Вы здесь
Что такое инъектирование грунта
Инъектирование грунта — технология укрепления основания путём нагнетания специальных составов под давлением. Применяется для усиления фундаментов, остановки просадок, гидроизоляции и устранения пустот. Работы без остановки эксплуатации здания.
Перед началом любых строительных работ на участке проводятся инженерно-геологические изыскания. Они позволяют определить типы грунтов, оценить уровень залегания и сезонные колебания грунтовых вод, рассчитать ожидаемую осадку основания под нагрузкой сооружения и выявить другие особенности выбранного участка. Это необходимо для выбора типа фундамента, который должен стать надежной основой для будущего здания.
Если при выполнении инженерно-геологических изысканий были допущены ошибки или несущие конструкции начали разрушаться из-за неучтенных природных и техногенных факторов, здание может частично или полностью обрушиться. Предотвратить аварию на объекте помогает инъектирование грунта.
Признаки ослабления грунтовой основы
Снижение несущей способности основания и/или фундамента может быть связано не только с ошибками в расчетах, но и с применением некачественных строительных материалов, нарушением технологии работ и изменением гидрогеологических условий.
В срочном порядке укреплять грунтовую основу нужно при выявлении следующих факторов, указывающих на изменение свойств грунта:
- Проседание грунта по периметру фундамента. После выполнения инъектирования грунта просевшие участки, как правило, подсыпают по уровню и уплотняют. Для обустройства дренажной системы часто делают дополнительный слой из щебня.
- Нарушение целостности фундаментного основания или стен снаружи, например, на несущих конструкциях появились трещины. Это может быть следствием образования в массиве грунта пустот.
- Регулярные протечки инженерных коммуникаций, расположенных в области фундамента. Это могут быть как внутренние, так и наружные трубопроводы или места их ввода в здание.
- Размывание почвы вблизи здания. Кроме инъектирования грунта, в этом случае часто требуется смонтировать дополнительную дренажную систему. Она помогает своевременно отводить атмосферные осадки и грунтовые воды при сезонном подъеме их уровня.
- Нарушение геометрии здания. Выявление даже малейших отклонений от первоначальных параметров может стать основанием для ограничения или запрета эксплуатации сооружения, поскольку возникает риск его частичного или полного обрушения.
- Трещины на стенах или в полу изнутри подвала либо цокольного этажа. Часто в них из грунта просачивается влага, которая приводит к разрушению любых типов несущих конструкций, включая монолитный бетон и кирпичную кладку.
- Повреждение гидроизоляционного слоя. Если фундаментная основа из бетона постоянно подвержена воздействию влаги и при этом не имеет защиты, то со временем она начнет промерзать и разрушаться, поскольку вода способна проникать даже в самые микроскопические поры. Восстановление гидроизоляции помогает решить данную проблему.
Механическая прочность грунта может снижаться из-за увеличения нагрузок на фундамент в процессе эксплуатации здания. Например, при неправильной перепланировке и достраивании дополнительных этажей, которые изначально не были предусмотрены проектом.
Иногда необходимость в инъектировании грунта возникает после сейсмической активности в регионе или вибрационного воздействия на почву при строительстве другого здания в непосредственной близости.
Какие методики усиления грунта существуют?
Инъектирование грунта – современная методика укрепления слоев почвы и повышения их несущих характеристик, а также (при необходимости) снижения водопроницаемости грунтового массива. Она бывает нескольких разновидностей, в зависимости от используемых для инъектирования составов:
- Цементация. Используется состав на основе цемента и воды (цементное молоко). Усиление цементацией осуществляется за счет нагнетания раствора в грунт с последующим твердением, что увеличивает прочность основания и может уменьшать неравномерные осадки. Цементация применяется для песчаных и лессовых грунтов, а также для трещиноватых массивов (при наличии путей фильтрации).
- Силикатизация. В грунт через инъекторы вводятся силикатные составы (например, на основе жидкого стекла) с применением отвердителей по принятой технологии. В результате образуется гелеобразная/твердая структура, снижающая водопроницаемость и повышающая устойчивость грунта.
- Введение полимерных или синтетических смол. Оптимальный вариант для грунтов, содержащих супеси или суглинки, а также для задач по герметизации трещин и пустот. Смолы способны эффективно связывать частицы и заполнять полости. Скорость их затвердевания после закачки регулируют с помощью специальных присадок.
- Битумизация. Делится на холодную и горячую. В первом случае применяют битумную эмульсию, во втором – расплавленный предварительно битум. Такой метод используют, когда требуется снизить фильтрацию воды в грунте и защитить подземную часть сооружения от подтопления.
- Струйная цементация (Jet Grouting). Метод заключается в формировании цементогрунтовых элементов за счет разрушения и перемешивания грунта струей раствора под высоким давлением. Применяется для создания экранов, завес и усиления основания в сложных условиях.
Каждый из описанных методов усиления требует предварительного проведения инженерно-геологических изысканий. Только на основе их результатов специалисты могут правильно подобрать необходимый состав для укрепления грунта. Кроме того, для выполнения процедуры требуется технологическое оборудование и материалы – буровые установки, насосы, инъекторы.
