При реконструкції будівель і будівництві нових споруд часто виникає проблема слабкого грунту. Така підстава може не витримати навантажень від споруди. У цій статті мова піде про різні методи його зміцнення.
У цій статті під терміном «грунт» ми маємо на увазі той шар землі, на який безпосередньо передається навантаження від розташованих на ньому будівель або інших елементів ландшафту.
Всі види грунтів класифікуються на дві великі групи. Це стабільні та нестабільні грунти.
Якщо грунт стабільний, то вести будівництво на ньому можна без виконання великого обсягу підготовчих робіт. Такий грунт має високу міцність і містить у своєму складі невелику кількість води.
Для будівництва на нестійких грунтах ще до початку виконання робіт потрібно зміцнити грунт. Для цього використовуються різні технології. У цій статті ми далі розглянемо способи зміцнення нестабільних грунтів.
Механічне зміцнення
В цьому випадку для ведення будівельних робіт грунт зміцнюється за рахунок занурення в нього міцних паль або установки подушки з щебеню, збільшення міцності ґрунту при його ущільненні трамбівками.
Використання залізобетонних паль
В цьому випадку в грунт до зіткнення з його щільними шарами занурюються міцні залізобетонні палі. При цьому розрахунки механічної міцності конструкції повинні ґрунтуватися на тому, що навантаження на палю передається вертикально. Опору на грунт паля отримує за рахунок опори своїм торцем і тертя об стінки свердловини її бічними поверхнями. За способом занурення палі поділяють на набивні, буронабивні палі і вдавлення. Для використання такої технології зміцнення необхідно використання дорогого обладнання та спеціальна організація будівельного майданчика для ведення робіт.
Грунтові палі
Такі опори можна сформувати усередині ґрунту при заповненні пробурених в ньому свердловин міцною сумішшю. При засипанні в свердловину ця суміш періодично трамбується. За рівнем міцності конструкція в цьому випадку схожа на залізобетонні палі, але простіше в монтажі і помітно дешевше.
Подушки з грунту
Такий спосіб зміцнення підходить при необхідності отримання міцної опори для будівлі на невелику глибину. У цьому випадку сама подушка трамбується віброплитами або трамбівками. У разі використання деяких видів ґрунтів при трамбування виконується їх зволоження.
Струменевий цементація
У цьому випадку розчин подається в грунт під високим тиском із спеціальної труби. Технологія дозволяє успішно зміцнювати грунт під уже побудованими будівлями. Часто такий метод використовується для компактного ущільнення. Сама струмінь подається вертикально або під нахилом. Так як роботи виконуються без шуму і з великою швидкістю, метод широко використовується в густонаселених районах.
Цементація
Ця технологія підходить для вологих грунтів. У грунт опускається бур зі штангою. Та розчин цементу подається під тиском, при цьому відбувається його перемішування. Метод порівняно дешевий і добре себе зарекомендував.
Зміцнення грунту при будівництві доріг
При цьому грунт зміцнюється комбінованими способами. При цьому роботи ведуться на великій площі. Підстава грунту може мати різний склад. В роботі комбінуються з механічними способами кріплення.
Використання природних гранул
Для зміцнення часто використовуються природні гранули. Це може бути щебінь, гравій або інші міцні грунти. Цей спосіб відносно недорогий. До того ж він екологічно безпечний. Для змішування гранул з грунтом використовується спеціальне обладнання.
Зміцнення мінеральними в’яжучими
В цьому випадку використовується давно відпрацьований варіант – вапнування грунту. У разі застосування цього способу він успішно показав себе на грунтах з глини. При цьому різко зменшується його пластичність. Недоліком цього способу є низька стійкість до морозу. Використовується при прокладанні доріг та подібних роботах.
Застосування органічних речовин
В цьому випадку використання технології схожа на роботи в попередньому випадку, але використовуються органічні речовини. Найчастіше це бітум або емульсії на його основі.
Недоліками такого способу зміцнення є дорожнеча бітуму і шкоди для екології. Тому від використання цього способу тимчасово відмовилися.
Меліорація і осушення
При зниженні вмісту вологи стабільність грунту обов’язково зростає. Будь-які способи зниження концентрації вологи в грунті знижує його рухливість.
Зміцнення термічним способом
Такий спосіб виявився вдалим для зміцнення глинистого грунту. При його використанні в грунті буряться свердловини. У свердловини опускаються труби з отворами. У ці труби відбувається нагнітання розпеченого газу. В цьому випадку відбувається випаровування вологи і спікання грунту в міцні агломерати. Нагрівання таких газів може виконуватися із застосуванням місцевого палива. В якості робочого варіанту використовуються дрова.
Зміцнення хімічним методом
Серед різних видів зміцнення таким способом використовується метод силикатирования. У цьому випадку грунт перемішується механічним способом з рідким склом. Отримана суміш нагнітається в глибину. В результаті після тужавіння реагентів виходить міцне тверду основу. До недоліків такого виду зміцнення відноситься нерівномірність або швидке затвердіння. Також подібне зміцнення не завжди витримує морози. Склад реагентів для такого зміцнення вибирається в залежності від складу грунту.
Електрохімічний та електричний способи
Такі варіанти зміцнення використовуються для зневоднення. При цьому використовується технологія електроосмосу. Для прискорення руху води в ґрунті в нього додаються певні хімічні реагенти.
Такі операції вимагають великих витрат електроенергії. При цьому саме устаткування нескладне. Таким способом можна відводити грунтові води від фундаментів вже зведених будинків.
Армування грунту
Тут для зміцнення використовується армування ґрунту із застосуванням полімерних сіток. Також іноді застосовується сталева сітка з захистом від корозії. Успішно використовується при зміцненні берегів, створення штучного ландшафту.
Армування із застосуванням георешітки
На грунт встановлюється конструкція з полімерних стрічок у вигляді сот. Вона зверху засипається ґрунтом. Далі відбувається банальний полив водою – при цьому грунт зміцнюється. Для надійної експлуатації товщина шару ґрунту повинна бути 10-25 див.
Застосування геотекстилю
Цей матеріал дає можливість зміцнення поверхні. Полімерне полотно дає можливість просочуватися через себе вологи, але не дає змішуватися різні шари грунту. Також протистоїть механічним зусиллям. Таку технологію використовують при дорожньому будівництві і комунальному господарстві.
Застосування геосітки
Такий матеріал успішно використовується разом з іншими методами зміцнення для протистояння розтягуючим напруженням.
Трава, як зміцнюючий компонент
Якщо просто на схил посіяти газонну траву, то після її проростання схил захищений від осипання. До переваг цього способу належить його екологічна безпека. Часто цей спосіб комбінується з механічним, що дає відмінні результати.
Площі, засіяні травою, можуть одночасно використовуватися для створення оригінальних ландшафтів.