Укрепление грунтов и природа



Способы укрепить естественный и искусственный грунт

Основание стройки — это массив грунта, что залегает под фундаментом, устойчиво воспринимает всю нагрузку строения на себя. Грунты, служащие основанием подразделяются на два вида: естественные, или природные и искусственные.

Грунты, их характеристика

Основание стройки — это массив грунта, что залегает под фундаментом, устойчиво воспринимает всю нагрузку строения на себя.
Грунты, служащие основанием подразделяются на два вида: а) естественные, или природные, и б) искусственные.

Природное основание может само нести нагрузку всего строения.

Искусственное же основание — это упрочненный искусственным путем грунт для основания под фундамент. Подобный грунт сам по себе не имеет по стандартам несущей возможности.

Требования при строительстве, предъявляемые грунтам основания:

во-первых, грунтам основания противопоказано обладать равномерной сжимаемостью;

во-вторых, грунты должны обладать действительной способностью нести груз. Такие возможности определяются в процессе инженерно-геологических работ на стройплощадках;

в-третьих, грунты должны быть без пучинистых качеств, при замерзании всякие такие грунты расширяются, при оттаивании же они уменьшаются, что приводит к нарушению правильной усадки строения и образованию деформативных трещин, зазоров;

в-четвертых, грунты должны обладать в себе способностью устоять против всяческих воздействий подземных вод, жидкостей.

Искусственные грунты

Они имеют следующую строительную классификацию:

  1. скальные — фактически не сжимаемые, совершенно не пучинистые, весьма водоустойчивые (лучшее основание). К примеру, Манхэттен в Нью-Йорке.
  2. крупнообломочные, то есть кусочки скального типа (примерно 50 процентов с объемом свыше двух миллиметров): гравий и щебенка ( достаточно неплохая основа);
  3. пески — и чем объемнее частички, тем больше их возможности под строительство. Песок гравелистый (частички крупной величины) при нагрузках существенно уплотняются, они не проявляют пучинистость (достаточно хорошее основание). А мелкие, почти пылевидные частички при попадании влаги начинают пучиниться;
  4. глинистые воспринимают на себя значительные нагрузки в сухом виде, однако в процессе увлажнения их несущая возможность существенно снижается, они становятся пучинистыми;
  5. лессовидные, то есть макропористые, обычно обладают хорошей прочностью, однако в процессе увлажнения нередко дают существенные просадки, они могут использоваться при условии их укрепления;
  6. насыпные — формируются при засыпании ям, мусорных свалок, каналов. Имеют непропорциональную сжимаемость (требуют упрочнения);
  7. намывные — формируются в итоге очищения высохшей реки либо озера . Неплохое основание из грунта;
  8. плывуны — формируются мелкими частичками песка, имеющего илистые смеси. Они не подходят для природного основания.

Требования к грунту для обратной засыпки

Методы укрепления

во-первых, уплотнение. Обычная пневматическая трамбовка либо трамбовка специальными плитами, в некоторых случаях добавляется щебень. На больших площадях применяют катки;

во-вторых, устройство подушки. В случаях, когда укрепить грунт трудно, то слой ненадежного грунта снимается и заменяется более устойчивым (к примеру, песком или щебенкой). Толщина подобной подушки обычно составляет 10 и более сантиметров;

в-третьих, силикатизация — используется для мелкого пылеватообразного песка. В таких случаях в грунт следует нагнетать смеси жидкого стекла с различными химическими добавками. После того, как грунтзатвердеет, он приобретет неплохую несущую способность;
в-четвертых, цементизация, то есть подача под основание цементной смеси в жидком виде либо жидкой смеси цемента с песком;

в-пятых, обжиг, то есть термический метод, сжигание различных горючих материалов в глубинах скважин. Используется для лессовидных типов грунта. Таким образом, основание грунта будет надежным, если при строительстве будут соблюдаться все эти требования и условия.

Плотность несущего грунта под сооружениями и конструкциями имеет решающее значение для их безопасной и длительной эксплуатации. В нашей стране случаи, когда здания, сооружения и дороги возводятся на плотных материковых грунтах, не требующих дополнительного укрепления сравнительно редки, чаще всего необходимо провести ряд мероприятий по укреплению грунта, причем большинство из них имеют объем и конечную стоимость, сравнимую со всем последующим строительством.

