мощность, то его вынимают и заменяют более плотным, который лучше распределяет давление от фундамента. Этот замененный грунт носит название «подушка».

Грунтовые сваи . Сначала в почву забивают сваю-лидер. Затем ее вынимают и заполняют скважину грунтом, который послойно уплотняется.

При подготовке участка для индивидуального строительства чаще всего используют механические способы укрепления грунта, а также цементацию, силикатизацию и битумизацию в зависимости от результата проведенных геологических изысканий.

Для качественного проведения работ лучше использовать услуги специалистов, оснащенных необходимым оборудованием и материалами. Самостоятельное проведение таких работ не позволяет укрепить грунт на необходимую глубину.

Выполняем полный комплекс работ от усиления и проектирования до производства работ по обследованию фундаментов зданий и сооружений по Москве, Московской области и всему Центральному округу. Предоставляем гарантию на выполненные работы сроком на 5 лет.

Методы устранения дефектов

На выбор оптимальной для конкретной ситуации методики проведения работ по ремонту фундаментов оказывает влияние комплекс факторов: геологические особенности грунта, конструкция здания и фундамента, их фактическое состояние и т.д.

Сложная многоступенчатая операция, подразумевающая полную или фрагментарную замену имеющегося фундамента.

Цементация осуществляется инъекционным методом - искусственное целенаправленное преобразование строительных свойств грунтов нагнетанием под давлением цементирующих растворов.

Технология, при которой цемент перемешивается с грунтом и образует грунтоцементные сваи, называется цементацией.

Нагнетание в грунт цементного молока, жидкого стекла, битума, синтетических смол или иных вяжущих, затвердевающих при определенных условиях.

Выполняется по одной из методик в зависимости от вида конструкционных материалов и объема работ.

Укрепление кладки путем инъектирования в поврежденные участки модифицированных цементных растворов.

Восстановление целостности и геометрических параметров, а также повышение несущей способности полов по одной из прогрессивных технологий.

Представляет собой нагнетание под подошву и непосредственно в фундамент цементного состава.

Искусственное закрепление почвы химическим способом с использованием силикатных растворов.

Закрепление грунтов, используемое при усилении основания фундаментов, стоящих на сухих и водонасыщенных песках.

Закрепление известняков карстовых грунтов предотвращает провалы и просадки, которые со временем преобразуются в проседания и карстовые воронки.

Представляет собой монолитную железобетонную конструкцию, которая занимает всю площадь под строящимся зданием.

Предотвращает обрушение грунтовых стенок и защищает котлован от попадания грунтовых вод.

Выполнение сложных ремонтных работ по восстановлению различных видов фундаментов.

Данные работы направлены на восстановление фундаментов старых строений для продления их эксплуатации.

Цены на работы по усилению фундаментов

Последние выполненные объекты

Причины разрушения фундамента

Одна из важнейших задач, которую приходится решать строителям при проведении работ по реконструкции жилых, общественных, административных зданий и иных сооружений - повышение несущей способности их фундаментов. Необходимость в этом может быть вызвана различными причинами:

Специалисты ООО «БУРИНЖСТРОЙ» за годы деятельности компании многократно выполняли усиление оснований фундаментов и укрепление грунтов вокруг них. Накопленный опыт и использование прогрессивных технологических схем - основа нашей успешной деятельности и умения справляться с поставленными задачами самого высокого уровня сложности.

Компания «БУРИНЖСТРОЙ» проводит работы по полной или частичной реконструкции фундаментов зданий. Воспользоваться услугой необходимо владельцам домов, на стенах которых стали возникать трещины. Это часто свидетельствует о том, что реконструируемое здание осело.

Как проводится усиление фундамента

Первым этапом работ является определение степени поврежденности фундамента и его характера. В некоторых случаях применяются другие методы усиления фундаментов при реконструкции: ситуацию исправляют частичным наращиванием основания бетонными блоками или кирпичом. Установка дополнительного основания производится в зонах сильного повреждения старого фундамента. Однако в большинстве случаев зданиям с поврежденным основанием требуется капитальная реконструкция.

