В процессе эксплуатации здание подвергается перепланировкам, расширению застройки в горизонтальном (пристройка), вертикальном (мансарда, второй этаж) уровне, подземные конструкции изнашиваются. Поэтому требуется усиление фундамента и основания под ним различными способами в соответствие с нормативами СП.
В каких случаях фундаментам необходимо усиление?
Визуально различимыми причинами реконструкции, повышения или восстановления эксплуатационных характеристик оснований дома являются:
Гарантированно потребуется усиление фундамента в случаях:
- строительство нового объекта вблизи с эксплуатируемым коттеджем на этом же основании
- увеличение сборных нагрузок от повышения веса силовых конструкций
- снижение прочности материалов, из которых сооружался фундамент
- ослабление оснований (грунтов) под жилищем в силу техногенных или естественных причин
Например, порывы централизованных систем жизнеобеспечения (канализация, поселковая ливневка, водопровод) вблизи от дома могут размыть почву, насытить ж/б конструкцию влагой, повысить силы пучения. Либо при выемке грунта из котлована возле жилища почвы могут сдвинуться в сторону подземной разработки, снизив расчетное сопротивление основания, несущую способность подземной конструкции.
Внимание: Величина воронки оседания напрямую зависит от веса коттеджа.
Поэтому на начальном этапе проводится обследование силовых конструкций, выявляются причины разрушений, деформаций.
Теория усиления оснований и фундаментов
Вышеуказанные проблемы должны рассматриваться в комплексе, поскольку фундаменты создаются для передачи сборных нагрузок от зданий на грунты под их подошвами. Поэтому усиление фундамента всегда начинается с отрывки шурфов для оголения конструкций в местах трещинообразования, просадки/усадки, сосредоточенных нагрузок (примыкания внутренних несущих стен).
Причинами разрушения, мелких дефектов часто становятся отмостка, крыльцо, веранда, прочие пристройки, жестко связанные с плитой, ростверком или лентой МЗЛФ. Шурфы позволяют оценить контакт подошвы фундамента с почвой, степень уплотнения грунта. Это позволит повысить несущую способность основания несколькими способами:
Перед проведением указанных операций фундамент поддомкрачивается до проектного положения на отдельных участках. В некоторых случаях этих мероприятий достаточно для возвращения эксплуатационных характеристик. Более сложными вариантами являются методы реставрации самого фундамента, описанные ниже.
Технологии реставрации
В зависимости от степени разрушения, изменения геометрии фундамента может использоваться несколько методов. Однако перед началом работ необходимо вывешивание или частичная разгрузка эксплуатируемой конструкции. Проще всего отреставрировать отдельные участки, на которых началось разрушение кирпича, железобетона. Сложнее ликвидировать трещины, исправить геометрию просевших или перекошенных конструкций.
Тяжелые кирпичные стены разрушаются при вспучивании грунтов или усадке рыхлых почв, нежели срубы, «каркасники», дома из панелей СИП. Эти постройкеи при необходимости можно полностью приподнять, чтобы заменить ростверк целиком, передвинуть здание на новый фундамент в пределах участка.
Разгрузка эксплуатируемой конструкции
Для многоэтажных зданий с плитными перекрытиями может использоваться частичная разгрузка. Плиты жестко защемлены в стенах, выступают из них в виде консолей. Поэтому достаточно изготовить опорные площадки возле стен, разместить на них подпорки, вбивать под них одновременно на всех этажах клинья, корректируя высоту подъема с точностью до 1 см.
В коттеджах чаще эксплуатируются перекрытия по балкам, поэтому применяется полная разгрузка по технологии:
- в ленте МЗЛФ алмазным бурением создаются сквозные отверстия
- в них пропускают металлические балки, под которые монтируются подпорки
Рыхлые, недостаточно прочные, кирпичные фундаменты вывешивают другим способом:
Кроме того, балки можно поддомкратить, чтобы сразу установить подпорки нужной длины.
Внимание: Запрещено изготавливать отверстия в лентах перфоратором. Ударное разрушение конструкционного материала приводит к раскрытию многочисленных трещин, ослаблению конструкции.