Способов укрепления грунта, как естественного, так и искусственно насыпанного всего лишь три. Это:

  1. Полная замена естественного грунта с низкой несущей способностью.
  2. Физическое уплотнение естественных грунтов.
  3. Укрепление с помощью дополнительных материалов

Полная замена естественного грунта с низкой несущей способностью может осуществляться двумя способами.

Первый: выемка грунта (обычно это мелкозернистые, пылевидные пески, водонасыщенные глеевые грунты на месте бывших болот) до материкового основания (обычно это глина или гравий) с последующей засыпкой котлована гравием, щебнем или заливкой сплошной бетонной плиты. Гравий и щебень уплотняются вибротрамбовками или тяжелой техникой, например — дорожными катками массой 10-15 тонн.

Второй: частая забивка свай в верхний слой непрочного грунта до материкового основания. В настоящее время применяются исключительно бетонные сваи, хотя история знает и другие примеры, например на строительстве Санкт-Петербурга использовались дубовые сваи.

Укрепление грунтов с помощью дополнительных материалов стало возможным в последние годы, когда появился геотекстиль, более известный как нетканый синтетический материал. Он сочетает в себе несколько полезных свойств и образует на поверхности грунта прочную, не гниющую, водопроницаемую основу. С его помощью можно укреплять откосы насыпей или каналов, делать основание для пешеходных дорожек и даже автомагистралей. Его применяют как самостоятельно, так и в качестве финишного покрытия гравийной или щебневой подсыпки.

Физическое уплотнение насыпных и естественных грунтов проводится в любом случае для образования более плотной «подушки». Для такого процесса пригодны лишь материалы, имеющие структуру средней дискретности — гравий, щебень (песок с естественными камнями), в редких случаях используется керамзит. В зависимости от объема работ и величины фракций материала применяют как легкий инструмент (вибротрамбовки), так и тяжелую технику.

Дата публикации статьи: 28 августа 2013 в 17:03
Последнее обновление: 19 февраля 2021 в 10:21

Источник

Как укрепить грунт на наклонном участке – надежные способы и практические советы

Не все собственники земельных наделов считают, что уклон участка – недостаток, а кому-то даже нравится такое разнообразие ландшафта. Тем более что существует много методик действительно декоративного оформления площадей, характеризующихся наличием скатов. Но независимо от предпочтений и точек зрения, никто не станет спорить с тем, что наклонные участки территории нуждаются в укреплении грунта.

Почему? Без проведения таких защитных мероприятий есть риск частичных смещений (а то и образования оползней, особенно во время обильных осадков), эрозии почвы. Вот и разберемся, что и как можно сделать для укрепления, и какие материалы для этого понадобятся.

При незначительной крутизне

Самый простой и дешевый способ – высадка растительности. Корневая система деревьев надежно укрепит грунт и предотвратит малейшие его подвижки. Нужно только правильно подобрать породу и составить оптимальную схему посадки для конкретного участка. Кроме деревьев, эффективную защиту от оползней обеспечивают и некоторые кустарники.

В пример можно привести таких представителей флоры, как кизильник, спирею, барбарис, розу плетистую — выбор довольно большой. Одновременно с укреплением почвы кустарниковые насаждения могут играть роль живой изгороди и служить дополнительным украшением участка.

Но стоит учитывать, что любое дерево вмиг не вырастет. Для «оперативного усиления» почвы используются травы, которые разрастаются достаточно быстро, образуя сплошной зеленый ковер. И хотя их корни не такие уж и мощные, но если учесть общее количество этих «ниточек», то понятно, что они образуют надежную естественную армирующую сетку.

А вот какую траву выбрать, рекомендации единой нет – нужно ориентироваться на местные условия (состав грунта, климат в регионе и тому подобное). Можно почитать статью о многолетних растениях. Наиболее распространенные варианты – солнцецвет, плющ, зверобой (крупный), барвинок.

В некоторых случаях целесообразно на поверхности земли смонтировать изделие, которое известно в продаже как «газонная решетка», и уже потом заняться посадкой травы. Приведенная схема монтажа пояснений не требует – все довольно просто.

При больших углах уклона

Все перечисленные ниже способы более трудоемкие, а некоторые требуют и определенных финансовых затрат. Они применяются в тех случаях, когда крутизна участка значительная, или высадка растений (даже при небольшом скате) нецелесообразна (или нежелательна, невозможна) по какой-либо причине.

