Способы укрепления грунтов, Методы укрепления грунтов при строительстве

 

 

Механическое усиление основания

Такой вариант подойдет для стабилизации грунта при новом строительстве. Использовать его для ремонта затруднительно без разборки фундаментов. Для предотвращения подвижек и деформаций можно применять один из следующих способов механических воздействий на почву:

• Частичная замена грунта и устройство песчаных подушек. Чтобы усилить очень слабые грунты таким методом, потребуется вложить много усилий. Но для не достаточно прочных оснований вариант поможет предотвратить деформации и ослабить воздействие морозного пучения.
• Трамбовка и уплотнение. Мероприятия проводятся с помощью катков или виброинструментов. Также возможно укрепить грунт плитами, сбрасываемыми с большой высоты.
• Грунтоцементные сваи (цементация путем смешения цементного раствора с грунтом буросмесительным способом). Этот способ активно используется при строительстве подземных сооружений, защите склонов от обрушения. Суть заключается в том, что одновременно с работой бура в грунт подается закрепляющий раствор, который перемешивается с почвой и застывает. Вариант подойдет для слабых торфяных грунтов. Вместо грунтоцементных свай иногда используют железобетонные буронабивные. Шаг элементов назначается небольшим, они устанавливаются практически вплотную друг к другу.

Грунтоцементные сваи.

Механические методы укрепления грунтов достаточно трудоемки и требуют наличия специальной техники.

Электрохимический способ для глинистых и илистых почв, пылеватых песков

В этом случае в почву через трубы подаются специальные химические вещества. Одновременно выполняются три действия:

• прохождение электрического тока через грунт;
• подача в грунт растворов солей через электрод со знаком «+» (анод);
• откачка грунтовой воды через электрод со знаком «—» (анод).

При прохождении электрического тока область закрепления грунта насыщается различными солями. Почва при этом уплотняется. Среди всех способов закрепления основания под строящимися или существующими фундаментами электрохимический можно назвать одним из самых дешевых. Но увеличение стоимости электроэнергии приводит к повышению затрат на строительные работы.

Инъектирование сыпучих грунтов и болотистых почв

Метод актуален при необходимости укрепления песков и крупнообломочных пород. Суть заключается в введении в основание специального вяжущего вещества, которое надежно скрепляет сыпучий или слабый материал в единое целое. Перед выполнением работ стоит ознакомится с пособием к СНиП 3.02.01-83 по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве.

К преимуществам использования инъекционных установок можно отнести: малые габариты техники, сокращение буровых работ, возможность применения для труднодоступных мест и стесненных участков и высокую производительность. В зависимости от используемого раствора рекомендуемая область применения отличается:

• Цементация и битумизация инъекторами подойдут для связывания крупнообломочных и гравийных почв, размер фракции которых достаточно велик. В качестве рабочего материала также иногда используют глину с высокой прочностью.
• Силикатизация позволит усилить песчаные основания любой фракции. Закрепление грунта в этом случае проводится жидким стеклом. Также вариант применим для лессовых отложений. При выполнении мероприятий жидкое стекло можно заменить на смолу. Точный состав раствора для укрепления зависит от типа почвы.

Цементация грунта инъекцией.

Чаще всего раствор нагнетается в почву инъекторами через заранее пробуренные скважины. Основное оборудования для производства работ представлено буровыми установками, мощными насосами и миксерами для приготовления раствора.

Важно, чтобы частицы цемента свободно проходили между частицами основания. По этой причине метод нагнетания цемента, битума или жидкого стекла не подойдет для глинистых почв. Эти породы не пропускают даже воду.

Подбор раствора для выполнения мероприятий станет достаточно сложной задачей. Лучше доверить такое усиление фундаментов профессионалам. Кроме привычных составов возможно применение микроцементных и геополимерных растворов.

Термическое закрепление лессов

Для выполнения задачи применяются раскаленные газы. По этой причине усиливаемая порода должна обладать высокой газопроницаемостью. Грунты обжигают двумя методами:

• под отдельно стоящие фундаменты здания (столбы, сваи);
• весь массив под домом.

В обоих вариантах для термической обработки используют скважины, в которые помещается камера сгорания для топлива (солярка, горючий газ). Во втором случае скважины размещают так, чтобы границы зон упрочнения соприкасались.

Топливо моет сжигаться только в верхней части скважины или поочередно по всей ее высоте. Здесь все зависит от имеющегося оборудования. Во втором случае оно должно позволять перемещать камеру сгорания.

Схемы термического закрепления грунтов.

Температура обработки лессов не должна превышать 750—850°С. В противном случае порода станет непроницаемой для газов. Средняя продолжительность воздействия высоких температур составляет 5—12 суток. В результате принятых мер структура основания уплотняется, появляются прочные структурные связи, устойчивые к воздействию влаги.

Электроосмос для глин

Из-за низкой проницаемости глинистых оснований их усиление другими методами может быть затруднено. Способ электроосмоса отлично подойдет для водонасыщенных грунтов. Метод схож с электрохимическим, но не подразумевает использования специальных растворов.

