Укрепление грунта цементом технология

Обновлено: 17.04.2024

Цементогрунт – это смесь для уплотнения оснований под фундаментные конструкции, дорожное и тротуарное полотно, площади и временные площадки. Такой материал позволяет сэкономить до 4 раз меньше денежных средств, чем обычное укрепление цементом.

Состав

В состав цементогрунта входят:

цемент высоких марок М300-М400;
вода;
грунт с участка.

Материал хорош тем, что для его приготовления можно использовать грунты с участка, который нужно укреплять. Таким образом, за одним из главных компонентов цементогрунта даже ехать никуда не нужно и он совершенно бесплатный! Грунтовые породы содержат камни разных фракций, поэтому выступает в качестве крупного и мелкого заполнителя одновременно.

Нормативные документы обязывают использовать для приготовления цементогрунта шлакопортландцемент и портландцемент высоких марок от М300 и выше. Причем, чем качественнее должен получиться раствор, тем выше должна быть марка вяжущего.

Не каждый грунт можно использовать для замеса бетона. Для этих целей подойдет лесс, лессовидные смешанные породы. Основное требование – компоненты должны содержать много кальция. Чем его больше, тем крепче будет бетон.

Некоторые характеристики

Требования к компонентам цементогрунта ГОСТы не регламентируют, обратиться за информацией можно к другому документу – ВСН 40-88 «Проектирование и устройство фундаментов из цементогрунта для малоэтажных сельских зданий». Согласно п. 2.1 для устройства фундаментов из смеси цементного вяжущего и грунтового отсева пылевато-глинистый грунт должен обладать определенными свойствами:

содержание частиц фракции менее 0,005 мм не более 30%;
содержание частиц размером 0,005-0,05 мм – от 15 до 90%;
пластичность пробы Jр =1-15%;
легко- и среднерастворимых солей не более 3%;
при наличии сульфатного засоления количество средне- и легкорастворимых солей не должно превышать 2%;
водородный показатель почвы рH>6;
наличие органических примесей не более 0,06%;
прочность на сжатие В2,5…В10.

Плотность цементогрунта зависит от качества и свойств используемого для приготовления раствора грунта и обычно находится в пределах 1500-1900 кг/м 3 , но могут выходить за рамки диапазона при разных геологических условиях. Показатель плотности также влияет на морозостойкость готового камня. Ее минимальное значение F25.

Применение

Стабилизация грунта цементом – самый экономичный способ подготовки основания. По сравнению с обычным уплотнением использование комбинированного материала обладает рядом преимуществ:

высокая прочность от М75;
покрытие может быть использовано как самостоятельное полотно тротуарных дорожек или проездов (подъездов) небольшой загруженности;
использование бетона с грунтом в качестве полноценного строительного компонента для возведения фундаментов и стен небольших хозяйственных сооружений, иногда и жилых домов.

Устройство цементогрунтового основания на сегодняшний день встречается нечасто в виду того, что способ известен не всем современным специалистам. Те, кто используют метод подготовки грунта под строительство, существенно экономят деньги на этом этапе.

Для владельцев загородных участков укрепление грунтов цементом станет настоящей находкой при обустройстве тротуаров и подъездов от главной (поселковой) дороги до ворот, садовых дорожек. С помощью материала можно создать качественное и долговечное покрытие быстро и совсем недорого.

В качестве строительного материала цементогрунт использовать можно, но с осторожностью: сложно рассчитать точные пропорции смеси для соблюдения достаточного уровня прочности. По этой причине композит делают для возведения фундаментов гаражей или небольших хозяйственных построек, иногда в качестве фундаментов легких дачных домиков.

Приготовление цементогрунта

Приготовить цементогрунт своими руками совсем несложно – компоненты для смеси доступны и не требуют сложной подготовки. Единственный момент – необходимо знать, насколько пригодны грунты на участке для изготовления рабочего раствора. Хорошо, если в документах на участок будет заключение от геологов.

Для приготовления рабочего раствора понадобится готовая цементогрунтовая смесь – это соединенные цемент и грунт в нужных пропорциях.

цемент 120-180 кг (по потребности) марок не менее М300;
просеянный через сито 3-5 мм – 1 м 3 .

Количество компонентов определяют пропорционально приведенному примеру по потребности. Для затворения приведенного количества компонентов понадобится 270-320 литров воды. В результате должна получиться пластичная удобоукладываемая смесь консистенции, аналогичной классическому бетонному раствору.

Количество ингредиентов следует подбирать индивидуально согласно приведенной пропорции. Для удобства рекомендуется приготовить сухую смесь и по мере необходимости затворять ее.

Как укрепить грунт цементом

Подготовить грунт под строительство или обустроить дорожки можно несколькими способами.