Если фундамент ленточный, его целесообразнее частично удалить, заменить на новый либо усилить, укрепив слабые зоны. Конструкция дома на свайном основании приподнимается с помощью домкратов аккуратно и равномерно по всему периметру.

Ход работ

Реконструкционные работы по фундаментам всех типов начинаются с обустройства траншеи по периметру здания. Далее фундамент освобождается от загрязнений и старой внешней отделки.

Для укрепления нового основания используется арматуру. Ее монтаж производится с небольшим отступлением от стены. Следующий шаг - установка опалубки и заливка бетонной смеси или цементного раствора. После полного застывания смеси опалубка демонтируется, и производится обратная засыпка.

Основные методы усиления оснований фундаментов

Усиление грунтов подразумевает их упрочнение с целью создания дополнительной связи частиц между собой для снижения сжимаемости. Основные способы усиления оснований фундаментов глубокого и мелкого заложения: цементация, силикация, битумизация и смолизация.

Метод цементации находит применение для закрепления рыхлого песка крупной и средней зернистости при наличии карстовых пустот. Суть метода заключается заключается в нагнетании под высоким давлением цементного раствора марки не ниже 400 в грунт через предварительно подготовленную скважину. Карстовые пустоты закрепляют с помощью раствора с добавлением песка и других подвижных заполнителей.

Метод силикации довольно дорогостоящий и отличается трудоемкостью, однако обеспечивает чрезвычайно надежное превентивное усиление оснований и фундаментов. Он задействуется для закрепления мелко- и крупнозернистого песка. В толщу грунта вносится хлористый кальций и жидкое стекло в виде раствора. При работе с пылевым и мелкозернистым песком в грунт вливается фосфорная кислота, жидкое стекло с сернокислым аммонием и серной кислотой. Метод битумизации подходит для усиления основания под существующим фундаментом на сухих скальных и песчаных грунтах. Суть метода: в трещины скважин вводятся инъекторы, через которые в них подается горячий битум. Для обеспечения антифильтрового занавеса в песчаных грунтах используется битумная эмульсия с коагулятором.

Метод смолизации состоит в нагнетании в песчаный грунт растворов карбомидной смолы и HCl с помощью инъектора. Получаемая в результате взаимодействия этих растворов масса склеивает частицы песка между собой. Усиление фундамента методом смолизации применяется в исключительных случаях, так как карбомидные смолы являются дорогостоящим материалам.

Одной из наиболее востребованных услуг нашей компании является укрепление грунтов, производимое методом инъектирования. Этот сервис находит самое широкое применение в строительно-ремонтном деле. Его основными направлениями являются:

• Усиление грунтов слабого типа перед сооружением фундаментов.
• Укрепление берегов и противошумных дамб при строительстве различных объектов береговой линии.
• Армирование грунтов, входящее в стандартный комплекс мер, которые обеспечивают укрепление склонов при угрозе оползней.

При этом укрепление откосов, береговых участков и другие виды работ, при проведении которых применяется инъекционная цементация грунта, пользуются спросом, как среди частных, так и среди коммерческих клиентов.

Преимущества стабилизации грунта методом инъектирования.

Останавливая свой выбор на услуге, предлагаемой нашей компанией, вы получаете следующие важные условия, повышающие эффективность сервиса:

• Высокая избирательная способность раствора, благодаря которой стабилизация грунта цементом или другими составами приводит его состояние к максимальной однородности.
• Повышение прочности грунтового основания, а также предотвращение его разрушения и деформации, что крайне необходимо для обеспечения надежности сооружений.
• Соблюдение экологических норм и требований, заключающееся в том, что инъекционная цементация или смолизация грунтов не нарушает экологическое равновесие почвы.

Заказать услугу по усилению грунтов методом инъектирования можно, обратившись в нашу компанию, любым удобным для вас способом: позвонив по указанному в верхней части сайта номеру телефона, отправив нам заявку на бесплатный расчет стоимости или письмо на e-mail. В зависимости от полученной от вас информации, мы сможем сформировать для вас индивидуальное коммерческое предложение, на основе которого вы сможете принять решение о сотрудничестве. Мы занимаемся укреплением грунтов уже много лет и знаем, как сделать эту работу качественно и по разумной цене. В работе применяются только современные материалы от проверенных производителей из Европы, а также собственные наработки.