  • Все искусственные элементы, которые используются для укрепления почвы, должны быть надежно зафиксированы в грунте, иначе такая работа теряет всякий смысл.
  • Конструктивное исполнение защиты может быть разным, но необходимо ориентироваться не только на срок службы материалов, но и на ремонтопригодность этого искусственного сооружения. Следовательно, не стоит слепо копировать методику укрепления склона у соседей или знакомых. Полезные советы – дело хорошее, но все участки имеют какие-то свои особенности. Вот это и нужно учитывать в первую очередь.
Читайте также:  Картины природа нежные маслом париж

Опорные стенки

Для их обустройства можно использовать различные материалы – валуны; плиты ж/б; бревна, трубы или швеллера (в виде частокола или с интервалом и установленной между опорами сеткой). Если смысл понятен, то подобрать соответствующие образцы несложно. На рисунках показаны некоторые варианты.

Чтобы исключить вымывание грунта потоками жидкости при интенсивных осадках, вверху желательно поставить лотки, которые будут собирать и перенаправлять воду в дренажную систему. Вот одна из примерных схем.

Укрепление геотекстилем

  • Материал эластичный, поэтому легко укладывается (подробнее о характеристиках геотекстиля).
  • Служит хорошей защитой корневой системы растительности от низких температур.
  • Исключает смешивание слоев почвы при затоплении участка.

Габионы

Представляют собой решетчатые маты, которые заполняются различными материалами – камнем, щебнем, кирпичным боем, строительным мусором и тому подобное. Об этих конструкциях очень хорошо и подробно рассказывается здесь.

Объемные георешетки

Такие изделия на рынке сравнительно недавно, но уже успели доказать свою эффективность. Они напоминают габионы, только выполнены не из нитей, а из лент (полимерных). Такая особенность конструкции позволяет использовать георешетки для наполнения более массивными фракциями.

Альпинарий

Если он правильно обустроен, то может служить не только украшением сада, но и надежной защитой грунта от смещений. Подробная инструкция по устройству альпинария есть на нашем сайте.

Другие способы укрепления грунта

Есть более сложные способы, реализация которых потребует и использование специнструмента, и значительных материальных затрат. Они применяются значительно реже, так как вышеперечисленных методик, как правило, вполне достаточно для укрепления почвы на небольших участках. Поэтому лишь обозначим некоторые из них, хотя в реальности методик значительно больше – осушка, укрепление известкованием и ряд других.

Установка свай

Такой способ применяется в основном на больших площадях. Как вариант – сваи грунтовые. По этой методике сначала в земле высверливается шурф, а после его очистки внутрь засыпается материал твердых фракций, порционно. При этом каждый слой «засыпки» хорошо уплотняется. Данная методика может быть использована и на небольшом (например, дачном) участке, если грунт не каменистый и работу можно выполнить ручным буром.

Цементация

Здесь вариантов несколько – простая и струйная. Смысл – перемешать верхний слой почвы с цементом, тем самым укрепив его. Насколько это целесообразно на садовом участке, решать вам, уважаемый читатель.

Если местность имеет довольно сложный рельеф, то стоит использовать несколько способов, в комплексе.

Источник

Как укрепить грунт?

При строительстве иногда требует усиливать основание под объектами. Но тут все гораздо сложнее, чем кажется со стороны, и существует даже немало вариантов такой работы. Пора разобраться, как укрепить грунт, зачем это вообще нужно, и какие ошибки обычно допускают проектировщики, строители.

Для чего и где применяется?

Вовсе не обязательно стабилизация и закрепление почвенных пластов используются перед постройкой многоквартирного дома, офисного центра или другого серьезного сооружения. Такие манипуляции требуются и в ряде других случаев. Укрепительные мероприятия выполняются при возведении земляных работ (точнее, при проведении земляных работ) такого рода:

прокладка дороги (автомобильной или железной);

установка линии электропередач, инфраструктуры связи;

сохранение рельефа в особо охраняемых природных зонах;

профилактика размыва особо важных объектов, подмыва фундамента различных сооружений.

Укрепительные работы проявляют свою актуальность не только на этапе строительства. В ряде населенных пунктов оползание, потеря стабильности почвы, размывание ее водоемами или талыми водами обнаруживаются через несколько десятилетий. Если этот процесс не остановить, конечные потери будут непропорционально велики по сравнению с сиюминутной экономией. Мало того, в ряде случаев можно опасаться масштабных разрушений и даже серьезных человеческих жертв.

И напоследок стоит упомянуть такой случай необходимого укрепления, как поддержание садового участка или поля, расположенного на склоне.