Усиление ленточного фундамента
Рыхлые, частично разрушившиеся поверхности кирпичных и бетонных лент можно укрепить несколькими способами:
- силикатизация – местные инъекции в пробуренные отверстия раствора с добавлением жидкого стекла при давлении 0,4 МПа
- цементация – аналогичный предыдущему способ, только в шурфы подается цементное молочко
Отдельные кирпичи могут демонтироваться из кладки для замены новым камнем соответствующего формата. Для этого удаляется оставшийся раствор, гнездо зачищается щеткой с металлическим ворсом.
Внимание: Технология буроинъекционных малых свай для самостоятельной реставрации практически недоступна, так как необходимо специальное оборудование. Строительные организации редко предоставляют его в аренду, чтобы владелец недвижимости заказывал услугу у них.
Крайне сложной методикой является увеличение глубины заложения МЗЛФ, состоящей из операций:
После чего, стены вновь вывешиваются, домкраты, забирка, нижний щит снимаются, оставшийся зазор заполняется бетоном. Для более плотного сцепления существующий МЗЛФ вмуровывается в новую конструкцию на 10 – 20 см.
Чтобы сократить трудоемкость операций на 30 – 50% часто применяется другой способ:
Внимание: Гидроизоляция, утепление наружной грани, кольцевой дренаж являются обязательными условиями для повышения ресурса, ликвидации вспучивания.
Оригинальной технологией железобетонных отливов можно повысить расчетное сопротивление грунтов под фундаментом, одновременно увеличив прочность самой конструкции за счет бокового сжатия. Последовательность действий такова:
Таким образом, при отжатии верхней части отливы сжимают грунт под МЗЛФ, упрочняя его многократно. Домкраты снимаются после отвердевания бетона, шпилька обычно остается внутри конструкции.
Уширить подошву ленты можно после откапывания шурфа двумя способами – завести с двух сторон бетонные плиты или смонтировать опалубку, уложить под подошву бетон.
Столбчатые фундаменты можно усилить методом погружного колодца. Ввиду того, что надеть на эксплуатирующийся столб мешает ростверк, кольцо круглого или квадратного сечения отливается по месту в съемную опалубку. Внутренний размер его должен быть на 40 – 60 см больше наружного сечения стойки, чтобы не нарушить прочность основания под ним.
Вывешивать стены в этом случае не нужно, грунт равномерно удаляется под кольцом снаружи, конструкция опускается под своим весом. После достижения проектной отметки почва внутри кольца дополнительно уплотняется виброплитой или трамбовкой.
Внимание: Обратную засыпку пазух между колодцем и стенками котлована следует производить нерудным материалом. Это снизит выдергивающие нагрузки при возможном вспучивании грунта во время промерзания.
Метод обоймы
Для ленточного и столбчатого монолитного фундамента может использоваться железобетонная обойма. Эта технология решает несколько задач:
- эксплуатируемая подземная конструкция получат новую высокопрочную оболочку, жестко связанную с лентой, столбом
- за счет уширения подошвы несущая способность повышается многократно
- ресурс здания увеличивается на 30 – 50 лет
- появляется возможность гидроизолировать, утеплить обойму для ликвидации морозного вспучивания грунтов
Последовательность операций при выполнении железобетонной обоймы следующая:
Внимание: Запрещено оголять участки больше 2 – 3 м, чтобы не вызвать перекоса здания. Работы ведутся последовательно, начиная от углов, до их начала фундамент должен быть разгружен.
Глубина бурения для закладки арматуры составляет 2,5 – 5 см. В каркасах используются продольные прутки диаметра 8 – 14 мм из арматуры А400 («рифленка»). Пространственная геометрия каркасам придается хомутами из арматуры А240 с гладкой наружной поверхностью.
В обязательном порядке обеспечивается защитный слой бетона – все стержни должны утапливаться на 2 – 7 см. Предпочтительнее соединение арматуры проволочными скрутками, которые невозможно сдвинуть при распределении бетона внутри опалубки. В фундаментных работах запрещена композитная арматура, имеющая гораздо большую пластичность в сравнении со стальной.
