Стабилизация грунта. 
Буроинъекционные сваи

Стабилизация слабых грунтов применяется для увеличения несущей способности оснований зданий и сооружений. В этом отношении стабилизация грунта выполняет ту же функцию, что и свайное поле. Локальная стабилизация аналогична эффективности забивки одиночных свай или кустов свай.

Существует несколько видов стабилизации, используемых в течение десятков лет по настоящее время: силикатизация, производимая путем закачивания в грунт жидкого стекала и хлористого кальция, вступающих в соединение и упрочняющих грунт до величины 1,5…5,0 МПа; цементация грунта методом гидроразрыва, когда цементный раствор под давлением нагнетается в грунт и затвердевает в пустотах; использование различных высокомолекулярных смол и коагулянтов в виде соляной или щавелевой кислот. Все эти способы только укрепляют грунт основания.

Ситуация в корне изменилась с появлением инъекционного минерального вяжущего, которое посредством инъектирования в грунт в режиме пропитки создает массив из грунта и вяжущего, прочностные характеристики которого полностью соответствуют прочностным характеристикам фундаментальных конструкций. Грунт, укрепленный новым вяжущим «Микродур» (ФРГ), может иметь прочность на осевое сжатие до 30 МПа (300 кг/см²), что соответствует прочности высокомарочного бетона.

«Микродур» — это особо тонкодисперсное вяжущее (ОТДВ) с плавным изменением гранулометрического состава. ОТДВ «Микродур» производится посредством воздушной сепарации пыли при помоле минеральных компонентов. ОТДВ «Микродур» в своей основе является гидравлическим минеральным вяжущим. По сравнению с цементом (наиболее распространенным минеральным вяжущим) ОТДВ «Микродур» имеет ряд особенностей: высокая проницаемость суспензии ОТДВ «Микродур» в грунты и пористые материалы; быстрое затвердевание (70% марочной прочности через 2 сут), высокая водоудерживающая способность при водоцементном отношении до 6 (В/Ц S 6,0); сохранение заданной вязкости суспензии до 120 мин.

Производится четыре основные марки ОТДВ «Микродур», различающиеся по гранулометрическому составу:

• • «X» при диаметре частиц вяжущего средства D_9S < 6 ммк с удельной поверхностью 24 000 см²/г;
• • «U» при Z)₉s < 9,5 ммк с удельной поверхностью 16 000 см²/г;
• • «F» при Z>₉₅ < 16 ммк с удельной поверхностью 12 000 см²/г;
• • «S» при Z)_9S й 24 ммк с удельной поверхностью 8 000 см²/г.

Кроме того, различные сорта ОТДВ «Микродур» подразделяются в зависимости от вида исходного клинкера и добавок. Специальная обработка препятствует агломерации частиц вяжущего при хранении. Гарантийный срок хранения ОТДВ «Микродур» — 6 мес.

ОТДВ «Микродур» применяется в виде водной суспензии для инъектирования при низком давлении (1…5 бар) укрепляемых или уплотняемых массивов грунта или при высоком давлении (10…30 бар) бетонных и каменных конструкций. Водоцементное отношение суспензии определяется конкретной задачей и колеблется от 0,5 до 6,0. Приготовление суспензии осуществляется в скоростном смесителе при угловой скорости 2800…3 000 об/мин в течение 3 мин. Инъектирование осуществляется так же, как и для бездисперсных составов (смолы, силикатные составы).

Благодаря малому размеру частиц и плавно подобранному гранулометрическому составу суспензия ОТДВ «Микродур» обладает текучестью, сравнимой с текучестью воды, даже при минимальном водоцементном отношении. Время истекания суспензии в возрасте до 3 ч колеблется от 26 до 32 с. Проникающая способность ОТДВ «Микродур» сопоставима с бездисперсными вяжущими. Она проникает в пылеватые пески, бетон, волосяные трещины с радиусом распространения, превышающим расчетный радиус распространения бездисперсных составов. Например, при стабилизации грунта через так называемые манжетные колонны радиус проникновения можно принять равным 1 м.

ОТДВ «Микродур» по сравнению с другими вяжущими имеет ряд преимуществ (табл. 14.2):

• • малый удельный расход материала (70… 110 кг/м³ стабилизируемого грунта);
• • долговечность укрепления и стойкость их химической агрессии;
• • высокая прочность укрепления: грунта — от 0,5 до 30 МПа; бетона — от 10 до 50 МПа;
• • высокая степень уплотнения грунта и снижение водопроницаемости не менее чем в 1 000 раз;
• • экологическая и санитарная безопасность материала;
• • высокая технологичность работ (срок годности суспензии с момента приготовления составляет 2,5…4,0 ч);
• • возможность проведения работ при отрицательных температурах с использованием подогретой воды (не более 20 °С);

Таблица 14.2.

Потребное количество ОТДВ? Микродур* в зависимости от марки материала, вида грунта (с коэффициентом пористости 0,6).

• разнообразие марок ОТДВ «Микродур», применяемых в зависимости от поставленных задач и ожидаемого эффекта.

ОТДВ «Микродур» в течение нескольких лет хорошо зарекомендовал себя в России при проведении различных работ:

• • устройство буроинъекционных свай в грунте диаметром
• 100… 300 мм и глубиной до 25 м;
• • корневое уширение свай путем инъекции;
• • устройство новых свайных фундаментов зданий и сооружений из коротких свай с грунтобетонным корнем;
• • усиление фундаментов путем увеличения их размеров;
• • усиление фундаментов путем устройства буроинъекционных свай и стабилизации грунтов основания;
• • углубление подвалов и создание новых подвальных помещений;
• • усиление фундаментов вблизи разрабатываемых котлованов;
• • устройство горизонтальной противофильтрационной отсечки, а также вертикальное ограждение котлована при работе в обводненных грунтах и др.

Разработку технологического регламента применения ОТДВ «Микродур», контрольные функции за его соблюдением и поставку материала в Россию осуществляет ООО «Веста Инж».

Контрольные вопросы

• 1. Что такое сваи и шпунт и каково их использование в ландшафтном строительстве?
• 2. Назовите основные способы погружения свай.
• 3. Какие виды свай изготавливают непосредственно на месте проведения работ?
• 4. Какие способы стабилизации грунта вы знаете и для чего они используются?
• 5. Что вы знаете о буроинъекционных сваях и каковы особенности их применения?