Укрепление грунтов

Укрепление грунтов комбинированной инъекцией или смешанным укреплением

Технология укрепления грунтов комбинированной инъекцией или смешанным укреплением заключается в том, чтобы одновременно или последовательно подавать в грунт два разных состава: водоцементный раствор (минеральное вяжущее) и минеральную смолу (органоминеральная смолизация). Это позволяет решать сразу несколько задач: уплотнить структуру грунта, повысить несущую способность и часто — создать водонепроницаемый барьер. При этом надо понимать, что «одновременная подача» в данном случае — не просто смешивание в одном баке перед нагнетанием, а оба состава подаются по отдельным рукавам в один инъектор или в одну скважину, и смешивание происходит уже в самом грунте или в зоне инъекции за счёт давления и времени.

Последовательность работ

Подготовка. Сначала проводят инженерно-геологические изыскания: изучают структуру грунта, его пористость, трещиноватость, уровень грунтовых вод. На основании полученных материалов изысканий, подбирается состав растворов и режим нагнетания.

Бурение скважин. В грунте бурят инъекционные скважины до проектной глубины. При необходимости стенки стабилизируют (например, обсадными трубами).

Установка оборудования. В скважины монтируют инъекторы или манжетные колонны: перфорированная труба с резиновыми манжетами, которая позволяет изолировать отдельные участки скважины, чтобы последовательно нагнетать разные растворы (цементный и органоминеральный) в разные интервалы.

Приготовление растворов. Готовится водоцементный раствор (строго контролируя водоцементное отношение — от этого зависят текучесть и прочность будущего камня) и отдельно — компоненты органоминеральной смолы (например, на основе жидкого стекла и полиизоцианата). По необходимости в смолу добавляют адсорбенты (мПАВ — магнитные полиградиентные активаторы воды), чтобы между фазами нагнетания компонентов сформировать в массиве более сложную, армирующую структуру, а не просто заполнить поры сплошным слоем.

Нагнетание. Компоненты подают под контролируемым давлением, синхронизируя подачу, чтобы успеть «поймать» момент, когда вязкость смеси ещё позволяет ей проникнуть в грунт, но при этом уже начинается процесс гелеобразования или полимеризации. По необходимости применяют ступенчатое повышение давления.

Контроль и оценка. В процессе проведения работ контролируется расход, давление, время выдержки. После набора прочности проводят контроль: отбирают керны, выполняют штамповые испытания, ультразвуковое просвечивание, чтобы убедиться, что грунт действительно укреплён.

Преимущества метода

Метод укрепления грунтов комбинированной инъекцией или смешанным укреплением имеет следующие преимущества:

• Цементация заполняет крупные поры и трещины, связывает частицы грунта, повышая несущую способность и водонепроницаемость.
• Органоминеральная смола благодаря своим свойствам (низкая вязкость, способность к объёмному расширению при отверждении) может проникать в мелкие поры, труднодоступные для одного цемента, и создавать более сложную, армирующую структуру.

При этом получается комбинированный эффект: и жёсткая цементная матрица, и эластичная полимерная прослойка.

Выполняя работы по этому методу (укрепления грунтов комбинированной инъекцией) необходимо учитывать соотношение компонентов и режима нагнетания, которое зависит от типа грунта (пески, супеси, глинистые грунты, трещиноватые скальные породы). При этом необходимо учитывать: время гелеобразования или полимеризации смолы, чтобы успеть закачать нужный объём до начала схватывания. Для раздельной подачи компонентов и контроля параметров требуется точное оборудование.

Для укрепления грунтов методом комбинированной инъекции применяются готовые сухие смеси на цементной основе с модифицирующими добавками «КОНКРИТЕК» («КОНКРИТЕК ИНЖ ГБСС» и «КОНКРИТЕК КДСЦ» по назначению) и органоминеральная смола «КОНКРИТЕК ИНЖ Flex».