Существует технология кирпичной обоймы, которая применяется редко, только для монолитных лент МЗЛФ. Если наружные поверхности фундамента рыхлые, уширение ленты по ряду причин невозможно, используется эта методика:
- по бокам МЗЛФ изготавливаются уступы – бетон срезается УШМ с алмазной оснасткой в верхней и средней части, остается площадка у подошвы
- кирпичная кладка осуществляется на цементно-песчаном растворе с опиранием на эту площадку
- поверхности штукатурятся, покрываются гидроизоляционным материалом
Внимание: Монолитные конструкции всегда имеют больший ресурс в сравнении с кирпичом. Поэтому предпочтительнее железобетонные «рубашки».
Обоймы для столбчатого фундамента изготавливаются поочередно либо для нескольких столбов сразу, если они расположены в пределах 2 м друг от друга. Особенностями усиления столбчатых фундаментов являются:
Это позволяет увеличить опорную поверхность во всех уровнях конструкции, повысить эксплуатационный ресурс.
Усиление буронабивными сваями
Скважины для классических буровых свай изготавливаются строго вертикально. Столбчатые фундаменты изготавливают в опалубках внутри шурфов большого размера. Поэтому данная технология является переходным вариантом, состоит из нескольких операций:
После чего, внутрь помещается наконечник глубинного вибратора, смесь уплотняется.
Внимание: Нагружать опоры можно через неделю минимум. Все это время фундамент вывешивается или стоит на временных подкладках.
Усиление винтовыми сваями
В отличие от предыдущей методики, положение вкрученной в землю винтовой сваи невозможно скорректировать. Поэтому применяются две технологии:
Внимание: Существует вариант «быка» в углах МЗЛФ, когда сваи погружаются наклонно на смежных сторонах, обвязываются по оголовкам балкой. В этом случае достаточно наружного доступа для производства работ, полы вскрывать не нужно.
- При погружении свай следует соблюдать требования СП, располагая их на минимальном расстоянии друг от друга – 3 диаметра либо 1 м в свету в зависимости от конструкции. При этом следует учитывать, что:
- винтовые сваи грунт уплотняют, возрастает несущая способность за счет сил трения
- буронабивные сваи, заливаемые в землю, имеют неровную наружную поверхность, несущая способность высокая, однако выдергивающие усилия при вспучивании очень велики
- если буровые сваи заливаются в несъемную трубчатую опалубку, снижаются, как выдергивающие усилия, так и несущая способность по боковым поверхностям
- опирать рынд-балки удобнее на оголовки, а не на тело свай, однако это увеличивает бюджет ремонта
Сваями усиливаются фундаменты и основания под ними. Удобнее в работе винтовые модификации, на которые вес здания можно переносить с временных подпорок сразу. При заливке буровых конструкций придется подождать 3 дня минимум в жаркую погоду, 28 дней в межсезонье. Сваями СВС фундаменты можно усиливать зимой при крайней необходимости. Для проведения монолитных работ придется подогревать смеси, опалубку, устраивать пленочные укрытия.
Таким образом, эксплуатируемый фундамент и основание под ним можно усилить собственными силами. Для этого необходимо произвести ревизию, выявить дефектные участки, применить наиболее подходящую технологию из представленных методик.
В ходе реконструкции или строительства зданий и сооружений может возникнуть проблема недостаточно . Слабое грунтовое основание может не выдержать нагрузки от тяжелой постройки, поскольку оно принимает на себя весь вес.
Все грунты можно условно разделить на стабильные и нестабильные. Стабильные грунты представляют собой плотный сухой слой, способный выдержать любые нагрузки от фундамента или дороги. Нестабильный грунт требует осушения и уплотнения до необходимых критериев.
Методы укрепления грунта:
1. Механический.
Механический метод укрепления грунта подразумевает внедрение в основание высокопрочных изделий, таких как сваи или другие материалы (щебень), а также уплотнение с помощью утрамбовки или вибрирования.
2. Укрепление сваями из железобетона.