При электроосмосе связанная вода стремиться к отрицательному электроду.

В грунт погружают два электрода (положительный и отрицательный). При пропускании тока происходит частичное уплотнение структуры. Связанная с почвой влага скапливается у отрицательного катода. Электрод должен быть выполнен в виде перфорированной трубы, через которую можно выполнить откачку жидкости.

Степень уплотнения зависит от времени воздействия электрического тока на основание. Одновременно метод позволяет укрепить основание и осушить его. Стержень-анод после выполнения работ частично разрушается.

Грамотное укрепление грунтов на этапе строительства или реконструкции позволит увеличить срок эксплуатации всего дома. Перед началом работ потребуется выполнить геологические изыскания и определить тип грунта на участке. При этом стоит руководствоваться ГОСТ «Грунты. Классификация».

 

Методы глубинного укрепления грунтов

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

•    Химический (цементация, битумизация и смолизация)
•    Термический
•    Искусственное замораживание
•    Электрический
•    Электрохимический
•    Механический

Химическое закрепление грунтов

Химическое закрепление грунтов инъекцией в строительстве в настоящее время осуществляется способами силикатизации, смолизации и цементации.  Наиболее распространенная и популярная из технологий по закреплению грунтов – это цементация. Цементация — это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Цементация применяется для закрепления крупно- и среднезернистых песков, трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов.

Радиус закрепления грунтов составляет в скальных грунтах — 1,2-1,5 м, в крупных песках — 0,5-0,75 м, в песках средней крупности — 0,3-0,5 м. Цементацию производят нисходящими зонами; нагнетание прекращают при достижении заданного поглощения или когда снижение расхода раствора достигнет 0,5 л/мин в течение 20 мин при заданном давлении.

При горячей битумизации в трещины породы  или в гравийно-гравелистый грунт нагнетают через скважины горячий битум, который, застывая, придает грунтам водонепроницаемость. При холодной битумизации, в отличие от горячей, нагнетают 35—45-процентную тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ используется для очень тонких трещин в скальных грунтах, а также  для уплотнения песчаных грунтов.

Смолизацию применяют для закрепления мелких песков и выполняют путем нагнетания через инъекторы в грунт смеси растворов карбамидной смолы и соляной кислоты.

Силикацией закрепляют песчаные и лессовые грунты, нагнетая в них химические растворы. Через систему перфорированных трубок-инъекторов в грунт последовательно нагнетаются растворы силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакции гель кремниевой кислоты придает грунту значительную прочность и водонепроницаемость.

Термическое закрепление грунтов

Термическое закрепление является результатом сжигания топлива (газообразного, жидкого, сжиженных газов) непосредственно в скважинах, пробуренных на всю глубину закрепляемого грунта. Закрепление грунта в скважине происходит под действием пламени, а в теле массива — от раскаленных газов, проникающих сквозь поры грунта. В результате вокруг скважины образуется столб обожженного грунта, диаметр которого зависит от продолжительности обжига и количества топлива. Этим способом можно закрепить грунты и устранить их просадочность на глубину до 15 м, доведя прочность в среднем до 1 МПа.

Искусственное замораживание грунтов является универсальным и надежным методом временного закрепления слабых водонасыщенных грунтов. Сущность данного метода заключается в том, что через систему замораживающих скважин, расположенных по периметру и в теле будущей выработки, пропускается хладоноситель с низкой температурой, который, отнимая от окружающего грунта тепло, превращает его в ледогрунтовый массив, обладающий полной водонепроницаемостью и высокой прочностью.

В зависимости от вида хладоносителя различаются два способа замораживания: рассольный и сжиженным газом. В первом случае рассол-хладоноситель представляет собой высококонцентрированный раствор хлористого кальция или натрия, предварительно охлажденный в испарителе холодильной машины до температуры минус 25° С. В качестве хладагента в холодильных машинах используются аммиак, фреон или жидкий азот. Во втором случае в качестве хладоносителя сжиженных газов используется главным образом жидкий азот, имеющий температуру испарения минус 196° С.

Электрический способ закрепления грунтов

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

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 осуществляется с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле башенного крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания. Также уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Когда требуется укрепление фундамента

Основные признаки, что с основанием дома не все благополучно:

• видимые перекосы сооружения, проседание отдельных участков стен или углов;

• оползни, изменения рельефа. Визуально повреждения могут быть не заметны, но они есть;

• трещины в бетоне, другие признаки разрушения;

• после окончания строительства выявлены грубые ошибки в проекте.

Если основание в порядке, укрепление ему может потребоваться в случае увеличения нагрузки – например, вы планируете надстроить второй этаж.

Причины износа и разрушения:

• просадка строения под собственной тяжестью;
• износ конструкции из-за природных факторов и в силу возраста;
• неправильный выбор типа основания или его параметров;

• подвижки грунта, морозное пучение, подмыв грунтовыми водами;

• ошибки проектирования, нарушения технологии строительства;
• изменение условий эксплуатации, повлекшее увеличение нагрузки на фундамент;

• вибрации, вызванные искусственными факторами: автомагистраль, постройка нового объекта по соседству и т.д.