Способы укрепления грунтов

Механические

Эти виды повышения прочности грунта появились раньше других вариантов. Их использовали, пусть и на примитивном уровне, еще столетия назад. Но сегодня благодаря научно-техническим достижениям возможности строителей многократно возросли. Так или иначе, «механика» основана на сооружении различных блоков и конструкций, удерживающих почвенные пласты на месте.

Шпунтовые ограждения — достаточно дорогой вариант решения проблемы. Его применяют главным образом, когда надо разработать выемку или углубление в насыщенных водой земляных слоях поблизости от уже созданных объектов. Шпунты вводят в пласт прежде, чем начнут разрабатывать выемку. Если это условие не соблюдается, стабильного состояния почвы достичь невозможно.

Иначе устроено консольное крепление. Его делают из особых стоек, то есть свай. Эти опоры погружают нижней частью глубже, чем будет планируемая выемка. Сваи поддерживают доски или щиты, которые будут принимать давление грунта.

Такой прием рекомендуют использовать, если выемка будет не глубже 5 м. При большей глубине надо применять консольно-распорное крепление. Распорки ставят в верхней части стоек.

Цементация, инъекции

Довольно часто для повышения прочности грунтовых слоев пользуются цементом и некоторыми другими типами строительных растворов. Подобное решение оправдано тем, что оно может применяться даже при глубинном характере трещин или полостей. Нагнетаемый раствор уходит на необходимую глубину и застывает там, создавая прочную механическую пробку. Одновременно таким образом сокращают сжимаемость грунтов и их водопроницаемость. Подача раствора или цементного «молока» происходит через заранее забитые полые сваи.

Цементация нужна, чтобы закрепить пески с крупным и средним размером зерна. Но этот же метод подойдет и для склонных к растрескиванию скальных пород. Цементные растворы закачивают при помощи инъекторов. Величина трещины и количество пор песка прямо влияют на пропорцию цемента и воды. Иногда к раствору добавляют инертные материалы. Радиус закрепления зависит от разновидности обрабатываемых грунтов. Скалистую почву закрепляют как минимум на 1,2-1,5 м. Если почвы сложены крупным песком, этот показатель составит от 0,5 до 0,75 м. Песок средней крупности цементируют на 0,3-0,5 м. Процедуру ведут по методу нисходящих зон.

Нагнетать раствор прекращают, как только достигнута целевая величина поглощения.

Дорожное строительство

При сооружении дорог и других транспортных магистралей (объектов) часто укрепление грунтов связано с минеральными вяжущими веществами. Такие методики были отработаны еще в XIX веке. В середине ХХ столетия в нашей стране провели массу исследований, позволивших поднять эффективность процедуры в несколько раз. Сегодня на территории развитых государств дорожное строительство не обходится без укрепления почвы. Исключения крайне редки и связаны с особо благоприятными условиями. Грамотное использование минеральных вяжущих:

сокращает общие расходы на 15% как минимум;

позволяет быстрее закончить строительство;

увеличивает промежуток между капитальными ремонтами;

позволяет обойтись меньшей толщиной покрытия;

понижает насыщение обработанных грунтов;

увеличивает стойкость к морозу, переменному увлажнению и понижению влажности.

При современном уровне технологии смешивать компоненты можно непосредственно на строящейся дороге. Техника уверенно работает как с жидкими, так и с порошкообразными компонентами. Если условия стеснены или грунт очень специфичен, не позволяет пройти тяжелой технике, применяются навесные аппараты. Самое распространенное в нашей стране минеральное вяжущее — классический портландцемент. Но будущее все равно принадлежит точному подбору рецептуры, а не упражнениям с дозировкой привычных компонентов.

Стоит отметить, что грунты могут укреплять не только неорганическими, но и органическими вяжущими веществами. Способ смешивания и методы применения практически не отличаются. Уплотнение производится самоходными катками на пневматическом ходу. Довольно широко практикуется, например, внесение синтетических смол.

Специалисты выяснили, что подобные вещества застывают на морозе, если подвергаются еще воздействию различных кислот.

Опытным путем установили, что быстрее всего закрепить грунт помогает применение водного раствора соляной кислоты в концентрации 5%. Фактическую крепость грунта определяют концентрация смол и исходный гранулометрический состав. Раствор кислоты нагнетают в скважину раньше, чем смолу. Опытные работы показали, что после насыщения смолами прочность грунтов может составлять 30-50 кг на 1 кв. см. Но это не конечный результат, потому что исследовательские работы идут крайне активно. В ряде ситуаций для усиления почв пользуются известью. Она может применяться как сама по себе, так и в связке с другими веществами. Методика такова:

проблемные места профилируют ручным способом (в больших масштабах помогает грейдер);

гранулируют почву ручными культиваторами;

поливают известковым раствором;

вновь культивируют нужный участок;

утрамбовывают его (после этого можно даже отказаться от покрытия).