Смысл такого метода заключается в том, что прочная свая проходит через слой нестабильного грунта и упирается в плотный слой. Таким образом, нагрузка передается вертикально по свае. Она же удерживается за счет трения самого грунта о свою поверхность. Данный метод требует наличия дорогостоящего и громоздкого оборудования и достаточно большой строительной площадки.
Сваи могут быть:
- набивные - забиваются в грунт с предварительным бурением или сразу;
- буронабивные - в осадную трубу заливают жидкий бетон;
- вдавленные - погружаются в грунт машиной-домкратом.
3. Укрепление грунтовыми сваями.
Для создания грунтовых свай бурят отверстие, в которое засыпается смесь из гранулометрического заполнителя разной фракции. Сваи трамбуются послойно и считаются наиболее дешевыми и экологичными по сравнению с обычными железобетонными.
4. Утрамбовка, вибрация или замена грунтовой подушки.
Такие методы используют при небольшой толщине слоя с заданными свойствами. Утрамбовку производят катком (гладким или кулачковым), виброплитами или другим оборудованием с вибрацией. Все пылеватые грунты с песком трамбуют с применением воды. Такой метод наиболее оптимален для строительства дорог, аэродромов и прочих объектов с большой площадью. Если же данный метод по каким-то причинам применить невозможно, то строители извлекают слой слабого грунта и меняют его на прочный.
5. Цементация и инъекции в грунт.
Суть метода сводится к приданию грунту определенных свойств за счет добавления цемента в структуру.
Цементация представляет собой перемешивание грунта с раствором цемента. Для этого применяется шнековый бур с пустой штангой (отверстием по всей длине). Во время работы шнека через отверстие подается цемент, который перемешивается с грунтом. Такой метод недорогой и эффективный, поэтому его часто применяют во влажных грунтах.
6. Струйная цементация.
При струйной цементации раствор подается по трубке под высоким давлением. Таким образом, одновременно пробивается место для «инъекции», а раствор смешивается с грунтом. Для реализации этого способа необходима специфическая строительная техника.
Струйная и механическая цементация подходит для усиленных грунтов, на которых уже построены здания. Для работы в стесненных условиях строители используют компактные установки для цементных инъекций («джет-сваи»), которые можно вводить вертикально и под углом. Все работы происходят в ускоренном темпе и относительно бесшумно.
7. Укрепление плоскости грунта для дорожного полотна.
При обустройстве дороги используют комбинированные способы укрепления грунта под полотно, поскольку на протяжении дорожной линии он обладает разными свойствами. Чаще всего дорожные строители используют механический метод укрепления и утрамбовки поверхности.
8. Смешивание с природными гранулами.
При помощи добавления гранул в грунт можно изменить его свойства. Гранулометрический или другой наполнитель значительно повышает прочность основания. В зависимости от состояния грунта для стабилизации добавляют природные материалы: песок, щебень, глину, гравий и суглинок. Такой метод недорогой и экологичный, поскольку для повышения плотности не нужны химические компоненты. Процесс перемешивания грунта происходит в шнековом бункере.
9. Смешивание с минеральными вяжущими компонентами.
Самый известный способ – это известкование. Оно уменьшает липкость и пластичность глинистого грунта и делает его более устойчивым к размоканию. Но у метода есть существенный недостаток – небольшая морозостойкость. Как правило, известкование грунта используют при подготовке нижнего слоя подушки.
10. Смешивание грунта с органическим вяжущим компонентом.
Этот метод мало отличается от известкования, но здесь в качестве добавки используют смолу, битум, деготь или жидкую эмульсию. Эффект от использования вяжущих компонентов схож с предыдущим методом. Но материалы для такого уплотнения будут стоить существенно дороже. К тому же, они проявляют агрессивное воздействие на окружающую среду. По этой причине данный метод практически не используется. Строители предпочитают недорогие и проверенные способы уплотнения грунта. Иногда для повышения прочности достаточно укрепить участок дороги при помощи обычного мотокультиватора.