Укладка готового раствора непосредственно на грунт. Так делают подстилающий слой под фундаменты, заливают тротуары и пешеходные дорожки на дачах, в парках. Поверх такого основания в дальнейшем можно уложить плитку, другую облицовку или оставить в первозданном виде.
Еще один способ сделать основание крепким – инъекции бетона. Раствор вводят под землю специальным инструментом под давлением, он заполняет заданный объем и грунт твердеет изнутри.

После укладки за свежеуложенным цементогрунтом необходим уход: его следует накрыть пленкой или плотной брезентовой тканью, поливать несколько раз в день в течение 5-7 дней до набора проектной прочности. Эти меры необходимо принимать в летний период. Основная задача – не допустить пересыхания бетона, что незамедлительно приводит к растрескиванию конструкции и дорожного полотна.
Другие способы сделать грунт крепким:

При строительстве иногда требует усиливать основание под объектами. Но тут все гораздо сложнее, чем кажется со стороны, и существует даже немало вариантов такой работы. Пора разобраться, как укрепить грунт, зачем это вообще нужно, и какие ошибки обычно допускают проектировщики, строители.

Для чего и где применяется?

Вовсе не обязательно стабилизация и закрепление почвенных пластов используются перед постройкой многоквартирного дома, офисного центра или другого серьезного сооружения. Такие манипуляции требуются и в ряде других случаев. Укрепительные мероприятия выполняются при возведении земляных работ (точнее, при проведении земляных работ) такого рода:

прокладка дороги (автомобильной или железной);

установка линии электропередач, инфраструктуры связи;

сохранение рельефа в особо охраняемых природных зонах;

профилактика размыва особо важных объектов, подмыва фундамента различных сооружений.

Укрепительные работы проявляют свою актуальность не только на этапе строительства. В ряде населенных пунктов оползание, потеря стабильности почвы, размывание ее водоемами или талыми водами обнаруживаются через несколько десятилетий. Если этот процесс не остановить, конечные потери будут непропорционально велики по сравнению с сиюминутной экономией. Мало того, в ряде случаев можно опасаться масштабных разрушений и даже серьезных человеческих жертв.

И напоследок стоит упомянуть такой случай необходимого укрепления, как поддержание садового участка или поля, расположенного на склоне.

Способы укрепления грунтов

Механические

Эти виды повышения прочности грунта появились раньше других вариантов. Их использовали, пусть и на примитивном уровне, еще столетия назад. Но сегодня благодаря научно-техническим достижениям возможности строителей многократно возросли. Так или иначе, «механика» основана на сооружении различных блоков и конструкций, удерживающих почвенные пласты на месте.

Шпунтовые ограждения — достаточно дорогой вариант решения проблемы. Его применяют главным образом, когда надо разработать выемку или углубление в насыщенных водой земляных слоях поблизости от уже созданных объектов. Шпунты вводят в пласт прежде, чем начнут разрабатывать выемку. Если это условие не соблюдается, стабильного состояния почвы достичь невозможно.

Иначе устроено консольное крепление. Его делают из особых стоек, то есть свай. Эти опоры погружают нижней частью глубже, чем будет планируемая выемка. Сваи поддерживают доски или щиты, которые будут принимать давление грунта.

Такой прием рекомендуют использовать, если выемка будет не глубже 5 м. При большей глубине надо применять консольно-распорное крепление. Распорки ставят в верхней части стоек.

Цементация, инъекции

Довольно часто для повышения прочности грунтовых слоев пользуются цементом и некоторыми другими типами строительных растворов. Подобное решение оправдано тем, что оно может применяться даже при глубинном характере трещин или полостей. Нагнетаемый раствор уходит на необходимую глубину и застывает там, создавая прочную механическую пробку. Одновременно таким образом сокращают сжимаемость грунтов и их водопроницаемость. Подача раствора или цементного «молока» происходит через заранее забитые полые сваи.

Цементация нужна, чтобы закрепить пески с крупным и средним размером зерна. Но этот же метод подойдет и для склонных к растрескиванию скальных пород. Цементные растворы закачивают при помощи инъекторов. Величина трещины и количество пор песка прямо влияют на пропорцию цемента и воды. Иногда к раствору добавляют инертные материалы. Радиус закрепления зависит от разновидности обрабатываемых грунтов. Скалистую почву закрепляют как минимум на 1,2-1,5 м. Если почвы сложены крупным песком, этот показатель составит от 0,5 до 0,75 м. Песок средней крупности цементируют на 0,3-0,5 м. Процедуру ведут по методу нисходящих зон.

Нагнетать раствор прекращают, как только достигнута целевая величина поглощения.

