Что такое силикатизация фундаментов

Силикатизация грунтов

При строительстве или реконструкции зданий на непрочных грунтах, песчаниках с коэффициентом фильтрации до 80 м/сутки, лессах, склонных к присадке, для закрепления основания используют разные способы химического инъектирования. Востребованным способом стала силикатизация грунта, которая обеспечивает высокие прочностные показатели основания, повышает его несущую способность.

Принцип силикатизации заключается в нагнетании в подготовленную скважину жидкого стекла — силиката, которое переходит в твердое состояние под воздействием отвердителей — кислот, солей, углекислого газа. В результате воздействия на грунт получают плотную окаменевшую массу, которая обладает гидроизоляционными свойствами, гарантирует защиту от проседания фундамента.

Выделяют три разновидности технологии, которые используются для укрепления разных почв:

Для усиления мелкопесчаных почв, средних песков и скальных пород с трещинами используют метод однорастворной силикатизации. Силикат нагнетают в скважину или подготовленные отверстия единым раствором с отвердителем. Это дает быстрый, но надежный результат, показатели прочности грунта во много раз возрастают

При повышении прочностных показателей лессовых оснований применяют двухрастворный способ — в подготовленную скважину сначала нагнетают жидкое стекло, после начинают воздействовать на него хлористым кальцием. В результате химической реакции в почве образуется гель кремниевой кислоты, который набирает особую прочность в течение 24 часов, а затем полностью отвердевает на протяжении 3 месяцев. Особенностью метода является химическая реакция, схожая с образованием песчаников естественным путем

Для закрепления и упрочнения средних или крупных песчаников используется газовая силикатизация. Она заключается в нагнетании силиката в скважины с дальнейшим воздействием на них подаваемого углекислого газа

Источник

Метод силикатизации грунтов

Способ силикатизации грунтов применяется для закрепления сухих и водонасыщенных песков, просадочных макропористых грунтов и некоторых видов насыпных грунтов.

Закрепление грунтов силикатизацией вначале широко применялось для усиления оснований деформированных зданий и сооружений. В последние годы, несмотря на высокую стоимость, этот метод также находит применение при закреплении грунтов оснований различных зданий и сооружений. Технология закрепления грунтов этими методами проста и доступна, не требует использования сложного оборудования, достаточно апробирована в вышеуказанных грунтовых условиях.

Силикатизация грунтов технология

Силикатизация – это метод, при котором под подошву фундаментов погружают инъекторы из стальных перфорированных труб диаметром 19–38 мм, через которые производится нагнетание раствора жидкого стекла под давлением 0,3–0,6 МПа.
Сущность метода заключается в том, что в массив закрепляемого грунта через специальные перфорированные трубы (инъекторы) нагнетается раствор силиката натрия (жидкого стекла) и некоторых других химических реагентов, в результате чего образовывается гель кремниевой кислоты, который цементирует частицы грунтов и значительно повышает их прочность.

Способы силикатизации

Метод силикатизации реализуется тремя способами: двухрастворным, однорастворным и газовым. Применение того или иного способа закрепления определяется коэффициентом фильтрации и необходимой прочностью закрепляемого грунта. Около одного инъектора закрепляется столб грунта радиусом 0,3–1 м. Грунт в пределах необходимого объема закрепляют, размещая инъекторы в шахматном порядке (двухрастворный метод).
В практике применяются однорастворный и двухрастворный способы силикатизации. Двухрастворный способ используется для закрепления грунтов с коэффициентом фильтрации kf = 2…80 м/сут, а однорастворный для грунтов с коэффициентом фильтрации kf
Основные положения и требования по технологии закрепления, применяемого оборудования и проектирования закрепленных силикатизацией и синтетическими смолами массивов грунтов достаточно широко освещены в научно-технической и нормативной литературе.

Источник

Силикатизация грунтов — один из способов улучшить их прочность и повысить надежность

Во многих сферах, но больше всего в строительстве, очень важны и нужны надежные прочные грунты. Это гарантия, что любое сооружение, начиная от частного дома и заканчивая крупным производственным цехом, будет сохранять свою целостность многие десятилетия. К сожалению, не всегда место, отведенное под строительство, является стабильным. Нахождение близко к поверхности подземных вод заболачивает грунт, делает его непригодным для возведения даже небольших построек.

Методы закрепления грунта

Существует несколько способов стабилизировать грунт, закрепить его, уменьшить сжимаемость и повысить прочность. Один из них — увеличить сцепление между частицами, не нарушая структуру почвы. Самые популярные методы:

1. Глинизация почвы.
2. Силикатизация грунтов.
3. Цементация.
4. Термизация.
5. Электрохимизация.

Выбор конкретного метода зависит от типа почвы. Чаще всего для укрепления грунта используется именно силикатизация как самый простой вариант решения столь серьезного вопроса. Что это за способ, в чем его преимущества и особенности? Об этом — далее.

Силикатизация грунтов

Важная деталь: не подлежат силикатизации почвы, пропитанные нефтепродуктами или смолами.