Стабилизированный подобным образом грунт не размягчается даже при бурных осадках или весной. На нем долго не растет бурьян. Количество затрачиваемого труда многократно меньше, чем при использовании каменных блоков или настилов из дерева. Метод подходит для усиления грунтов не только на дорогах, но и под частную жилую застройку. При этом сокращается сложность строительства фундамента, уменьшаются суммарные строительные расходы.

Читайте также:  Иллюстрация о природе карандашом

Но при строительстве в больших масштабах требуется уже не какое-то одно решение, пусть даже применение проверенного реагента «Консолид» или другой испытанной марки, а комплексное упрочнение грунта. Чаще всего речь идет об использовании смесей органических и неорганических вяжущих, к которым примешивают и определенные добавки.

Практика показывает, что обработка почвенных пластов смесью битумов, извести, дегтей и цемента обеспечивает превосходные показатели:

стойкости к холоду;

стойкости к нагреву и перепаду температур;

Начинают с обработки грунта известью либо цементом. Их непременно увлажняют. Образующийся гидрат кальциевой окиси гарантирует сцепление глины и коллоидных частиц. Чем больше глины содержится в почве, тем эффективнее введение извести.

Уплотнение грунта, укрепляемого в смеси с цементом или известью, производят в первые 2 часа после окончательного размешивания смеси.

Осушение

Но в ряде случаев применение различных материалов оказывается недостаточно эффективно. Дело в том, что добиться успеха мешает чрезмерное увлажнение почв. На глинистых, пылящих и илистых грунтах эффективно оказывается электрохимическое осушение. В грунт снаружи и внутри фундамента защищаемого здания закладывают электроды трубчатой формы (анод и катод соответственно). Дистанция между электродами с одним полюсом должна составлять от 0,8 до 1 м.

Анодный электрод используют для подачи соляных растворов. Повышение градиента скоростей достигается откачиванием грунтовых вод из катода. Применяют постоянный ток напряжением от 100 до 120 В. Закрепить 1 м3 грунта можно при затрате 60-100 кВт электричества.

Но можно прибегнуть и к химическому осушению. В таком варианте специальные добавки вводят в почву из автогудронатора. Температура должна составлять от 50 до 80 градусов. Контроль объема добавок проводят при помощи индикаторной бумаги. Электрическое осушение применяют, когда надо улучшить характеристики плохо отдающего воду грунта. Речь идет о почвах, сложенных из глины, ила либо суглинков, коэффициент фильтрации которых составляет менее 1 м за сутки.

Если глина не является основным компонентом почвы, применяют обжиг (термическое осушение). Бурят скважину, куда заводят перфорированную трубу из жаропрочных марок стали. По трубе гонят горячий воздух. Избыток влаги испаряется, и глина спекается. Тепло получают при использовании местного топлива.

Силикатизация идет так:

берут жидкое стекло или его растворы;

нагнетают эти растворы по трубам;

после окаменения почвы трубы извлекают.

Армирование

Для искусственного упрочнения земли на наклонном участке или на подмываемой территории могут использовать свайные и траншейные стены. Также иногда применяют «свайные поля». Но есть и много других методов:

использование сетки из полимера, геотекстиля;

ленты из геотекстиля.

Подбор варианта определяется:

инженерно-геологической характеристикой площадки;

требовательностью к качеству подложки;

срочностью и важностью работ.

Часто встречающиеся ошибки

Какой бы метод ни был выбран, придется работать очень тщательно и четко. Так, при использовании свай нагрузку надо передавать строго вертикально. Малейшее отклонение в сторону — и эффективность работы резко падает.

Обязательно надо проанализировать указания нормативных документов, изучить характеристики грунта в конкретном месте. Невнимание к нормативам, игнорирование геологоразведки крайне вредны.

Также регулярно встречаются такие промахи:

применение устаревшей техники;

плохой подбор приспособлений и реактивов;

отсутствие инженерного контроля за рабочим процессом, особенно за послойным уплотнением почвы;

неверная концентрация вяжущей смеси;

несоблюдение температурных ограничений;

несоблюдение временных рамок технологического процесса;

плохой выбор подходящего метода.