Стоимость инъектирования грунтов.

Профессиональное укрепление грунтов – минимальные затраты для решения сложной проблемы!

Описание процесса укрепления грунтов.

В дополнение к таким важным достоинствам услуги, наши специалисты обеспечивают доступные расценки, оптимальные сроки проведения работ и безупречное качество, которым характеризуется цементация или силикатизация грунтов на каждом из следующих этапов:

01. Подготовительные мероприятия.

Бурение скважины, согласно предварительно разработанному проекту, основанному на результатах изысканий.

03. Заполнение грунта.

Засыпка в скважину песка, используемого в качестве основания для цементации.

04. Очистка созданных полостей.

Нагнетание в скважину приготовленного цементного раствора, проводимое под давлением.

Часто встречающиеся причины разуплотнения грунтов

Потребность в укреплении грунтов с применением современной технологии инъектирования может возникать из-за следующих факторов:

1. Слабая плотность грунта под зданиями . Недостаток плотности почвы под несущими фундаментами капитальных построек может быть вызвано нарушениями технологий строительства, вследствие неоправданной экономии материалов или по причине банальной халатности застройщика. Недостаточное уплотнение в процессе строительства, как правило, вызывает сдвиги и разрушения фундаментного основания с понятными последствиями для самого здания.
2. Не учтенная глубина залегания грунтовых вод . Если перед началом формирования фундамента не производились геодезические исследования местной почвы, то конструкция может быть построена на участке с чрезмерно высоким уровнем грунтовых вод. Такое основание без принятых мер является непригодным для восприятия больших весовых нагрузок.
3. Не учтены сезонные изменения уровня грунтовых вод . Даже если исследования местного участка были произведены, из виду могут быть упущены возможные сезонные изменения полученных показателей. В результате весенних паводков и перенасыщения почвы талыми водами грунт под постройкой ослабляется и существенно теряет свою несущую способность.
4. Нарушения в работе коммуникаций . Прорывы водопроводных труб и канализации также могут негативно влиять на плотность и несущую способность грунтов, в результате чего требуется срочная цементация грунтов и основания здания. Аналогичные проблемы могут возникать в тех случаях, когда дренажная система или ливневая канализация не справляется со своими функциями.
5. Естественное смещение грунта . Возникает вследствие подмыва грунтовыми водами, сейсмической активности и других непредсказуемых факторов природного происхождения.

При возникновении любого из вышеописанных факторов наиболее практичным и современным методом решения проблемы является усиление грунтов в основании фундаментов методом цементации с применением инъектирования.

Что такое геополимерное инъектирование?

Геополимерное инъектирование – это процесс укрепления местного грунта путем непосредственного введения в почву составов на основе геополимеров. Эти материалы отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к перепадам температур, гидрофобностью и высокой укрепляющей способностью.

За счет применения инъектирования материалами с геополимерной структурой слабые, нестабильные и разнородные грунты связываются, за счет чего и набирают требующуюся прочность. При всем при этом геополимеры являются инертными к микроорганизмам и органическим элементам, имеющимся в нормальном количестве в грунтах. В результате глубинное инъектирование не оказывает пагубного влияние на экологическую обстановку на обработанном участке.

Особенности технологии укрепления грунтов методом инъектирования

Процесс инъектирования грунтов с целью их укрепления и усиления отличается следующими особенностями и преимуществами:

• работы могут выполняться в любых стесненных условиях;
• инъектирование может проводиться локально;
• не требуются земляные и другие трудоемкие работы;
• процесс может быть выполнен без остановки эксплуатации здания;
• инъектирование грунта допускается осуществлять при отрицательных температурах, в дождь, снег, жару и при других неблагоприятных условиях;
• укрепление проходит быстро, без пыли и шума;
• высокое качество и долговечность созданного основания;
• высокая точность проведения работ;
• минимальный расход вводимых в грунт материалов;
• экологичность метода;
• отсутствие шума, вибраций и загрязнений во время проведения инъектирования.