Диагностика и профилактика

Как укрепить фундамент, зависит от наличия и степени разрушений. Первый этап ремонта – диагностика и визуальный осмотр. Если есть подвал, начала осматривают его стены. Далее снаружи по периметру дома откапывают несколько шурфов рядом со стенками цоколя. Предпочтительно рыть в тех местах, где трещины видны на поверхности, чтобы определить их продолжительность.

Видимые дефекты основания – трещины и сколы. Небольшие сколы могут быть результатом выветривания или грубого механического воздействия. Трещины часто являются результатом подвижек грунта или признаком недостаточной механической прочности и пластичности основания.

В зависимости от степени и характера повреждений можно провести легкий «косметический» ремонт – заделать видимые дефекты цементно-песчаным раствором или же потребуется серьезное усиление основания. В этом случае применяются следующие меры:

• укрепление самого фундамента;
• укрепление грунта под ним;
• в самых тяжелых случаях (например, при очень плохом грунте) выполняется в совокупности и то, и другое.

Укрепление грунта под фундаментом

Существует несколько технологий, чтобы укрепить грунт, увеличить его несущую способность:

• самый распространенный способ – механический: трамбовка, уплотнение, создание подушек, погружение грунтовых свай;

• цементация – нагнетание в землю жидкого раствора для связывания рыхлых почв (песка крупных и средних фракций);

• силикатизация и битумизация – аналогично, только с использованием силикатных и битумных составов;
• для песчаных и лессовых грунтов подойдет нагнетание связывающих химических растворов;
• для лесса подходит также термическое закрепление под воздействием раскаленных газов;
• инъекционный способ: бурение скважин с последующей закачкой в них жидкого стекла либо отвердителей;

• электроосмос – осушение грунта, перенаправление подземных вод под воздействием электрического поля. Используется для глинистых и других пучинистых грунтов;
• электромеханический метод – закачка растворов + воздействие электрического тока.

Требования к реставрации и реконструкции оснований изложены в СП пункт 13.9.

Способ укрепления самого основания зависит от его типа и характера трещин. Варианты:

• бетонная лента, небольшие горизонтальные или «волосяные» трещины. Подходящий способ – торкретирование: нанесение на поверхность дополнительного слоя бетона;
• лента, вертикальные и наклонные трещины. Уширение подошвы фундамента за счет дополнительного слоя армированного бетона или готовых ж/б плит;
• мелкозаглубленную ленту с такими же трещинами можно ремонтировать путем углубления подошвы. Технология похожа на предыдущую;
• то же самое, третий способ – железобетонная или кирпичная обойма (рубашка);
• четвертый вариант – между стеной и фундаментом устанавливается балка с опорой на дополнительные сваи. Крепление элементов – анкерами;
• пятый – двутавровые балки или швеллера монтируются в специально проделанные штробы в ленте. Под продольными балками устанавливают поперечные, опирают их на сваи;
• буронабивной или столбчатый фундамент при мелких повреждениях можно укрепить торкретированием;
• при серьезных – четыре варианта. Первый – объединение опор в единую ленту;
• уширение подошв столбов;
• заглубление;
• кирпичная или ж/б обойма.

Как укрепить фундамент старого дома

Рассмотрим наиболее надежный и практически универсальный способ усиления – железобетонная рубашка. Порядок действий:

1. Откопать цоколь. Бетонную ленту следует откапывать и укреплять небольшими отрезками по два-три метра.
2. Очистить и обезжирить поверхность.
3. Сделать на бетонной ленте насечки, чтобы улучшить сцепление с бетоном.
4. Забить горизонтально насквозь анкера.
5. Установить опалубку для будущего пояса.
6. Установить арматурный каркас, приварить к анкерам.
7. Залить бетон, дождаться набора прочности.
8. Произвести гидроизоляцию.
9. Засыпать канаву, уплотняя засыпку послойно.

При устройстве кирпичной обоймы основание по периметру обкладывают кирпичом, соединяя новый пояс со старым анкерами.

Иногда можно наблюдать просадку углов дома (например, деревянного). В таких случаях угол приподнимают и соответствующий участок основания заливают заново. Чтобы выполнить эту процедуру:

1. Подставляют примерно в 40 см от аварийного угла домкрат.
2. Сверху и снизу от него помещают толстые доски.
3. Медленно поднимают, заводя в зазоры сначала доски, потом бетонные блоки.
4. Удаляют и заменяют подгнившие бревна.

Разбирают остатки бывшего фундамента, заливают новый.

Методы укрепления грунтов при индивидуальном строительстве

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.

Для согласования строительства дома приходится заказывать изыскательские работы, после проведения которых нередко оказывается, участок располагается на слабых грунтах и нуждается в предварительной подготовке по ряду причин, среди которых часто встречаются следующие:

• грунт склонен к подвижкам;
• грунт сыпучий;
• малая несущая способность грунта;
• высокий уровень грунтовых вод.

