Усиление и стабилизация грунтов
Усиление и стабилизация грунта является процессом улучшения его характеристик для того, чтобы повысить его устойчивость. Данный способ широко используются в добывающей промышленности, строительной области, при проектировании, а также в других сферах, где нужно обеспечить прочность и устойчивость конструкций, которые возводят на нестабильных почвах.
цели работ:
- Улучшение несущей способности грунтов относят к основной задаче их укрепления и стабилизации. Почва после усиления должна выдерживать достаточно высокие нагрузки на растяжение, сдвиг и сжатие;
- Меньшая деформация. После усиления грунты меньше сжимаются и просаживаются при воздействии высоких нагрузок, что крайне важно для того, чтобы сооружения были устойчивыми;
- Недопущение эрозии. На открытом грунте усиление связывает частички почвы, обеспечивая ее защиту от размывания;
- Обеспечение водонепроницаемости. Отдельные способы стабилизации грунта дают возможность не допустить попадания влаги и предотвратить разрушение основания постройки;
- Обеспечение контроля при сезонных изменениях. Усиление грунта сводит к минимуму отрицательные последствия, возникающие в результате сезонных изменений, например, промерзания, высыхания и пучения.
При достижении перечисленных выше целей можно считать, что основание надежное, прослужит длительное время и повысит безопасность конструкций при их эксплуатации.
Есть несколько способов усиления грунтов и их стабилизации. Их можно использовать по отдельности или комбинировать.
- К стабилизации механическим способом относятся процесс уплотнения грунта, чтобы повысить показатели его прочности. Есть ряд самых распространенных технологий:
- Трамбовка. Процесс уплотнения с помощью вибрационных установок либо трамбовок;
- Прокатывание. Грунт укатывают катками либо валиками;
- Вибрационное уплотнение. Используя глубинные вибраторы, вибрационные колебания передаются в грунт.
Данные способы показали свою эффективность на связных грунтах, однако их можно использовать и на несвязных грунтах.
- Добавка вяжущих материалов. Укрепление грунта таким способом дает возможность улучшить его свойства. Для этого чаше всего применяют:
- Цемент. Он делает почву водонепроницаемой и более прочной;
- Известь. Она понижает чувствительность к влаге и способствует повышению пластичности;
- Битум. Он обеспечивает водонепроницаемость грунта;
- Стабилизация армирующими конструкциями. При использовании этого способа в грунт вводят армирующие конструкции:
- Геосинтетику (решетки, текстиль, сетки);
- Фиброволокно (из полипропилена, стали и стекловолокна);
Армирующие конструкции не допускают перемещения грунта, его сдвигов, обеспечивая при этом высокую прочность.
Чтобы выбрать определенный способ либо их комбинацию, необходимо знать тип грунта, планируемые нагрузки, а также условия эксплуатации.
Материалы, используемые для укрепления грунта
Для укрепления грунта применяют разные материалы (их выбор определяется способом укрепления).
- Самым распространенным вяжущим материалом для укрепления грунта является цемент. Образуя прочные соединения, он существенно повышает несущую способность почвы. Чаще всего применяют портландцемент с добавками, которые регулируют период схватывания;
- Чтобы укрепить глинистый грунт, обычно используют известь, которая бывает негашеной и гидравлической;
- Вяжущие вещества на основе битума. Это эмульсионный и жидкий битум, а также асфальт. Их применяют, чтобы укреплять грунты, где преобладают гравий и песок. При их использовании почва становится прочной на сдвиг и водонепроницаемой;
- Геосинтетика. Это разные геосинтетические изделия, к которым относятся геосетки, геотекстиль и георешетки. Их используют, чтобы проводить армирование грунта. Они препятствуют перемещению частичек грунта и способствуют повышению его прочности на растяжение;
- Добавление химических веществ. К их числу в основном относятся полимеры и силикаты. Они дают возможность придать грунту специфические свойства, учитывая при этом определенные требования проекта.
Выбирая материалы, следует учитывать тип грунта, его свойства, экономические моменты и экологическую безопасность. При грамотном выборе материалов результат укрепления и стабилизации грунта будет положительным.
К областям, в которых укрепление грунта получило широкое применение, можно отнести следующие:
- Строительство дорог. Грунт нуждается в стабилизации для укрепления основ железных и автодорог. При этом у дорожного полотна повышается несущая способность, улучшается водоотведение, не образуются просадки. Как результат, у дорожного покрытия увеличивается период эксплуатации;
- Укреплять грунт иногда просто необходимо при возведении фундаментов зданий на проблемных грунтах. В результате стабилизации нагрузка распределяется более равномерно, снижается усадка и деформирование строений;
- Укрепление покрытия аэродромов. На такие покрытия ложится очень большая нагрузка, поэтому основания взлетно-посадочных полос должны быть не только исключительно прочными, но и стабильными;
- Сооружение полигонов для захоронения отходов. Усиление грунта повышает их прочность и водоустойчивость;
- Ландшафтный дизайн. В этой области грунт необходимо стабилизировать, чтобы не допустить эрозии и укрепить склоны.
Кроме того, грунт необходимо укреплять при строительстве гидротехнических сооружений: дамб, плотин, а также в других случаях.
Для укрепления и стабилизации грунтов профессионалы рекомендуют использовать состав «Кальматрон-Инжект». Он инъектируется в грунт способом гидроразрыва. Помимо высокой прочности, материал отличается устойчивостью к коррозии.