При реконструкции различных сооружений и строительстве новых объектов часто возникает проблема слабого грунта, который не удерживает нагрузку по ряду причин.

Необходимость в упрочнении грунта чаще всего возникает в следующих случаях:
• при увеличении нагрузки на фундамент;
• для откосов, создаваемых при строительном либо природном изменении ландшафта;
• имеются сейсмические нагрузки,
• при реализации строительства на супесчаных и песчаных территориях;
• в случае возрастания риска деформации строения;
• при появлении пустот в грунте;
• при проведении работ в скальной среде;
• произошла просадка грунта;
• уровень грунтовых вод повысился;
• почва промерзла;
• инженерные системы утратили герметичность.

Работы по  укреплению грунтов проводятся способом, аналогичным выполнению гидроизоляции конструкции методом инъекции.
Подготовка инъекционных скважин осуществляется изнутри подвала или с наружных поверхностей. Через эти отверстия в грунт нагнетают специальные смеси под высоким давлением аппаратом МАРС-2. В результате трещины и пустоты заполняются, восстанавливается их прочность и происходит увеличение опорной площади.

 

В зависимости от состава нагнетаемой смеси различают следующие способы усиления грунтов под фундаментом.

 

1. Цементация применяется для закрепления грунтов просадочного типа, водопроницаемых, трещиноватых скальных пород, лессов, крупного песка.

Инъецирование грунтов производится специальным цементным раствором под давлением  0,3—1 МПа. В результате цементации раствор заполняет поры грунта, образуя новое, высокопрочное основание.

Способ цементации применим для закрепления грунтов, размеры пор которых обеспечивают свободное проникание частиц цемента. Наибольший эффект получается при цементации крупнообломочных грунтов, крупных и средней крупности песков с коэффициентом фильтрации от 80 до 200 м/сут. Цементация трудноосуществима в мелких песках и совсем непригодна для укрепления илистых, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов. Трещиноватые скальные грунты можно цементировать только при ширине трещин в них более 0,1 мм.

Раствор нагнетают под давлением 0,3—1 МПа насосом через предварительно заглубленные трубки-инъекторы диаметром 33—60 мм., имеющие в нижней части отверстия диаметром 4—6 мм. Радиус действия инъекторов ориентировочно принимают для трещиноватых скальных грунтов 1,2—1,5 м., для крупнообломочных грунтов 0,75—1 м., для крупных песков 0,5—0,75 м., для песков средней крупности 0,3—0,5 м.

Расход раствора составляет 20—40% объема закрепляемого грунта.

Упрочнение грунта наступает после схватывания цемента. Закрепленный песчаный грунт вблизи инъектора на 28-е сутки имеет предел прочности на сжатие 2—3 МПа. С изменением радиуса закрепления от 0,4 до 1,2 м. предел прочности на сжатие зацементированного песка в крайних слоях меняется от 2 до 0,9 МПа.

 

2. Технология закрепления полиуретановыми составами, предполагающая инъецирование в грунты основания синтетических смол, таких как полиуретановый составов с низкой вязкостью HA Soil. При контакте с водой смола расширяется и быстро (в зависимости от температуры и добавленного количества катализатора) отверждается до состояния жесткой полиуретановой пены.

Метод используется для усиления пылеватых, мелких песков, супесей и суглинков. Можно инъектировать в илистые пески с коэффициентом проницаемости 0,0001 или 15% от размера частиц 0,074 мм.

Применяются вертикальный, горизонтальный и наклонный способы установки инъекторов. Величина давления определяется нагрузкой на грунт, проницаемостью, скоростью инъектирования, свойствами состава и др. факторами.

Необходимый для успешного выполнения инъекций расход состава следует определить при пробном инъектировании до начала основных работ.

Процесс инъектирования смолой можно разбить на 4 этапа:
1. Ввести инъекционную трубу (прямая манжетная труба с открытыми концами) на заданную глубину.
2. Начать инъектирование приготовленного состава.
3. Вытягивать трубу через заранее определенные промежутки времени и на глубине.
4. Продолжать процесс инъектирования в соответствии с указанной процедурой, обеспечивая «перехлест» с ранее инъектированными участками.