Строить дом на таких грунтах можно, но высока вероятность, что в процессе его эксплуатации могут возникнуть нежелательные явления вроде осадки фундамента, которая неизбежно вдет к нарушению режима нормальной работы всех остальных несущих конструкций здания.

Какие шаги нужно предпринять в такой ситуации? Лучшим способом решения проблемы слабого грунта является его укрепление.

Способы укрепления грунтов

Есть достаточно много способов укрепить грунт на участке. Некоторые больше пригодны для строительных организаций, так как требуют очень серьезных затрат. Другие применяют и при частном строительстве.

Наиболее известные способы качественного укрепления грунтов:

• цементация грунта;
• битумизация;
• силикатизация;
• термическое укрепление грунта;
• механический;
• электрохимический;
• электрический.

Это далеко не самый полный перечень. Решение  об использовании конкретного способа принимается на основании исходных свойств грунтов и требований к конечному результату. Наибольшее значение при этом имеют такие свойства грунта как: водопроницаемость, однородность, скорость фильтрационного  потока и других характерных особенностей грунтов.

К примеру, инъектированию химическим растворами хорошо поддаются несвязные, кавернозные и трещиноватые грунты, коэффициент фильтрации которых достаточно высок.

А вот для глинистых и иловатых почв этот способ неприемлем ввиду низкой проницаемости. Такие грунты подлежат уплотнению либо электрохимическим способом, либо медленным обжатием.

Обратите внимание

Водонасыщенные и влажные пески можно быстро уплотнить, используя вибрацию, трамбование и песчаные сваи. Если же нужно усилить фундаменты существующих зданий, расположенных на подобных грунтах, то лучше использовать силикатизацию или цементацию. Это объясняется тем, что сотрясения, связанные с механическим уплотнением грунта здесь недопустимы.

Тугопластичные и лессовые грунты проще всего укрепить путем обжига или используя грунтовые сваи.

При небольшой толщине слабых грунтов целесообразно использовать грунтовые подушки.

Более подробно о некоторых способах

Цементация проводится инъекционным способом, заключающимся в нагнетании в грунт под давлением цементирующих растворов. Цементация может быть простой и струйной.

В первом случае грунт перемешивают с цементным раствором с помощью специального механизма. Это недорогой способ укрепления грунтов в тех местах, где они переувлажнены.

Читайте также:  Достоинства и недостатки фундамента на винтовых сваях

Струйная цементация является более совершенным способом.  Работа проводится в 3 этапа:

1. бурение скважин;
2. оборудование их перфорированными металлическими трубами;
3. нагнетание скрепляющих растворов.

Вид цементной смеси зависит от свойств грунта и сроков схватывания и твердения цемента.

Битумизация грунта также производится через заранее пробуренные скважины, в которые опускают трубу-инъектор, через которую в скважину поступает битум под давлением около 8 атомосфер.

Битумизация чаще всего используется в качестве вспомогательного метода при цементации грунтов.

Битум может подаваться как горячим (200 – 220 градусов), так и холодным. Холодный используют для заполнения особо тонких трещин.

Силикатизация используется для придания грунтам водонепроницаемости и прочности. Она проводится аналогично первым двум способам с помощью бурения скважин или установки инъектров.

Через них в грунт нагнетают клеящее вещество в виде водного раствора. Чаще всего это силикат натрия. После застывания раствора  образуется твердый и однородный массив грунта.

Этот способ позволяет создать как отдельные закрепленные участки грунта, так и сплошной грунтовый массив.

Клей используется вместе с отвердителем, который может закачиваться в грунт как после введения клея, так и одновременно с ним. Одновременное введение повышает вязкость раствора и требует более быстрого закачивания.

В качестве отвердителя используют следующие вещества:

• раствор ортофосфорной кислоты — 78%;
• раствор хлористого кальция – 32%;
• алюминат натрия;
• растворы фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислоты;
• углекислый газ.

Этот способ позволяет закрепить грунт на все время существования здания. Полученное основание сохраняет твердость даже при воздействии воды, богатой агрессивными химическим компонентами. Этот метод хорошо стабилизирует почву, но грунт становится менее морозостойким.

Термический способ используется для укрепления просадочных лессовых грунтов. При этом происходит обжиг грунта раскаленным газом, вследствие чего происходит распад карбонатов и образование новых цементирующих грунт связей. Грунт теряет способность набухать и становится водостойким и морозустойчивым.

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 химические вещества, делающие движение воды 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.

Методы усиления оснований и фундаментов

Библиотека / Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений / Глава 8.

Восстановление конструкций зданий, поврежденных в результате развития дополнительной осадки при застройке смежных участков

Усиление оснований, сложенных водонасыщенными глинистыми и пылеватыми грунтами — задача сложная, так как эти грунты имеют малую водопроницаемость. Имеющийся опыт свидетельствует о том, что для закрепления таких грунтов наиболее приемлемыми оказались методы электросиликатизации и электрохимический.