С помощью данного метода можно укрепить как водонасыщенные почвы, так и сухие пески, микропористые просадочные и другие виды насыпных грунтов. Технология силикатизации грунтов очень проста: чтобы сделать почву более надежной и прочной, в нее нагнетают определенное вещество. Оно цементирует в грунте поры, благодаря чему связь между частицами повышается и почва становится намного прочнее.

На песчаных почвах и лессах применяется обычно однорастворный метод. Если песчаные грунты насыщены влагой или являются плывунами, изменить их состояние можно только при помощи двухрастворного способа силикатизации. Закрепить грунты силикатизацией можно только в том случае, если основание имеет коэффициент фильтрации 3-78 м/сутки.

В чем особенность? Особенность силикатизации грунтов в том, что, проникая в грунт, вещества обволакивают мелкие компоненты, склеивая и связывая их. Чтобы выполнить весь процесс, в грунте готовят отверстия или бурят скважины. После этого подготавливают в нужном объеме раствор и через инъекционные насосы закачивают его в почву.

Однорастворная силикатизация

На пылеватых песках и других видах нестабильных почв применяют именно однорастворный метод силикатизации грунтов. Для этого в почву нужного участка земли подают раствор жидкого стекла, смешанного с серной или фосфорной кислотой.

На заметку: ранее еще одним компонентом мог служить сернокислый аммоний. Но он был запрещен новыми правилами экологических служб.

После однорастворной силикатизации почва становится более стабильной, но ее прочности недостаточно для возведения крупных сооружений.

В качестве стабилизирующего вещества может служить и одно жидкое стекло. Такой вариант применяют на лессовых посадочных грунтах. Между жидким стеклом и водорастворимыми солями грунта происходит реакция, в результате чего образуется гель.

Двухрастворный способ

Двухрастворная силикатизация грунтов отличается от предыдущего варианта тем, что выбранные компоненты нагнетают в почву не одновременно, а поочередно: сначала жидкое стекло, а затем хлористый кальций. После химической реакции образовывается новое вещество. Это – гель кремниевой кислоты. Его главное качество – интенсивное затвердевание, которое осуществляется на протяжении первых суток. Далее скорость затвердевания значительно уменьшается, и оно заканчивается через 80-90 дней. За это время прочность почвы значительно увеличивается и достигает показателя не менее 4,5 МПа.

Главные особенности двухрастворного способа

Силикатизация грунтов данным методом имеет свои достоинства и недостатки. Неоспоримые преимущества:

1. Возможность закрепить грунт на достаточно большом радиусе от скважины.
2. Отсутствие необходимости использовать специальную технику, сложное оборудование.
3. Возможность существенно улучшить качество грунта.

К сожалению, имеют место и недостатки, но их немного:

1. Дороговизна – химические компоненты стоят не дешево.
2. Процесс затвердевания происходит достаточно долго.

Когда рекомендована силикатизация?

Закрепление грунтов силикатизацией рекомендуется в следующих случаях:

1. При строительстве автотрасс.
2. При возведении производственных, складских и офисных помещений, частных домов, инфраструктурных и других объектов.
3. При прокладывании железнодорожных путей сообщения.
4. При строительстве гидротехнических сооружений.
5. Когда необходимо уплотнить лессовые почвы.
6. Для укрепления выработанных грунтов и т.д.

Применение двухрастворного способа гарантирует прочность почвы, благодаря чему здания и другие сооружения не будут подвергаться усадкам, трескаться или крениться.

Что дает силикатизация почвы?

Силикатизация грунтов позволяет:

1. Увеличить несущую способность почвы под основаниями фундаментов сооружений и зданий.
2. Уплотнить разуплотненные почвы, усилить ее во время проведения ремонта фундамента под зданиями и сооружениями.
3. Уплотнить грунт основания в тех случаях, когда планируется прокладка инженерных коммуникаций или их ремонт. Рекомендуется проводить данную процедуру на разуплотненных грунтах и при разработке котлованов.
4. Устранить или предотвратить непрогнозируемую усадку оснований на разуплотненных грунтах.
5. Укрепить откосы котлованов.
6. Устроить противофильтрационный завес.
7. Устранить крен аварийного здания или сооружения.

Источник

Силикатизация грунтов

Силикатизация грунтов — один из самых распространенных в настоящее время химических методов закрепления слабых и просадочных оснований в строительстве. В зависимости от конкретных условий площадки используются различные способы силикатизации грунтов: одно- и двухрастворные, газовые, электросиликатизация и некоторые другие.

К наиболее простым и востребованным технологиям относятся:

• однорастворная силикатизация;
• газовая силикатизация.