Подробнее о цементации грунтов смотрите далее.

Источник

Способы укрепления грунтов

Во время реконструкции или строительства зданий часто возникает проблема слабого грунта. Узнаем о различных методах его укрепления грунта.

При реконструкции зданий и строительстве новых сооружений часто возникает проблема слабого грунта. Такое основание может не выдержать нагрузок от постройки. Сегодня в нашей статье речь пойдёт о различных методах его укрепления.

Укрепление грунта

  • Механический метод
  • Укрепление железобетонными сваями
  • Грунтовые сваи
  • Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта
  • Цементация и инъекции
  • Механическое перемешивание грунта с цементно-песчаным раствором (цементация)
  • Струйная цементация
  • Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)
  • Смешивание с природными гранулами
  • Смешивание с минеральными вяжущими
  • Смешивание грунта с органическими вяжущими
  • Осушение грунтов
  • Термическое закрепление или обжиг
  • Химический метод — смешивание грунта с химрастворами
  • Электрический метод
  • Электрохимический способ
  • Армирование
  • Георешётка
  • Геотекстиль
  • Геосетка

Грунт — это слой, который воспринимает на себя сумму всех нагрузок от сооружения. Условно все грунты можно разделить на стабильные и нестабильные. Стабильный — достаточно плотный и сухой для того, чтобы без специальной подготовки выдержать нагрузки от фундамента или дороги. Нестабильный требует предварительных работ по осушению и уплотнению.

Механический метод

Подразумевает под собой внедрение отдельных высокопрочных изделий (свай) или материалов (грунт, щебень), а также уплотнение без изменения структуры (трамбовка/вибрирование).

Укрепление железобетонными сваями

Смысл заключается в том, что длинная свая проходит слой слабого грунта и упирается в более плотный. Нагрузка передаётся по свае вертикально. Также она удерживается за счёт трения грунта о поверхность сваи. По методу погружения сваи бывают набивные (забиваются в грунт с предварительным бурением или без), буронабивные (жидкий бетон заливается в обсадную трубу, погружённую в грунт) и сваи вдавливания (погружаются специальной машиной-домкратом). Метод требует применения громоздкого и дорогостоящего оборудования и большой стройплощадки.

Грунтовые сваи

В заранее пробуренное отверстие засыпается подготовленная смесь из гранулометрического заполнителя разных фракций. Трамбуется послойно. Эффект сравним с ж/б сваями, но гораздо дешевле и экологичнее.

Устройство грунтовых подушек, трамбовка/вибрация, замена грунта

Используют при сравнительно небольшой требуемой толщине слоя заданных свойств. Производится трамбовка катками (кулачковыми и гладкими), виброплитами и прочим оборудованием с вибрацией или без. Пылеватые пески трамбуют с водой. Метод оптимален при строительстве аэродромов, дорог и других объектов большой площади. При невозможности применения метода слой слабого грунта извлекают и заменяют на более прочный.

Цементация и инъекции

Суть сводится к приданию грунту желаемых свойств за счёт добавления в его состав цемента.

Механическое перемешивание грунта с цементно-песчаным раствором (цементация)

Применяют специальный шнековый бур с полой штангой, имеющей отверстия по длине. Через них подаётся цементный раствор одновременно с работой шнека, и происходит его перемешивание с грунтом. Метод сравнительно дешёвый и проверенный. Применяется в основном во влажных грунтах.

Отдельно стоит отметить современный подход к классике: струйную цементацию. Цементный раствор подаётся по трубе под очень высоким давлением, одновременно пробивая место для инъекции и смешиваясь с грунтом. Требует применения специальной техники.

Механическая и струйная цементация вполне применимы для усиления грунтов, на которых уже стоят здания, даже в стеснённых условиях. Для этого используют компактные установки для инъекций (так называемые джет-сваи). Их можно вводить как вертикально, так и под углом. Работы проводятся быстро, относительно бесшумно и подходят для городских улиц.

Укрепление грунта по плоскости (дорожное строительство)

При строительстве сплошных покрытий применяют комбинированные методы укрепления грунтов. Из-за своей протяжённости по местности такие объекты могут охватывать значительные территории, и, соответственно, различный состав основания. Приведённые ниже способы всегда используют в сочетании с механическим укреплением.