Электросиликатизация грунтов основана на сочетании закрепления грунтов способом силикатизации и обработки их постоянным током. Электрический ток ускоряет и облегчает проникание химических растворов в грунт. Этот способ применяется в глинистых и песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5—0,005 м/сут.

Важно

Инъекторы-электроды погружают в грунт основания с обеих сторон фундамента через каждые 0,6—0,8 м по его длине. Закрепление ослабленного грунта основания ведется вдоль фундамента захватками снизу вверх. Для закрепления как можно большего объема грунта инъекторы целесообразно погружать под углом 10—15° (рис. 8.10).

Для электросиликатизации используют растворы жидкого стекла и хлористого кальция [10]. Непременным условием применения данного способа является наличие влажных или водонасыщенных грунтов. Общий расход электроэнергии на закрепление 1 м3 грунта составляет 10—15 кВт·ч. Стоимость этих работ сравнительно высока — около 15 руб.

за 1 м3 закрепленного грунта.

Жинкин Г.Н., Калганов В.Ф. Электрохимическая обработка глинистых грунтов в основании сооружений

Рис. 8.10. Закрепление грунтов в основании фундаментов электрохимическим способом
1 — инъекторы; 2 — закрепленный грунт

Электрохимический способ закрепления может быть использован для повышения несущей способности и уменьшения деформируемости водонасыщенных глинистых и пылеватых грунтов с коэффициентом фильтрации 1·10–6—1·10–2 м/сут.

Для этого с обеих сторон фундамента через каждые 0,6—2,4 м забивают трубчатые электроды, соединенные с источником постоянного тока 100—120 В.

В инъекторы-аноды подают раствор СаСl2, потом Al2(SO4) или Fe2(SO4), а из инъекторов-катодов откачивают поступающую в них воду Электрохимические процессы ведут к значительному изменению химико-минералогического и гранулометрического составов грунта, а также к уменьшению его дисперсности. Установлено, что упрочнение грунта продолжается и после окончания электрохимической обработки. Расход электроэнергии здесь составляет 60—100 кВт·ч/м3, а стоимость — 3—5 руб. за 1 м3 закрепленного грунта.

Усиления фундамента методом инъектирования

Появление таких трещин говорит о просадке фундамента

Появление трещин по стенам и фундаменту при эксплуатации здания — веский повод для беспокойства владельцу, принятию решения по укреплению фундамента на начальных этапах проблемы. Одним из современных и действенных способов укрепить основание дома — усиление фундамента инъектированием специальных материалов в поры бетона, грунта.

Прежде чем приступать к решительным действиям по устранению возникшей проблемы, необходимо разобраться в причинах, знать какие существуют способы усиления фундамента, какая технология подходит для конкретного строения, провести экономические расчёты стоимости работ по различным вариантам.

Почему разрушаются фундаменты

Причины разрушения основания бывают различными. Важно понять, почему возникла проблема чтобы принимать меры к её устранению. Вот некоторые причины, приводящие к разрушению конструкции:

1. Изначально неверный расчёт фундамента без достаточно полных гидрогеологических и геологических исследований грунтов на этапе проектирования.
2. Нарушение технологии при приготовлении смеси для формирования ленты приводит к получению бетона с пониженной прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью. Это сказывается на несущей способности бетона, сроках эксплуатации.
3. Перепланировка дома с критическими отступлениями от проекта, надстройкой этажа, мансарды.
4. Изменение состояния грунтов и уровня грунтовых вод в течении времени эксплуатации. Это бывает по естественным причинам, подвижкой пластов при сейсмических колебаниях, изменению состояния и влажности грунтов при подъёме уровня грунтовых вод при строительстве нагруженного объекта в непосредственной близости.
5. Нарушение гидроизоляции.

Выбираем метод восстановления фундамента

Выбор метода восстановления несущей способности основания определяется по результатам повторных геологических и гидрогеологических исследованиях грунтов, определению прочностных характеристик бетона на момент возникновения проблемы.

Лучший вариант — обратиться к организации, специализирующейся на подобных исследованиях, выполняющих проекты по восстановлению фундаментов, укреплению грунтов. Своими руками такую сложную проблему решить невозможно. Специалисты определят степень разрушения, предложат конкретные методы восстановления несущей способности фундамента.

Иногда вопрос ремонта решается быстро, без особых затрат старыми способами восстановления фундамента:

• укрепление тела фундамента устройством обойм;
• увеличение площади подошвы;
• устройство свай усиления;
• увеличение глубины заложения с устройством дополнительного фундамента или монолитной плиты.

В современном представлении усиление основания под здание представляется как:

1. Усиление самого тела конструкции.
2. Укрепление грунтов основания с целью увеличения несущей способности с изменением физических свойств.

Усиление прочности тела фундамента

При определении тех или иных работ по усилению фундамента бывает достаточно повысить прочность тела конструкции, потерявшую проектные характеристики. Для восстановления качества, прочности, водонепроницаемости бетона применяется технология микроцементирования.

