Применение грунтоцементных элементов в сложных гидрогеологических условиях

В современном мире благодаря развитию строительной отрасли и расширению городов происходит активное увеличение этажности. Смешивание грунтов с вяжущим материалом привело к появлению нового материала – грунтоцемента. Этот материал применятся для увеличения несущей способности основания под фундаментом, уменьшения неустойчивости грунтов и для строительства различных фундаментов.

При создании грунтоцемента используют различные вяжущие материалы в зависимости от требуемых свойств: цемент, известь, гипс и доменный шлак. Специальные механизмы перемешивают вяжущие материалы с местным грунтом. После чего образуются прочные грунтоцементные элементы: стены, колонны, плиты и блоки.

Грунтоцементные элементы выполняются двумя методами в зависимости от грунтовых условий и спецификации проекта:

1. метод влажного перемешивания грунта. Данный метод дает возможность устройства грунтоцементных элементов на глубине более 30 м;
2. метод сухого перемешивания грунта. Использование данного метода возможно при достаточном содержании влаги, для обеспечения протекания химической реакции сухого вяжущего с грунтом. 
3. Область применения

1. изготовление ленточных фундаментов, сплошных фундаментных плит из взаимно пересекающихся грунтоцементных свай и свайных фундаментов;
2. устройство подпорных стен для увеличения устойчивости откосов;
3. формирование грунтоцементных колонн для улучшения строительных свойств грунта;
4. закрепление слабых и обводненных грунтов вокруг строящихся подземных городских сооружений – колодцев, коллекторов и тоннелей;

При строительстве зданий с развитым подземным пространством требуется устройство котлованов большого объема и глубины. Ограждение таких котлованов может быть выполнено из грунтоцемента по технологии струйной цементации.

Рассмотрим основные технологии для изготовления грунтоцемента:

1. струйная цементация – используется энергия струи под высоким давлением, при этом происходит разрушение и перемешивание грунта одновременно с цементным раствором непосредственно в массиве грунта;

Рисунок 1. Принцип технологии струйной цементации

2. буросмесительная цементация. При использовании данной технологии происходит “распушивание” грунта в результате прохождения скважины инструментом без его выемки или с частичной. Насосом через полую штангу подается цементный раствор, который в последствии смешивается с грунтом.

Рисунок 2. Рабочий инструмент для буросмесительной технологии перемешивания грунта

3. струйно-смесительная цементация – это одновременное механическое перемешивание с гидромоторной разработкой грунта. Использование данной технологии приводит к повышению однородности грунтоцементного элемента.

Преимущества технологии

• высокая производительность;
• простота использования;
• отсутствие негативных ударных воздействий;
• возможность работы в стесненных и сложных инженерно–геологических условиях;
• эффективность использования как при реконструкции, так и при строительстве новых зданий и сооружений.

Недостатки технологии

• использование импортного оборудования, что приводит к удорожанию работ;
• необходимость в огромном количестве воды для промывки породы;
• применение спецтехники, так как давление цементного раствора достигает 700 атмосфер, что недосягаемо без применения спецоборудования;