Смешивание с природными гранулами

Изменение свойств при помощи добавления гранулометрического или иного заполнителя. В зависимости от состояния грунта для его стабилизации применяют разные природные материалы: щебень, гравий, песок, глину, суглинки. Метод сравнительно дешёвый и экологичный, не требует химических компонентов. Перемешивание происходит в специальном шнековом бункере.

Смешивание с минеральными вяжущими

Известкование — метод, известный с давних времён. Уменьшает пластичность и липкость глинистых грунтов, делает их более стойкими к размоканию. Из недостатков — низкая морозостойкость. Используют при подготовке основных (нижних) слоёв дорог.

Смешивание грунта с органическими вяжущими

По принципу не отличается от описанных выше. В качестве добавки используют различные смолы, битумы, дёгти твёрдые и жидкие эмульсии. Эффект и область применения также примерно совпадают. Из особенностей стоит отметить высокую стоимость органического материала (или его синтетического заменителя) и агрессивность этих компонентов по отношению к природной среде. Поэтому данный метод сегодня практически не применяют.

Из трёх описанных технологий на практике самостоятельно можно применить первые два. Легкодоступные и относительно недорогие компоненты и элементарная технология перемешивания делают их востребованными и сегодня. Вполне реально укрепить участок грунтовой дороги или придворовую территорию при помощи обычного мотокультиватора.

Читайте также:  Сочинение что мы можем сделать для защиты природы

Одним из основных факторов слабости грунтов является наличие в их составе воды. Удаление влаги из них приводит к значительному уплотнению и устранению текучести.

Термическое закрепление или обжиг

Эффективно для грунтов с содержанием глины. В пробуренную скважину погружается перфорированная труба из жаропрочной стали. Затем по ней подаются разогретые газы (горячий воздух). Лишняя влага испаряется, а в глине происходит эффект запекания. Особенность данного метода: для разогрева газов можно использовать местное топливо: уголь, дрова.

Химический метод — смешивание грунта с химрастворами

Самый распространённый из них — силикатирование (силикатизация). Очень «широкий» метод, заключается в добавлении в состав грунта жидкого стекла и его растворов. Его нагнетают по заранее проложенным трубам, которые затем извлекают. В результате такой подготовки грунт окаменевает. Недостатки — всё та же низкая морозостойкость, быстрое твердение материала, ограниченная область применения. В зависимости от состава самого грунта, подбирают и химреагенты раствора для работы.

Электрический метод

В этом случае используют явление электроосмоса. Происходит движение воды от «плюса» к «минусу». Эффективен для обезвоживания грунтов.

Схема установки для обезвоживания грунтов методом электроосмоса: 1 — скважина с вставленным в неё металлическим фильтром; 2 — глубинный насос; 3 — генератор постоянного тока; 4 — металлический стержень

Электрохимический способ

Применение электроосмоса с добавлением химрастворов в заранее просчитанные области поля. Это делается для облегчения прохода воды сквозь слои и придания движению нужного направления. Энергоёмкий процесс, требующий значительных затрат элекроэнергии.

При достаточном уровне знаний и наличии необходимых элементов, электроосмос возможно собрать в домашних условиях. Подробные инструкции по сборке содержатся в технических справочниках. Электроосмос также применяют в качестве постоянного водоотвода фундаментов.

Армирование

При устройстве откосов, оформлении берегов и создании ландшафтов часто используют современный метод: армирование полимерными конструктивными элементами. Он эффективен как на ровных горизонтальных поверхностях (дороги, пешеходные дорожки), так и при наличии наклона.

Георешётка

Как правило, это трёхмерная конструкция, состоящая из полимерных перфорированных лент. Очень прочная сотовая конструкция позволяет удерживать движение во всех плоскостях. В соты просто засыпается любой мелкий заполнитель или местный грунт. Не требует трамбовки, уплотнение производится проливом воды. Толщина слоя 10–25 см.

Геотекстиль

Применяют при устройстве многослойных подготовок. Это многослойное полимерное полотно, по сути дела, высокопрочный фильтр. Он пропускает воду, но не позволяет слоям смешиваться. В то же время, обладая изрядной прочностью, он распределяет нагрузку между слоями. Область применения геотекстиля: дорожное строительство, сельское и городское хозяйство.

Геосетка

Воспринимает растягивающие нагрузки. В грунтах применяется редко, используется в качестве арматуры тонкого слоя и в сочетании с другими полимерными материалами.

Засев травой

Декоративный способ укрепления откосов от осыпания (крутизна не более 1:1,5). Траву высевают на уплотнённые механическим способом не затапливаемые откосы. Предотвращает размывы и эрозию.

