МЕТОД ВЫСОКОНАПОРНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ ГРУНТОВ

Метод высоконапорной цементации грунтов разработан ООО «Укрспецстройбурение» совместно с кафедрой оснований и фундаментов Приднепровской Строительной Академии.

Цементацию грунтов по данному методу применяют для закрепления грунтовых оснований как ниже, так и выше уровня подземных вод. В отличие от классического метода цементации грунтов, в данном случае при нагнетании водо-цементной или водо-цементной-силикатной смеси создается такое давление, при котором происходит разрушение грунта в некоторой зоне с образованием гидроразрывов и трещин.
Под воздействием давления в нагнетаемой смеси происходит дополнительное уплотнение основания. Кроме того, заполненные раствором трещины и скважины образуют пространственную структуру повышенной прочности (рис.1).
Основная схема усиления грунтовых оснований с использованием метода высоконапорной цементации грунтов «сверху вниз».
При усилении основания по схеме "сверху вниз", как правило, принимается такая последовательность работ:
• бурение скважин на глубину установки забоя кондуктора;
• установка кондуктора и его цементация (цементация затрубного пространства);
• разбуривание цементной пробки и проходка скважины на глубину первого интервала нагнетания;
• цементация первого интервала при расчетном давлении нагнетания;
• разбуривание цементной пробки и бурение скважины до проектной глубины расчетными захватками с нагнетанием цементного раствора при расчетном давлении на каждом интервале;
• бурение контрольных скважин колонковым способом с отбором кернов для оценки качества закрепления массива при цементации грунтов, либо применение других методов определения свойств массива (метод естественного электромагнитного поля земли (ЕИЭМПЗ), "Кросс-холл" (сейсмопрозвучивание), гамма-каротаж, электроразведка и пр.).
Цементация грунтов
Рис. 1 Усиленное методом высоконапорного инъектирования основания (схема): 1 - основание с естественной структурой; 2 - вертикальные армирующие элементы; 3 - уплотненная зона; 4 - горизонтальные прослойки из силикатно-цементного камня


Пробы грунта с глубины 3,5 м после цементации грунтов. Керн с глубины 2,5м после цементации грунтов

К достоинствам метода высоконапорной цементации грунтов относятся:
1. Полное отсутствие динамических воздействий на грунт и в этой связи - возможность использования данного метода при реконструкции зданий и сооружений, а также возможность проведения работ в условиях тесной городской застройки.
2. Комбинированное воздействие на грунт, которое включает в себя:
•    образование новых и упрочнение старых межчастичных связей;
•    уплотнение оснований под воздействием повышенного избыточного
давления в нагнетаемом растворе;
•    создание пространственной структуры, которая включает в себя регулярно расположенные вертикальные армирующие элементы повышенной прочности из цементно-песчаной смеси и хаотически расположенные горизонтальные прослойки.
3. Относительно высокая прочность закрепленного таким способом основания.
4. Возможность устранения данным методом просадочных свойств грунта.
5. Возможность "консервации" отвалов высокотоксичных, радиоактивных и других отходов без их разработки (т.е. при минимальном контакте рабочих, выполняющих работы по захоронению подлежащих утилизации отходов).
6. Возможность выправления этим методом кренов высотных сооружений .
7. Возможность проведения работ выше и ниже уровня подземных вод.

Шурфовка под фундаментом торгового центра,через год после выполнения цементации грунтов (глубина 2,3 м) мощность образовавшихся цементных "прожилок" от 10 мм до 65 мм