Микроцемент — минеральное вяжущее особо тонкого помола, производится методом воздушной сегрегации, имеет плавную градацию гранулометрического состава.

Инъекция микроцемента в тело бетона до выхода из трещин

Технология заключается в инъектировании в тело укрепляемой конструкции водной суспензии микроцемента под давлением 10—30 бар. Вот некоторые этапы процесса проведения инъектирования:

1. В теле бетона под углом бурятся отверстия глубиной 2/3 конструкции, не доходя 40—50 сантиметров до подошвы основания. Отверстия делают через 50—60 сантиметров по периметру фундамента.
2. Устанавливаются манжетные колонны или пакеры.
3. Приготавливается водная суспензия микроцемента на специальном высокоскоростном смесителе (>2000 оборотов в минуту). Водоцементное отношение принимается в пределах 0.7—1.2.
4. Производится закачка суспензии через манжеты, пакеры шнековым или плунжерным насосом до выхода раствора с обратной стороны или получение «стоп» при возрастании давления >30 бар.
5. Суспензия проникает в поры бетона, раковины, волосяные и усадочные трещины. Давление в системе сбрасывается, пакер остаётся, поддерживает остаточное давление в теле конструкции.

Кроме эмульсии микроцементов при инъекции применяются: жидкое стекло, композиции на основе полимеров.

Усиление фундамента и грунтов

Когда при обследовании основания выявляется необходимость усиления его несущей способности, используются технологии силикатизации, цементации грунтов, устройство разделения грунтов «стена в стене», монтаж через тело конструкции буроинъекционных свай.

Технологический процесс монтажа буроинъекционных свай делится на следующие этапы:

1. В теле фундамента под углом бурится отверстие, превышающее диаметр шнека установки, до подушки основания. Монтируется гильза, которая будет служить направляющим кондуктором.
2. Полым шнеком бурится скважина в грунте до проектной отметки, остатки грунта из скважины удаляются воздухом.
3. Приготавливается бетонная смесь, закачивается в скважину под давлением 1.5—5 бар до выхода на поверхность чистого. При этом, объём закачки должен превысить 2 объёма скважины, зайти в грунт через поры.
4. В заполненную цементной смесью скважину монтируется металлический каркас так, чтобы вокруг него оставался защитный слой бетона.
5. В случае проблемных грунтов или прохождении грунтовых вод монтируется по ходу бурения обсадная колонна из металлической трубы.

Применение буроинъекционных свай обеспечивает сохранность природного состояния грунта на соседних участках, не влияет на состояние ремонтируемого здания, окружающих строений.

Порядок монтажа буроинъекционных свай

Методы усиления под фундаментом грунта, улучшение его физических характеристик, увеличение несущей способности осуществляется методом инъекции:

1. Смолы — Sika Injection 201, 451; Sikadur 52, 53; MC Inject 2300 Plus; Манопур 143. Акрелатных эластичных гелей — Sika Injection 304/305, MC Inject G-L 95 DX.
2. Инъекционной микроцементной суспензии SikaRock Fill 10.
3. Цементного раствора с расширяющим вяжущим
4. Двухкомпонентной полиуретановой смолы Bast Meyco 355 A 3 Tix.
   Укрепление грунта методами инъекции

Эти способы позволяют создавать в грунте под фундаментом зоны с улучшенными физическими характеристиками по несущей способности.

Видео: Усиление фундаментов



Источник: http://fasad-prosto.ru/fundament/usileniye-fundamenta-inyektirovaniyem.html

Усиление оснований фундаментов

Важнейшим условием надежной и безопасной эксплуатации объектов недвижимости является регулярное обследование и, в случае необходимости, своевременное усиление оснований фундаментов.

Читайте также:  Выбираем фундамент: ленточный или плитный

Мероприятия, направленные на улучшение свойств грунтов оснований, позволяют исключить развитие процессов деформации как фундаментов, так и строительных конструкций, расположенных в наземной части зданий и сооружений.

Признаки необходимости усиления оснований фундаментов

Усиление оснований должно производиться в соответствии с разработанным проектом, технические решения которого, в свою очередь, базируются на результатах обследования и данных инженерно-геологических изысканий. Косвенно о необходимости проведения работ по усилению можно судить по следующим признакам:

• наличие трещин в фундаментах и на фасадах здания;
• неравномерная осадка фундаментов;
• выход колонн, балок и других конструкций каркаса из плоскости;
• нарушение геометрии проемов, заклинивание дверей и так далее.

Последствиями нарушения работы оснований фундаментных конструкций могут являться: уменьшение срока эксплуатации объекта, повреждение строительных конструкций, возникновение аварийных ситуаций (вплоть до обрушения). Поэтому, при наличии соответствующих признаков, усиление грунтов оснований должно производиться без промедления, в объеме и в сроки, определенные специалистами.