11. Осушение грунта
Одним из основных факторов слабого грунта может быть высокая влажность и наличие воды в составе. Если удалить лишнюю влагу, грунтовое основание станет более плотным.
12. Обжиг или термическое укрепление.
Такой метод очень эффективен при работе с глинистым грунтом. В заранее пробуренную скважину погружают перфорированную трубу из огнеупорной стали и в нее подают горячий газ. Лишняя влага полностью испаряется, а сама глина запекается. Особенностью метода можно назвать тот факт, что для разогрева газов используется природное топливо в виде угля или дров.
13. Смешивание грунта с химическим раствором.
Самый простой метод – это силикатирование. Он заключается в добавлении жидкого стекла в грунт с помощью раствора. Раствор нагнетают в заранее пробуренную скважину по трубам, которые потом извлекают. После такой подготовки грунт окаменевает. Но недостатком такого метода является низкая морозоустойчивость, быстрое затвердение материала и достаточно ограниченная область применения. Причем, в зависимости от состава грунта требуется определенный раствор химических реагентов для силикатирования.
14. Электрический метод.
Для укрепления используют электроосмос, в котором движение воды происходит от «плюса» к «минусу». Этот метод подходит для обезвоживания влажного грунта.
15. Электрохимическое укрепление.
Данный метод основан на добавлении в грунт химических растворов в определенных точках. Это энергоемкий процесс, нуждающийся в больших затратах электроэнергии. При хорошем уровне знаний дорожных специалистов электрохимический способ (с применением осмоса) можно использовать для постоянного отведения воды от фундамента.
16. Армирование.
При создании откосов или оформлении берегов при ландшафтном дизайне используется армирование полимерными конструкциями. Армирование одинаково эффективно на ровных или наклонных поверхностях дороги.
17. Георешетка.
Решетка для укрепления грунта представляет собой трехмерную конструкцию из перфорированных лент. Она придает хорошую прочность и удерживает грунт во всех плоскостях. Для этого в соты решетки засыпают мелкий наполнитель или обыкновенный грунт. Для утрамбовки его проливают водой. Толщина армированного слоя грунта обычно колеблется в пределах 10-25 см.
18. Геотекстиль.
Метод используют для многослойной подготовки грунтового основания. из прочного материала пропускает воду, но не позволяет другим слоям перемешиваться между собой. Таким образом он распределяет нагрузку между слоями.
19. Геосетка.
С помощью можно растянуть нагрузку на грунтовое основание. Сетку применяют довольно редко в качестве арматуры тонкого слоя и при сочетании с другими материалами.
20. Засев травой.
Метод декоративного укрепления откосов с помощью засева склонов травой очень эффективен при крутизне не более 1 к 1,5 м. При засеве грунт уплотняют механическим способом на не затапливаемых откосах. Выросшая трава хорошо предотвращает процесс эрозии и размывания почвы.
На приусадебных участках часто используют сочетание армированной технологии с засевом травой. С помощью сетки создаются интересные и оригинальные конструкции, в которые утрамбовывается грунт с семенами. Таким образом, можно создать невероятные ландшафтные формы и сохранить природную чистоту грунта.
Усиление фундаментов цементацией – это распространенный, эффективный метод их укрепления. Технология применяется для улучшения несущих показателей грунта перед строительством и для проведения ремонта эксплуатируемого основания. В последнем случае укрепляется не только фундамент, но и почва под его подошвой. Под воздействием различных факторов опора под постройкой может деформироваться. Это часто сопровождается появлением трещин на стенах здания. Чтобы остановить процесс разрушения и продлить срок службы сооружения, обязательно необходимо проводить укрепление. Предварительно делают осмотр строения для выявления причины процесса.
Сущность метода цементации
Цементация фундамента представляет собой процесс его уплотнения путем введения внутрь цементного раствора. Также часто затрагивается грунт возле основания. Раствор доставляется насосом (под давлением) в нужное место по пробуренным скважинам. При этом заполняются существующие пустоты, происходит упрочнение проблемных зон, потому что улучшается сцепление элементов конструкции. В результате целостность опоры восстанавливается.