Технология инъектирования грунта и ее преимущества
Инъекционные составы бывают одно- и двухкомпонентными, оптимальный вариант подбирается индивидуально после обследования участка и конструкций. Бурение скважины, в которую устанавливается инъектор, может выполняться снаружи здания вглубь от поверхности земли, в отмостке или во внутреннем помещении.
Инъектирование грунта используется для решения следующих задач:
- Увеличение несущих характеристик бетонных свай или опор.
- Устранение протечек воды, поступающей из грунта через трещины в фундаменте.
- Исключение возможности активного движения грунтов, включая случаи с повышенным риском сейсмической активности в регионе.
- Временное усиление характеристик слабых грунтов для проведения подземных работ.
- Устройство подпор и откосов для котлованов или разработки открытых выработок.
- Усиление существующих или строящихся фундаментных оснований.
Инъектирование грунта позволяет усилить характеристики несущего основания и продлить срок его эксплуатации, поскольку фундамент получает дополнительную защиту от воздействия влаги. При выполнении работ нужно учитывать требования проектной документации и нормативов, в том числе действующих сводов правил и профильных стандартов.
Среди преимуществ технологии инъектирования грунта:
- Укрепление почвы можно выполнять без выселения жильцов дома или прекращения технологических процессов внутри, если речь идет о промышленных, производственных, офисных зданиях.
- Инъектирование позволяет остановить вымывание пластов почвы грунтовыми водами и заполнить пустоты.
- Технология введения инъекционных составов эффективна при необходимости локального или сплошного упрочнения основания, на котором установлено здание.
- Инъекция растворов в грунт под фундаментом повышает его несущую способность.
- Методика инъектирования подходит для стабилизации и герметизации подземных инженерных коммуникаций.
Инъектирование грунта применяют для большинства типов грунтов, включая сложные, которые указаны в таблице.
| Тип почвы | Свойства и характеристики |
| Подвижные | Содержат песок или супесь. Обычно в них мало глинистых включений. |
| С водоносными пластами | Со временем в такой почве могут вымываться частицы, из-за чего возникают внутренние пустоты. |
| Водонасыщенные | На таких грунтах часто применяются свайные фундаменты. Заболоченные грунты со временем могут проседать. |
| Скальные породы с разорванной структурой | Могут разрушаться в результате сейсмической активности в регионе и выветривания. В результате сдвигов основа теряет прочность. |
Инъектирование грунта не требует привлечения на объект крупной строительной техники, поэтому может выполняться даже в условиях ограниченного пространства. Проводимые работы, как правило, не нарушают целостность сооружений при соблюдении технологии и проектных решений.
Порядок выполнения работ
На подготовительном этапе выполняется обследование участка (по проекту могут применяться динамическое и/или статическое зондирование, контрольные скважины и лабораторные исследования). С его помощью определяется состав грунта и его свойства, а также глубина залегания грунтовых вод. На основе полученных данных разрабатывается проектная документация. В проекте указываются точки для бурения скважин, виды инъекторов (пакеров), состав ремонтной смеси и другие технологические аспекты. К проекту прилагается смета с перечнем работ и материалов.
Работы по инъектированию грунта выполняются в несколько этапов:
Бурение отверстий в грунте. Диаметр и глубина бурения определяются проектом и зависят от задачи и типа основания. Бурение выполняется с помощью специальных малогабаритных установок. Расположение скважин выбирается в соответствии с проектной документацией.
Установка манжетных колонн и инъекторов в скважины. Манжетные колонны представляют собой полые трубки из прочного полимера. Сверху в них монтируются пакеры. Они бывают пластиковые и металлические, съемные и несъемные. Несъемные остаются в отверстии и заделываются, а съемные можно промывать и использовать повторно.
Удаление остатков грунта, попавшего внутрь инъектора в процессе установки. Производится с помощью компрессора путем нагнетания воздуха под давлением.
Подача инъекционного состава с помощью насоса. К пакеру насосное оборудование подключается поочередно. Инъекторы, которые пока не используются, закрываются обратными клапанами. Насосы комплектуются манометрами для контроля давления нагнетания, которое подбирается по проекту в зависимости от типа состава и свойств грунта. При необходимости состав подается дозировано, чтобы обеспечить равномерное насыщение грунта.
Извлечение металлических пакеров (при применении съемных). Если использовались пластиковые несъемные элементы, их обрезают по уровню и оставляют внутри вместе с манжетной колонной.
Герметизация отверстий. Отверстия запечатываются ремонтными/гидроизоляционными составами. После схватывания скважины заделываются и при необходимости засыпаются грунтом.
Контроль качества. Для проверки качества работ могут выполняться контрольные измерения и испытания (например, зондирование по проекту). В отдельных случаях возможно частично компенсировать просадку основания, однако величина эффекта определяется расчетом и технологией.
Иногда для повышения надежности несущих конструкций вместе с инъектированием грунта проводится установка дополнительных вертикальных опор. Для этих задач используются буронабивные или вдавливаемые сваи. Второй вариант подходит для случаев, когда выполнить бурение на участке невозможно. Опоры необходимы для фиксации исходного положения фундамента и предотвращения смещения земляных пластов.