Способы усиления оснований фундаментов

При несоответствии характеристик грунтов основания требуемым показателям, для повышения их несущей способности могут применяться следующие методы:

• физико-химические, в том числе – силикатизация, смолизация, глинизация, а также усиление основания цементацией. Физико-химические методы являются наиболее эффективными и универсальными (могут быть использованы и для нового строительства, и для усиления оснований существующих зданий и сооружений);
• усиление оснований дополнительными конструктивными элементами (сваи, шпунты, армирование грунта, грунтовые подушки);
• механические методы (уплотнение, вытрамбовывание, песчаные и грунтовые сваи).

Цементация оснований

Цементация оснований – наиболее предпочтительный способ усиления грунтов, имеющих просадочные свойства.

Суть метода заключается в нагнетании водоцементного раствора в толщу грунта сквозь пробуренные в определенном порядке на требуемую глубину скважины. Раствор, подаваемый под давлением, заполняет поры просадочного грунта.

В результате процесса цементации раствора образуется новое основание, имеющие заданные проектом характеристики несущей способности.

Компания ПроектДон имеет значительный опыт цементации грунтов основания. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов южных регионов России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8 (961) 295 28 55.

Источник: http://proektdon.ru/uslugi/zakreplenie-gruntov/usilenie-osnovanij-fundamentov

Методы усиления фундаментов

Владельцы частных домов время от времени сталкиваются с появлением трещин на стенах и основании. Причины у каждого разные. Следствие же в любом случае одно: фундамент просто не выдерживает нагрузки и проседает или лопается. Если оставить проблему, дом рано или поздно просто разрушится.

Поэтому при первых признаках проседания фундамента нужно принимать необходимые меры. Как правило, проблема устраняется усилением основания. Правда, в каждом индивидуальном случае нужно подбирать отдельный метод. О том, как выполняется укрепление фундамента частного дома своими руками и с помощью специалистов, поговорим далее.

Причины разрушения

Фундамент трескается и крошится по разным причинам:

1.  Ошибки в проекте.
2.  Неправильная технология закладки основания.
3.  Использование дешёвых и некачественных стройматериалов.
4.  Изменения в грунте, произошедшие за несколько лет после построения.
5.  Возведение зданий на близлежащей территории.
6.  Реконструкции и перепланировки дома (например, достройка мансарды, замена деревянного пола на наливной).
7.  Наклонный ландшафт.
8.  Плохая гидроизоляция.
9.  Нарушение правил эксплуатации жилья (например, помещение без отопления).
10. Большой возраст дома.

Стоит упомянуть и природные факторы, которые пользуются вышеописанными причинами и приводят к печальным последствиям.

1.  Подмыв оснований.
2. Ветровая эрозия.
3. Выветривания горных пород, из которых состоят материалы оснований.
4. Оттаивание грунтов (это относится к вечномёрзлым почвам).

Монолитные основания почти не вызывают проблем. Если проблемы всё — таки существуют, как правило, выполняется отвод подземных вод.

Предварительные работы

Чтобы определиться, как усилить фундамент, нужно провести его осмотр. Можно сделать это самостоятельно, но только если вы знаете, что нужно делать. В иных случаях лучше пригласить специалистов.

Основание осматривается с двух сторон:

1. Наружной (анализируются размеры дома, определяется нагрузка на основание, состояние несущих стен, осматриваются трещины и сколы).
2. Подземной (определяются конструкционные особенности фундамента, материал и другие характеристики).

Только после этого выполняются проектирование усиления фундаментов. Также необходимо разгрузить основание — частично или полностью, после чего можно приступать к укреплению.

На этом этапе нужно следить за тем, чтобы не возникли перекосы.

Для частичной разгрузки можно взять опоры и подкосы (из дерева или металла), а для полной нужно приобрести металлические балки — обвязки.

Методы усиления

Существуют разные способы усиления всевозможных фундаментов. Например:

1. Увеличение подошвы.
2. Подведение новых оснований.
3. Цементация.
4.  Использование свай, отливов, обойм, торкретбетона.

Методы усиления фундаментов выбирают, исходя из:

1. Типа и конструкции фундамента.
2. Степени разрушения.
3. Материала, из которого построен дом (дерево, кирпич, бетон).
4. Причин, которые привели к разрушению.

Укрепление фундамента деревянного дома провести легче. Материал легче переносит нагрузки из — за его особенностей строения.

А вот с домами из кирпича или бетона нужно быть намного осторожнее, поскольку здесь ошибка может разрушить стену.

Цементация и инъектирование

Надёжные, но в то же время довольно сложные способы, один из которых требует привлечения специалистов и техники. Усиление фундамента цементацией проводится следующим образом:

1.  Выкапываются шурфы. Их глубина должна быть немногим меньше глубины основания.
2.  В фундаменте сверлят скважины на расстоянии от 25 см до полуметра. Бур не должен доходить до подошвы сантиметров на 30.
3. Готовится жидкий раствор (соотношение воды и цемента — 0,9 к 1), которым заполняются каналы под давлением 0,2 МПа до отказа.
4.  Далее готовятся более густые растворы, которыми опять наполняют скважины до отказа. Таким образом цемент заполняет трещины и полости.
5. Через два дня основание считается усиленным.