Цементирование фундаментных конструкций необходимо проводить в таких случаях:
- если произошел естественный износ основания в процессе его эксплуатации;
- при необходимости укрепления нестабильных грунтов во время строительства или под эксплуатируемой постройкой;
- когда на поверхности фундамента появляются трещины (даже незначительные);
- при деформации основания;
- в случаях возрастание действующей нагрузки на опорную конструкцию из-за достраивания здания;
- если в грунте под фундаментной подошвой образовались пустоты в результате действия подземных вод, либо почва из-за этого разрыхлилась.
Услуги по цементированию предоставляют строительные организации. Расценки на ее проведение начинаются у различных подрядчиков приблизительно с 4000 рублей за погонный метр. Окончательная стоимость определяется после вычислений сметчиков.
Самостоятельно укрепление основания методом цементации не выполнишь, потому что для проведения работ требуется специальное оборудование, а также навыки обращения с ним и соответствующий опыт.
Причины деформации основания
Причины разрушения фундамента и стен постройки различные. Перед проведением укрепления состояния их следует точно определить, чтобы получить нужный результат.
Наиболее распространенные причины, вызывающие деформацию основания, а также появление дефектов на его поверхность и внутри такие:
- плохая гидроизоляция (низкого качества);
- расположение здания на участке, имеющем наклон;
- изменение несущих свойств грунта под постройкой (после ее возведения) из-за его переувлажнения, пучения либо подъема уровня подземных вод;
- проведение объемных земляных работ вблизи от строения;
- ошибки проектирования основания;
- неправильный расчет действующей нагрузки;
- увеличение массы строения из-за перепланировок или реконструкции здания с увеличением этажности либо применения более тяжелых строительных материалов;
- постоянные или разовые вибрации земли под сооружением и вблизи него, вызванные расположением поблизости железной дороги, проведением подземных выработок, землетрясением;
- использование для строительства материалов низкокачественных материалов;
- неправильная эксплуатация: отсутствие плановых ремонтов;
- сильное промерзание почвы;
- затопление участка с постройкой, например, из-за наводнений, выпадения обильных осадков, паводков;
- отступление от технологии при проведении строительных работ.
В таблице ниже представлены различные виды деформаций построек и вызвавшие их возможные причины.
| Усадка центральной части сооружения | Осадка конструкции по краям | Деформация стен |
|---|---|---|
| образование пустот в земле под средним участком постройки | слабое основание под любым углом здания | воздействие нагрузок от имеющихся растяжек, прикрепленных к строению |
| просадка грунта | рытье траншей или котлованов вблизи разрушающейся постройки | землетрясения |
| ослабление по центру фундамента | проблемы с грунтом, оползни | нагрузки от рабочего оборудования, расположенного внутри здания |
Каждая причина для своего устранения, кроме восстановления прочности фундамента, требует еще проведения целого спектра сопутствующих работ. Это может быть обезвоживание территории, монтаж дренажной системы, проведение исследований изменений, произошедших с грунтом и прочие мероприятия. Все это отражается на конечной смете.
Практическая реализация технологии
Работы начинают с предварительного осмотра ремонтируемого сооружения. Это позволяет определиться с объемами предстоящих работ, а также со связанными с ними расходами материалов и финансовых средств.
Осмотр может быть 2 видов:
- подземный, предназначенный для определения габаритов фундамента, эксплуатационных характеристик (например, прочности), используемых при его создании материалов, структуру и состояние грунта;
- наружный, который позволяет установить размеры строения, состояние его стен, наличие и характер трещин, рассчитать нагрузку на основание.
Правильное проведение осмотра с последующим анализом полученных данных способствует определению причины возникновения деформаций. Обследование объекта также помогает составить точную смету.
Чтобы выяснить, остановилась ли усадка здания, устанавливают маяки поперек имеющихся трещин. Один при этом монтируют в максимально широком месте, а другой – вначале зазора. Если при прошествии месяца рейки не отпадут либо не деформируются, то значит, что усадка постройки закончилась. Маяки могут использоваться при проведении наблюдений за ходом процесса.
