МЕТОД ВИСОКОНАПОРНОЇ ЦЕМЕНТАЦІЇ ГРУНТІВ

Метод високонапірної цементації ґрунтів розроблено ТОВ «Укрспецстройбуреніє» спільно з кафедрою основ та фундаментів Придніпровської Будівельної Академії.

Цементацію ґрунтів за даним методом застосовують для закріплення ґрунтових основ як нижче, так і вище за рівень підземних вод. На відміну від класичного методу цементації ґрунтів, в даному випадку при нагнітанні водо-цементної або водо-цементно-силікатної суміші створюється такий тиск, при якому відбувається руйнування ґрунту в деякій зоні з утворенням гідророзривів та тріщин.
Під впливом тиску в суміші, що нагнітається відбувається додаткове ущільнення основи. Крім того, заповнені розчином тріщини та свердловини утворюють просторову структуру підвищеної міцності (рис.1).
Основна схема посилення ґрунтових основ з використанням методу високонапірної цементації ґрунтів «згори донизу».

При посиленні основи за схемою “згори донизу”, як правило, приймається така послідовність робіт:

  • буріння свердловин на глибину встановлення вибою кондуктора;
  • встановлення кондуктора та його цементація (цементація затрубного простору);
  • розбурювання цементної пробки та проходження свердловини на глибину першого інтервалу нагнітання;
  • цементація першого інтервалу під час розрахункового тиску нагнітання;
  • розбурювання цементної пробки та буріння свердловини до проектної глибини розрахунковими захватками з нагнітанням цементного розчину при розрахунковому тиску на кожному інтервалі;
  • буріння контрольних свердловин колонковим способом з відбором кернів для оцінки якості закріплення масиву при цементації ґрунтів, або застосування інших методів визначення властивостей масиву (метод природного електромагнітного поля землі (ЄІЕМПЗ), “Крос-хол” (сейсмопрозвучування), гамма-каротаж, електророзвідка та пр.).
Ма. 1 Посилене методом високонапірного ін’єктування основи (схема): 1 – основа з природною структурою; 2 – вертикальні армуючі елементи; 3 – ущільнена зона; 4 – горизонтальні прошарки із силікатно-цементного каменю

Проби ґрунту з глибини 3,5 м після цементації ґрунтів. Керн із глибини 2,5м після цементації ґрунтів

До переваг методу високонапірної цементації грунтів відносяться:

  1. Повна відсутність динамічних впливів на ґрунт і у зв’язку з цим – можливість використання даного методу при реконструкції будівель та споруд, а також можливість проведення робіт в умовах тісної міської забудови.
  2. Комбінований вплив на грунт, який включає:
    • утворення нових та зміцнення старих міжчасткових зв’язків;
    • ущільнення основ під впливом підвищеного надлишкового
    тиску в розчині, що нагнітається;
    • створення просторової структури, яка включає регулярно розташовані вертикальні армуючі елементи підвищеної міцності з цементно-піщаної суміші і хаотично розташовані горизонтальні прошарки.
  3. Відносно висока міцність закріпленого таким способом основи.
  4. Можливість усунення даним методом просадних властивостей ґрунту.
  5. Можливість “консервації” відвалів високотоксичних, радіоактивних та інших відходів без їх розробки (тобто при мінімальному контакті робітників, які виконують роботи із захоронення відходів, що підлягають утилізації).
  6. Можливість виправлення цим методом кренів висотних споруд.
  7. Можливість проведення робіт вище та нижче рівня підземних вод.

Шурфування під фундаментом торгового центру, через рік після виконання цементації грунтів (глибина 2,3 м) потужність цементних “прожилок”, що утворилися, від 10 мм до 65 мм