На приусадебном участке армировочным элементам цены нет. С их помощью становится возможным создание самых фантастических ландшафтных конструкций. Они также позволяют создавать (привозные) плодородные слои для растений.

Источник

Методы закрепления грунтов

Закрепление грунтов — это искусственное изменение строительных свойств грунтов различными физико-химическими способами. Такое преобразование обеспечивает увеличение их прочности, устойчивости, уменьшение сжимаемости и водонепроницаемости. Существует два основных способа закрепления грунтов: поверхностное и глубинное.

Поверхностное закрепление выполняют на глубину до 1 м. При этом способе грунт предварительно разрыхляется, перемешивается с закрепляющими материалами (вяжущие, цемент, известь и др.) и затем уплотняется. Глубинное закрепление предусматривает обработку грунтов без нарушения их естественного сложения путем инъекции закрепляющих материалов, термообработки и замораживания, с использованием предварительно пробуренных скважин, шпуров или забиваемых инъекторов. Инъекцию производят с использованием вяжущих, силикатных материалов и смол.

Методы глубинного укрепления грунтов

Для повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов:

• Химический (цементация, битумизация и смолизация)
• Термический
• Искусственное замораживание
• Электрический
• Электрохимический
• Механический

Химическое закрепление грунтов

Химическое закрепление грунтов инъекцией в строительстве в настоящее время осуществляется способами силикатизации, смолизации и цементации. Наиболее распространенная и популярная из технологий по закреплению грунтов – это цементация. Цементация — это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Цементация применяется для закрепления крупно- и среднезернистых песков, трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов.

Радиус закрепления грунтов составляет в скальных грунтах — 1,2-1,5 м, в крупных песках — 0,5-0,75 м, в песках средней крупности — 0,3-0,5 м. Цементацию производят нисходящими зонами; нагнетание прекращают при достижении заданного поглощения или когда снижение расхода раствора достигнет 0,5 л/мин в течение 20 мин при заданном давлении.

При горячей битумизации в трещины породы или в гравийно-гравелистый грунт нагнетают через скважины горячий битум, который, застывая, придает грунтам водонепроницаемость. При холодной битумизации, в отличие от горячей, нагнетают 35—45-процентную тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ используется для очень тонких трещин в скальных грунтах, а также для уплотнения песчаных грунтов.

Смолизацию применяют для закрепления мелких песков и выполняют путем нагнетания через инъекторы в грунт смеси растворов карбамидной смолы и соляной кислоты.

Силикацией закрепляют песчаные и лессовые грунты, нагнетая в них химические растворы. Через систему перфорированных трубок-инъекторов в грунт последовательно нагнетаются растворы силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакции гель кремниевой кислоты придает грунту значительную прочность и водонепроницаемость.

Термическое закрепление грунтов

Термическое закрепление является результатом сжигания топлива (газообразного, жидкого, сжиженных газов) непосредственно в скважинах, пробуренных на всю глубину закрепляемого грунта. Закрепление грунта в скважине происходит под действием пламени, а в теле массива — от раскаленных газов, проникающих сквозь поры грунта. В результате вокруг скважины образуется столб обожженного грунта, диаметр которого зависит от продолжительности обжига и количества топлива. Этим способом можно закрепить грунты и устранить их просадочность на глубину до 15 м, доведя прочность в среднем до 1 МПа.

Искусственное замораживание грунтов является универсальным и надежным методом временного закрепления слабых водонасыщенных грунтов. Сущность данного метода заключается в том, что через систему замораживающих скважин, расположенных по периметру и в теле будущей выработки, пропускается хладоноситель с низкой температурой, который, отнимая от окружающего грунта тепло, превращает его в ледогрунтовый массив, обладающий полной водонепроницаемостью и высокой прочностью.

В зависимости от вида хладоносителя различаются два способа замораживания: рассольный и сжиженным газом. В первом случае рассол-хладоноситель представляет собой высококонцентрированный раствор хлористого кальция или натрия, предварительно охлажденный в испарителе холодильной машины до температуры минус 25° С. В качестве хладагента в холодильных машинах используются аммиак, фреон или жидкий азот. Во втором случае в качестве хладоносителя сжиженных газов используется главным образом жидкий азот, имеющий температуру испарения минус 196° С.

Электрический способ закрепления грунтов

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

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 осуществляется с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле башенного крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания. Также уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Источник