 Усиление фундамента методом инъектирования выглядит немного иначе.

Здесь скважины сверлят с разных сторон здания вплоть до твёрдых слоёв грунта.

Каналы заполняются раствором, а затем в них же вводят арматурные буроинъекционные сваи, в которые подаётся бетон или смесь из цемента под давлением.

Таким образом укрепляется почва под фундаментом, а само основание усиливается железобетонными сваями.

Торкретирование

Ещё один очень хороший способ укрепления основания. Но здесь также не обойтись без специалистов, поскольку для выполнения работ требуется специальная аппаратура.

Усиление фундаментов торкретированием проводится с помощью специальной пушки, которая под давлением наносит раствор на основание. Для большей прочности рекомендуется сначала создать армированную конструкцию. Преимущество состоит в том, что бетон, нанесённый подобным способом, получается очень прочным.

 Торкретирование бывает сухим и мокрым. В первом случае можно за один подход нанести толстый слой, имеющий одинаковую плотность и консистенцию.

Совет

Такой результат объясняется тем, что состав не затворяется водой, а смешивается с ней в сопле. Но такой подход имеет существенные недостатки: например, большой расход материала и запыление местности.

К тому же, рабочие должны быть высококвалифицированными, поскольку смесь нужно готовить на месте. Поэтому многие прибегают к мокрому способу, когда материал, приготовленный на предприятии, привозят специальными машинами на место. Так расход бетона существенно сокращается, да и потери отскок частичек также небольшой.

Рубашка из железобетона

Этот метод подойдёт для тех, кто желает провести усиление своего фундамента собственноручно. Здесь не нужны ни техника, ни помощники. Всё можно сделать самому. Итак, начнём с углов. Нужно сделать возле них подкопы и очистить фундамент: сверху — от облицовки, снизу — от грунта. Глубина ямы должна быть на полметра глубже основания.

Далее делается каркас из металлических прутьев. Кто — то использует вязальный крючок, кто-то — сварочный аппарат. Экономить на арматуре не стоит. Готовая конструкция опускается в яму, которая заполняется бетоном. Таким образом углы защищены.

Теперь, когда углы защищены, нужно разделить весь периметр возле основания на отрезки по метра полтора. Затем первый такой участок выкапывается на полуметровую ширину. В основании сверлятся дыры, в которые устанавливаются арматурные прутья.

Как и в случае с углами, делается каркас. Готовые детали кладутся в траншею и привязываются к арматуре проволокой. Затем траншея заливается бетоном. Закончив с одним отрезком, приступайте к следующему и так весь периметр.

Сложность проведения работ (как и выбор метода) зависит и от типа основания.

Например, усиление столбчатого фундамента проводится проще. Например, один столб можно заменить буронабивными или выносными сваями. А вот укрепить старый фундамент ленточного типа будет не так просто. Здесь прибегают к торкретированию, железобетонным обоймам, сваям: буронабивным, буро — инъекционным и т.д. Также используется усиление фундаментов цементацией.

Зависимость от материала изготовления дома

Во время укрепления фундамента старого дома нужно учитывать и то, из чего он возведён. Этот фактор влияет и на выбор метода, и на другие особенности. Рассмотрим их поближе.

Дерево

Фактически самая лёгкая ситуация.Дело в том, что деревянный дом можно поднять над основанием с помощью домкратов. В таком положении можно легко проводить необходимые работы. Как укрепить фундамент деревянного дома, нужно решать в каждом индивидуальном случае по — разному.

Где — то нужно заменить сваю, где — то — создать дополнительный монолитный пояс. Можно обшить основание железобетонной рубашкой. И всё это делается проще, если здание находится в приподнятом состоянии. Как видите, укрепить фундамент частного дома из дерева сравнительно несложно.

Кирпич

А вот здесь всё выглядит посложнее. Дело в том, что такое здание не поднимешь, да и с самим материалом нужно быть поосторожнее.

Поэтому укрепление фундамента кирпичного дома в большинстве кардинально отличается от деревянного.

Какой метод стоит выбрать в данном случае? Всё зависит от многих факторов, таких как степень разрушения, тип фундамента и другие. Всё это нужно учитывать перед тем, как усиливать фундамент под кирпичным домом.

Один из самых надёжных способов — это торкретирование. В таком случае кладка достигается не только прочность, но и водонепроницаемость.

Также многие прибегают к цементации, поскольку такой способ более экономичный и по времени, и по финансам.

Обратите внимание

Тем, кто задумывается, как укрепить фундамент кирпичного дома своими руками, можно предложить создание железобетонной подушки — такой вариант используется довольно часто.

Можно продолжать описывать возможные методы, такие как использование свай или расширение подошвы. Все эти способы можно использовать, не допустив возникновение трещин на стенах. Так что укрепление основание старого кирпичного дома вполне возможное, а в некоторых случаях ещё и несложное.