Однорастворная силикатизация грунтов

Автором метода однорастворной силикатизации является доктор технических наук Аскалонов В. В., впервые применивший его в 1946 году для стабилизации структурно-неустойчивых грунтов. Эффект закрепления наступает в результате химической реакции, протекающей между частицами слабого грунта и раствором силиката натрия, нагнетаемого в грунт под давлением.
В результате реакции образуется аморфное вещество, гидрат окиси кальция, обладающее значительной удельной площадью поверхности и способное к адсорбции различных элементов. При этом силикат натрия вступает во взаимодействие с карбонатом кальция и рядом других солей, содержащихся в грунте. Итогом этих реакций является образование гелиевой пленки кремниевой кислоты на агрегатах грунта.

Как происходит закрепление грунтов силикатизацией

В процессе нагнетания, водный раствор силиката натрия, имеющий небольшие показатели вязкости и плотность порядка 1,13-1,3 г/см 3 , проникает между частицами слабого лессового грунта. Стабилизация последнего достигается за счет связывающей гелиевой пленки кремниевой кислоты, которая образуется в результате реакции между солями грунта и силикатом натрия.
Химический метод позволяет устранить просадочные свойства грунта, повысить его несущую способность, прочностные характеристики и водонепроницаемость. Вследствие того, что емкость катионного обмена лессов увеличивается в щелочной среде, закрепление грунтов, в первую очередь, происходит посредством реакции катионов кальция из частиц грунта с натрием из нагнетаемого раствора.
Максимальное значение предела прочности грунта в закрепленном состоянии зависит от его физико-механических свойств, активности, ряда других характеристик, и может достигать 2,5 МПа.

ПроектДон — это компания, выполняющая укрепление грунтов силикатизацией и имеющая значительный опыт работы в южных регионах России со сложными инженерно-геологическими условиями. Узнать стоимость работ и получить исчерпывающие консультации можно по телефону 8(961) 295 28 55.

Источник

Техноблог

Как надежный способ укрепления непрочных грунтов в строительстве успешно применяется метод силикатизации. Данный способ можно использовать как под уже возведенными фундаментами, так и под еще строящимися зданиями. Наиболее часто сфера применения этого способа распространяется на почву с высоким содержанием песка, где коэффициент фильтрации исчисляется 0,5 – 80 м/сут. Также силикатизация может применяться и на лессовых просадочных почвах, характеризующихся коэффициентом фильтрации в 0,2 – 2,0 м/сут.

Сама суть указанного метода заключается в достижении окаменения грунта при помощи специального химического вещества. После заливания гелеобразного раствора в обозначенном месте происходит его постепенное затвердевание, в результате чего получается плотная структура грунта. Укрепленная таким образом почва не поддается воздействию воды и способна выдержать большие нагрузки.

В чем заключается процесс силикатизации?

Для связки мелких компонентов грунта используют специальное вещество, обладающее способностью склеивать их. После приготовления вещества в нужном объеме его закачивают в грунт через подготовленные заранее отверстия либо через пробуренную скважину.

В зависимости от вида грунта и способа внедрения состава отличают два способа силикатизации.

Однорастворный

Этот способ используется в почве с содержанием мелко и среднезернистого песка, коэффициент фильтрации которого колеблется от 0,5 до 20 м/сут. При этом способе раствор вводится в виде единого вещества, в результате чего прочность грунта во много раз улучшается.

Двухрастворный

Данный способ заключается в последовательном введении в грунт сначала жидкого стекла, а затем хлористого кальция. В результате химической реакции, происходящей непосредственно в почве, образуется гель кремниевой кислоты. Вначале затвердевание происходит в течение первых 24 часов очень интенсивно, затем несколько снижается. Полностью почва затвердевает по истечении 3 месяцев, повторяя процесс естественного образования песчаников. Показатель прочности грунта на сжатие при этом достигает до 4-5 МПа.

Главные особенности метода

Как и любой другой вид строительной деятельности, способ силикатизации имеет определенные плюсы и минусы. К неоспоримым достоинствам этого метода относят:

— возможность использования несложного оборудования, которое предполагает отсутствие специальной техники;
— существенное улучшение качества грунта;
— достаточно большой радиус закрепления грунтов относительно скважины – до одного метра.

Если говорить о недостатках этого способа, то их значительно меньше, однако они имеют все-таки некоторое значение, а именно:

— дороговизна химических компонентов;
— достаточно длительный процесс затвердевания.

В каких случаях рекомендована силикатизация?

Как уже было сказано, укрепленные при помощи такого метода грунты обладают водонепроницаемыми свойствами, поэтому не поддаются вымыванию. В связи с этим наиболее оптимальной силикатизация является при возведении гидротехнических сооружений. Кроме этого, данный способ хорош и при укреплении выработанных грунтов, а также для уплотнения лессовых почв. Здания, построенные на грунтах с таким укреплением, не будут подвержены просадкам и кренам.

Для того чтобы все-таки несколько уменьшить затратную часть данной технологии, современные разработчики предложили несколько видоизмененный способ укрепления грунтов. Метод Uretek deep injection предусматривает введение другого состава геополимерного типа. Закачивая его в пустоты и поры грунта, можно добиться отличного эффекта, в результате основание не будет проседать. Таким методом на данный момент уже пользуются строители в более чем 80 странах мира.

Источник