Что такое напорная цементация грунтов

Что такое напорная цементация грунтов?

Напорная цементация грунтов – технология закрепления грунтов, которая основана на процессе одновременного разрушения и перемешивания грунта при помощи высоконапорной струи цементного раствора. Результатом являются цилиндрические колонны в грунте диаметром 600–2000 мм.

Порядок проведения работ по напорной цементации грунтов

1. Бурится до проектной отметки лидерная скважина диаметром 112–132 мм (прямой ход).
2. Буровая колонна поднимается с вращением, одновременно под давлением ~ 500 атм. подается струя цементного раствора (обратный ход).
3. В тело незастывшей грунтобетонной колонны погружается армирующий элемент.

Затвердевшая грунтоцементная масса образует еще один элемент – грунтобетон. Прочность грунтобетона на сжатие может достаточно сильно изменяться, в зависимости от вида грунта и нормы расхода цемента на кубометр укрепляемого грунта.

Преимущества технологии:

• в связи с небольшим размером бурения скважин значительно улучшает скорость работ;
• позволяет выполнение строительных работ в условиях малого пространства (ширина от 1,6 м, высота от 2,5 м);
• отсутствие воздействий динамического типа.

При ограждении котлованов грунтобетонные сваи выполняют несколько функций: являются вертикальной противофильтрационной завесой, а также воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Использование технологии

• ограждение котлованов и подпорные стены;
• улучшения фундаментов всех способов;
• противофильтрационные экраны и завесы;
• армирование геомассивов и грунтов;
• работа с грунтами при строительной работе автодорог и проходке тоннелей;
• улучшение склонов и откосов;
• закрепление грунтов в проектируемых фундаментах с целью повышения деформационных и прочностных характеристик;
•  устройство буровых элементов;
• разъединительные стенки влияния деформаций;
• контролируемое заполнение подземных выработок и карстовых пустот;
• надстройка зданий и заглубление подвалов.

Технология также дает возможность выровнять прочностные и деформационные места грунта, внедрением в него стальных элементов. При этом грунт и внедренные в него грунтобетонные сваи рассматриваются как единый геотехнический массив.

Общие понятия о технологии

Способ обычной напорной цементации (инъекционная цементация) считается одним из многочисленных способов для изготовления геотехнической системы (ГТС) также является природно–техническим организмом, служит в качестве нулевого цикла для зданий и других построений, создается путем образования внутри природного массива.

При работе с грунтом обычной напорной цементацией (инъекционной цементацией), изготавливается еще один вид оснований, используемых с помощью системы способов обработки и улучшения слабых или ослабленных элементов. Такой вид методики работает на инъекционном уплотнении грунтов вследствие работы по специально просчитанной, в зависимости от геологического построения, свойств грунтов массива и нагрузок от сооружаемого здания технологии уплотняющего раствора при давлении, значительно превышающим нагрузки на грунт от здания.

Высокая разработка раствора для уплотнения позволяет усиливать наиболее слабые зоны грунтового массива в максимальной степени (зоны в которые инъекционный раствор не проник также меняют свои ФСС, улучшаются, сжимаясь и уплотняясь под воздействием инъекционного смесителя, нагнетаемого в грунты под высоким давлением), приготавливая практически однородное основание с высокой несущей особенностью.

После улучшения грунтов в районе их закрепления, появляется новый техногенный массив, приготовленный из природных грунтов, вкраплений цементного камня, других введённых в грунт элементов и не используемых стальных элементов, являющихся вертикальным компонентом армирования техногенного массива. Выравнивание прочностных и деформационных характеристик как естественных, так и техногенных грунтов основания, в значительной степени снижает предпосылки для развития неравномерных осадок в процессе эксплуатации здания.

В этот момент увеличивается модуль общей деформации всех грунтов и предельное сопротивление грунта, а несущая особенность железобетонных сваи сечением 0,4 х 0,4м (при усиление грунтов в основании свай) может быть увеличена, например, с 25 до 60–70 тонн. Также данный метод цементации дает возможность уменьшить коэффициенты фильтрации на 3–5 порядков, то есть из разряда очень сильноводопроницаемых, грунты приобретают свойства маловодопроницаемых.

Данный метод применяется всё чаще в виду того, что строительные площадки располагаются в условиях плотной застройки (снос старых сооружений, оставшихся в районах новостроек), где отсутствует возможность применения забивных свай.