Цементация грунтов
Цементация применяется как подготовительный этап с целью закрепления грунтов в основании проектируемых зданий и сооружений. Усиление грунтов основания используют для:
- заполнения пустот и каверн в закарстованных породах;
- устройства противофильтрационных завес в качестве гидроизоляции заглубленных помещений.
Цементация грунтов с помощью такой технологии повышает механическую прочность, устойчивость, уменьшает сжимаемость и водопроницаемость дисперсных грунтов.
Следующий вариант использования цементации – крепления откосов в качестве временного мероприятия при проходке подземных выработок.
Технология цементации
Цементация осуществляется инъекционным методом – искусственное целенаправленное преобразование строительных свойств грунтов нагнетанием под давлением цементирующих растворов. Этот метод включает 3 последовательных этапа: бурение инъекционных скважин, далее оборудование скважин перфорированными металлическими трубами и заключительный этап – нагнетание скрепляющих растворов.
Для цементации грунтов бурение скважин производят путем последовательного их сближения, начиная с расстояний, на которых гидравлическая связь между ними в процессе нагнетания растворов практически отсутствует. Бурение очередных зон по высоте одной и той же скважины и нагнетание в них растворов при отсутствии напорных грунтовых вод допускается производить только после окончания цементации предыдущих зон без задержки на время твердения цементного камня в зацементированной зоне. Если есть напорные грунтовые воды, в процессе бурения необходим перерыв на время твердения цементного камня.
В крупнообломочных и песчаных грунтах цементацию проводят с помощью двойного тампона, позволяющего инъектировать раствор зонами по 0,3 – 0,5 м.
В скальных грунтах цементацию проводят следующими способами:
- на всю глубину пробуренной скважины;
- способом «снизу вверх», при этом скважина пробуривается сразу на полную проектную глубину, а нагнетание производится восходящими зонами по 4 – 6 м путем перестановки передвижного тампона, начиная с кровли нижней зоны;
- способом «сверху вниз», при этом скважина разбуривается на глубину первой зоны (4-6 м) и после ее цементации бурится следующая, и так до проектной глубины. Тампон устанавливают в кровле очередной зоны только до глубины, позволяющей применять высокое давление без опасных деформаций вышележащей толщи грунта.
Определение вида цементной смеси
Стабилизация грунтов таким методом требует особого подхода к используемой смеси. Ее вид определяется после лабораторных испытаний с определением сроков схватывания и твердения. Физико-механические свойства цемента, предназначенного для приготовления цементационных растворов, должны быть проверены для каждой партии цемента, независимо от паспортных данных. Качество цементационных растворов контролируется лабораторией.
Использование других скрепляющих растворов
Инъекционное закрепление может быть осуществлено с использованием не только растворов на основе цемента. Могут быть использованы растворы на основе силиката натрия (силикатизация) или карбамидных смол (смолизация). Параметры закрепления определяются на стадии проектирования на основании данных инженерно-геологических исследований.