Метод высоконапорной цементации грунтов разработан ООО «Укрспецстройбурение» совместно с кафедрой фундаментов и фундаментов Приднепровской строительной академии.
Цементация грунтов по данному методу применяется для фиксации почвенных оснований как ниже, так и выше уровня грунтовых вод. В отличие от классического метода цементации грунта, в этом случае при перекачке водно-цементной или водно-цементно-силикатной смеси создается такое давление, при котором грунт разрушается в какой-то зоне с образованием ГРП и трещин.
Под воздействием давления в наддувной смеси происходит дополнительное уплотнение основания. Кроме того, трещины и скважины, заполненные раствором, образуют пространственную структуру повышенной прочности (рис. 1).
Основная схема укрепления почвенных оснований с использованием метода высоконапорной цементации грунтов «сверху донизу».
При укреплении основания по схеме «сверху вниз», как правило, принимается следующая последовательность работ:
- бурение скважин на глубину монтажа отбойника проводника;
- монтаж проводника и его цементация (цементация трубного пространства);
- инициирование цементной пробки и прохода скважины на глубину первого интервала закачки;
- цементация первого интервала при расчетном давлении впрыска;
- инициирование цементной пробки и бурение скважины до расчетной глубины с расчетными захватами с нагнетанием цементного раствора при расчетном давлении на каждом интервале;
- бурение контрольных скважин колонным методом с подбором кернов для оценки качества фиксации массива при цементации грунта или использование других методов определения свойств массива (метод естественного электромагнитного поля земли (ЭИЭМЗ), «Кросс Холл» (сейсмическое зондирование), гамма-каротаж, электроразведка и др.).
Пробы грунта с глубины 3,5 м после цементации грунта. Каирн с глубины 2,5 м после цементации грунта
К преимуществам метода цементации грунтов под высоким давлением можно отнести:
- Полное отсутствие динамических воздействий на грунт и в связи с этим – возможность использования данного метода при реконструкции зданий и сооружений, а также возможность проведения работ в условиях тесной градостроительной застройки.
- Комбинированное воздействие на почву, которое включает:
• образование новых и укрепление старых межчастиц;
• уплотнение оснований под воздействием повышенного избыточного
давления в инъекционном растворе;
• создание пространственной структуры, включающей в себя правильно расположенные вертикальные армирующие элементы повышенной прочности из цементно-песчаной смеси и хаотично расположенные горизонтальные слои. - Относительно высокая прочность фиксируется таким образом основанием.
- Возможность устранения рассадных свойств почвы таким способом.
- Возможность «консервации» отвалов высокотоксичных, радиоактивных и других отходов без их развития (то есть с минимальным контактом работников, выполняющих работы по утилизации отходов, подлежащих утилизации).
- Возможность коррекции этим способом рулонов высотных конструкций.
- Возможность проведения работ выше и ниже уровня грунтовых вод.
Бурение под фундаментом торгового центра, через год после цементации грунта (глубина 2,3 м), мощность сформированных цементных «жил» составляет от 10 мм до 65 мм