Когда усиливать грунт, а когда фундамент
Это первый вопрос, и отвечает на него обследование: шурфы, зондирование, пробы грунта, геодезия осадок. Если фундамент цел, а осадки идут из-за слабого, замоченного или просадочного грунта, пустот, утечек из коммуникаций — усиливаем основание. Если разрушается тело фундамента, недостаточна площадь подошвы или нагрузка выросла кратно — нужно усиление фундамента: обоймы, уширение, сваи. Нередко требуется и то и другое, но порядок всегда один: сначала стабилизировать основание, потом усиливать конструкцию над ним.
| Что наблюдается | Вероятная причина в основании | Что делаем |
|---|---|---|
| Неравномерная осадка отдельных колонн, трещины в стенах по лестнице | Слабый или неоднородный грунт, замачивание, локальное разуплотнение | Цементация или полимерная инъекция под подошвой, стабилизация осадки |
| Просадка полов склада, «провалы» под стеллажами | Недоуплотнённая обратная засыпка, вымывание мелких фракций, пустоты | Тампонирование пустот, уплотняющая инъекция под плиту пола |
| Крен подкранового пути, расстройство рельсов | Осадка фундаментов колонн крановой эстакады | Закрепление грунта под фундаментами, при необходимости — совместно с усилением подкрановой балки |
| Осадка после строительства рядом, прокладки коммуникаций, откачки воды | Изменение гидрогеологии, вынос грунта, разгрузка основания | Струйная цементация, устройство противофильтрационных завес, стабилизация |
| Растёт нагрузка: новое оборудование, надстройка | Несущая способность грунта недостаточна для новой нагрузки | Повышение несущей способности основания закреплением + поверочный расчёт фундамента |
Методы закрепления грунтов: что применяем и в каком случае
Цементация
Нагнетание цементных и цементно-песчаных растворов через инъекторы в скважины под подошвой или рядом с фундаментом. Работает в крупнообломочных, гравелистых и песчаных грунтах, в трещиноватых скальных, в насыпных с пустотами. Отдельный типовой приём — цементация контакта «фундамент–грунт»: заполнение зоны разуплотнения непосредственно под подошвой, где грунт со временем отходит от бетона, а фундамент начинает работать на меньшую площадь.
Струйная цементация (jet grouting)
Струя цементного раствора под высоким давлением размывает и одновременно перемешивает грунт, образуя грунтоцементные колонны заданного диаметра. Метод не зависит от фильтрационных свойств грунта и работает в суглинках и глинах, где обычная цементация бессильна. Струйная цементация грунтов применяется для усиления оснований под колоннами, устройства ограждений котлованов рядом с существующими зданиями, противофильтрационных завес. Требует буровой установки и места для неё, поэтому внутри низких помещений возможности ограничены.
Силикатизация и смолизация
Химическое закрепление: растворы силиката натрия или синтетических смол с отвердителем нагнетаются в песчаные и лёссовые грунты и превращают их в камневидную массу. Применяется там, где нужна высокая проникающая способность состава в мелкие поры — пески, просадочные лёссы. Требует лабораторного подбора рецептуры под конкретный грунт.
Полимерные составы
Двухкомпонентные полиуретановые и другие расширяющиеся смолы: быстрый набор прочности, работа в обводнённых грунтах, минимальный диаметр скважин. Хороши для стабилизации осадок под плитами полов и локального уплотнения без остановки эксплуатации. Ограничение — стоимость материала и требование строго контролировать объём нагнетания, чтобы не приподнять конструкцию больше расчётного.
Как считаем и по каким нормам
Основания рассчитываем по СП 22.13330.2016, закрепление грунтов проектируем по СП 45.13330.2017. Исходные данные — инженерно-геологические изыскания: если старых отчётов нет или им больше нескольких лет, выполняем зондирование и отбор проб. Проект закрепления задаёт схему скважин, глубину, состав и расход раствора, давление нагнетания и требуемые характеристики закреплённого массива. Поверочный расчёт фундамента по новым характеристикам основания входит в проект усиления.
Порядок работ на действующем объекте
- 1
Обследование основания
Шурфы у фундаментов, динамическое или статическое зондирование, пробы грунта и воды, нивелирование осадок по маркам, поиск утечек из коммуникаций.
- 2
Проект закрепления
Выбор метода, схема и глубина скважин, расчёт объёмов, требования к контролю. Согласование с режимом цеха: где можно бурить, в какие часы.
- 3
Инъекционные работы захватками
Бурение через пол или через фундамент малогабаритными установками, нагнетание с контролем давления и расхода, наблюдение за осадочными марками в реальном времени.
- 4
Контроль результата
Контрольное зондирование, отбор кернов закреплённого грунта, штамповые испытания на ответственных объектах, повторное нивелирование.
- 5
Документы
Исполнительная схема скважин, журналы нагнетания, протоколы испытаний, акты скрытых работ; при необходимости — мониторинг осадок после завершения.
Стабилизация осадки колонн цеха цементацией
Примерно такой: неравномерная осадка ряда колонн и расстройство подкранового пути, причина — замачивание основания утечкой из водопровода. Устранение утечки, цементация грунта под фундаментами колонн изнутри цеха, повторное нивелирование через несколько месяцев показало стабилизацию.
Что нужно от партнёра: У партнёра: объект, метод, число скважин и объём раствора, сроки, графики осадок до и после.
Стоимость усиления грунтов: от чего зависит
Считают по объёму закрепляемого массива и расходу материала, а не по площади здания. Ключевые факторы: метод (цементация дешевле струйной, полимеры дороже за литр, но их нужно меньше), тип грунта и его поглощающая способность, глубина и число скважин, стеснённость (работа изнутри низкого помещения дороже открытой площадки), необходимость водопонижения и изысканий. Точный объём раствора до начала работ известен приблизительно — поэтому в договоре фиксируем цену за единицу и порядок учёта фактического расхода.
У партнёра: какие методы выполняются своими силами, а какие с субподрядом (струйная цементация, силикатизация), применяемые составы, ориентиры цены за скважину или за куб закреплённого грунта, минимальный объём выезда.
Вопросы, которые задают перед заказом
Можно ли усилить грунт под фундаментом без откопки и остановки цеха?
Чем цементация грунтов отличается от струйной цементации?
Как проверить, что грунт действительно закреплён?
Поможет ли закрепление грунта, если фундамент уже треснул?
Можно ли повысить несущую способность грунта под новое оборудование?
Пришлите графики осадок или фото трещин и план фундаментов
Инженер скажет, где проблема — в грунте или в фундаменте, и какое обследование нужно, чтобы принять решение.
Подтвердить у партнёра: наличие собственного бурового и инъекционного оборудования, допуски на работы по закреплению грунтов, партнёрская геологическая организация для изысканий и лаборатории.