Укрепление основания и грунта под ним проводят 2 способами:
- традиционным;
- струйным.
Цементационные работы различными методами проводятся по отличающимся друг от друга технологиям. Используемые смеси могут состоять из разных материалов.
С помощью струйного метода улучшают несущие свойства грунта под существующим основанием либо на площадке под новостройку. Суть технологии состоит в том, что подается в скважину цементный раствор под давлением. Энергия струи вызывает разрушение почвенной структуры. В результате этого происходит его упрочнение, а также возрастает сопротивляемость разнонаправленным сдвигам и деформации. Рабочая смесь перемешивается при этом с грунтовой массой на месте. Итогом процесса является образование грунтоцементных свай сечением от 30 см до 2,5 м, которые рассматриваются в виде единого массива с грунтом.
Отличия струйного метода от классического варианта цементирования заключается в следующем:
- можно проводить укрепление почти всех разновидностей грунта;
- диаметр рабочих отверстий составляет 30-250 см, а при традиционной технологии он не превышает 25-30 мм.
Рабочий процесс при струйном способе цементации проходит такие этапы:
- создание скважины требуемой по проекту глубины (прямой ход);
- подъем буровой части оборудования с одновременным ее вращением и подачей под большим давлением струи рабочего раствора;
- армирование грунтобетонной сваи.
Достоинством струйного способа является высокая скорость цементирования и предсказуемый качественный результат. Монтаж прутьев арматуры проводят, если это заложено в сметном документе.
Традиционный способ
Усиление грунтов основания фундаментов традиционным методом цементации заключается в том, что нагнетают ремонтный раствор непосредственно в опорную конструкцию и под нее.
Для проведения цементации применяются следующие растворы:
- цементный;
- цементно-песчаный;
- цементно-известковый.
Рабочие качества растворов улучшают путем внесения пластификаторов и других добавок.
Состав вносят специальным оборудованием, которое устанавливается исходя из особенностей собственной конструкции и условий проведения цементирования следующими способами:
- опусканием в отверстия (диаметром 2,5-3,5 см), проделанные для этого предварительно;
- забиванием в несвязные (рассыпчатые) грунты, не имеющие при этом включений крупных размеров.
Первый вариант установки инъекторов используют при расположении выше укрепляемого участка плотных слоев грунта, что делает невозможным применение второго способа.
При наличии подвалов оборудование устанавливают в предварительно пробуренные скважины.
Порядок действий при цементации такой:
- забивают инъекторы или опускают в пробуренные для них скважины до достижения проектной глубины, располагая их при этом шахматным порядком с шагом 0,3-0,6 м;
- насосом нагнетают под давлением нужное количество рабочего раствора;
- демонтируют оборудование;
- заделывают оставшиеся отверстия.
Затвердение ремонтной массы происходит через 2-4 суток. При этом одни инъекторы погружаются в фундамент, а другие – под его подошву на 0,5 м.
При традиционном методе раствор проникает в основание и под него, заполняя имеющиеся там пустоты и трещины. Таким образом, восстанавливается целостность фундамента, а также его прочность и несущая способность.
Технология струйной цементации показана в видеоролике далее.
Цементация грунтов и фундаментов – это один из способов их укрепления.
Данный метод используется как самостоятельно, так и совместно с другими. При появлении трещин или деформаций стен постройки либо ее основания следует как можно быстрее приступать к укреплению конструкции, предварительно установив причину их образования. Промедление может привести к плачевным результатам, вплоть до разрушения здания. Среди 2 методов цементации следует подбирать подходящий вариант с практической точки зрения: по бюджету и возможности реализации.
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):
- ИГЭ-1 - насыпные грунты
- ИГЭ-2 - аллювиальные пески среднекрупные, среднеплотные
- ИГЭ-3 - аллювиальные пески мелкие, среднеплотные
- ИГЭ-4 - мореные суглинки тугопластичные
- 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.
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.
| 1 погонный метр (от 100 метров) | от 1 500 руб |
| 1 погонный метр (до 100 метров) | от 3 000 руб |
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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