Дорожное строительство

При сооружении дорог и других транспортных магистралей (объектов) часто укрепление грунтов связано с минеральными вяжущими веществами. Такие методики были отработаны еще в XIX веке. В середине ХХ столетия в нашей стране провели массу исследований, позволивших поднять эффективность процедуры в несколько раз. Сегодня на территории развитых государств дорожное строительство не обходится без укрепления почвы. Исключения крайне редки и связаны с особо благоприятными условиями. Грамотное использование минеральных вяжущих:

сокращает общие расходы на 15% как минимум;

позволяет быстрее закончить строительство;

увеличивает промежуток между капитальными ремонтами;

позволяет обойтись меньшей толщиной покрытия;

понижает насыщение обработанных грунтов;

увеличивает стойкость к морозу, переменному увлажнению и понижению влажности.

При современном уровне технологии смешивать компоненты можно непосредственно на строящейся дороге. Техника уверенно работает как с жидкими, так и с порошкообразными компонентами. Если условия стеснены или грунт очень специфичен, не позволяет пройти тяжелой технике, применяются навесные аппараты. Самое распространенное в нашей стране минеральное вяжущее — классический портландцемент. Но будущее все равно принадлежит точному подбору рецептуры, а не упражнениям с дозировкой привычных компонентов.

Стоит отметить, что грунты могут укреплять не только неорганическими, но и органическими вяжущими веществами. Способ смешивания и методы применения практически не отличаются. Уплотнение производится самоходными катками на пневматическом ходу. Довольно широко практикуется, например, внесение синтетических смол.

Специалисты выяснили, что подобные вещества застывают на морозе, если подвергаются еще воздействию различных кислот.

Опытным путем установили, что быстрее всего закрепить грунт помогает применение водного раствора соляной кислоты в концентрации 5%. Фактическую крепость грунта определяют концентрация смол и исходный гранулометрический состав. Раствор кислоты нагнетают в скважину раньше, чем смолу. Опытные работы показали, что после насыщения смолами прочность грунтов может составлять 30-50 кг на 1 кв. см. Но это не конечный результат, потому что исследовательские работы идут крайне активно. В ряде ситуаций для усиления почв пользуются известью. Она может применяться как сама по себе, так и в связке с другими веществами. Методика такова:

проблемные места профилируют ручным способом (в больших масштабах помогает грейдер);

гранулируют почву ручными культиваторами;

поливают известковым раствором;

вновь культивируют нужный участок;

утрамбовывают его (после этого можно даже отказаться от покрытия).

Стабилизированный подобным образом грунт не размягчается даже при бурных осадках или весной. На нем долго не растет бурьян. Количество затрачиваемого труда многократно меньше, чем при использовании каменных блоков или настилов из дерева. Метод подходит для усиления грунтов не только на дорогах, но и под частную жилую застройку. При этом сокращается сложность строительства фундамента, уменьшаются суммарные строительные расходы.

Но при строительстве в больших масштабах требуется уже не какое-то одно решение, пусть даже применение проверенного реагента «Консолид» или другой испытанной марки, а комплексное упрочнение грунта. Чаще всего речь идет об использовании смесей органических и неорганических вяжущих, к которым примешивают и определенные добавки.

Практика показывает, что обработка почвенных пластов смесью битумов, извести, дегтей и цемента обеспечивает превосходные показатели:

стойкости к холоду;

стойкости к нагреву и перепаду температур;

Начинают с обработки грунта известью либо цементом. Их непременно увлажняют. Образующийся гидрат кальциевой окиси гарантирует сцепление глины и коллоидных частиц. Чем больше глины содержится в почве, тем эффективнее введение извести.

Уплотнение грунта, укрепляемого в смеси с цементом или известью, производят в первые 2 часа после окончательного размешивания смеси.

Осушение

Но в ряде случаев применение различных материалов оказывается недостаточно эффективно. Дело в том, что добиться успеха мешает чрезмерное увлажнение почв. На глинистых, пылящих и илистых грунтах эффективно оказывается электрохимическое осушение. В грунт снаружи и внутри фундамента защищаемого здания закладывают электроды трубчатой формы (анод и катод соответственно). Дистанция между электродами с одним полюсом должна составлять от 0,8 до 1 м.

Анодный электрод используют для подачи соляных растворов. Повышение градиента скоростей достигается откачиванием грунтовых вод из катода. Применяют постоянный ток напряжением от 100 до 120 В. Закрепить 1 м3 грунта можно при затрате 60-100 кВт электричества.

Но можно прибегнуть и к химическому осушению. В таком варианте специальные добавки вводят в почву из автогудронатора. Температура должна составлять от 50 до 80 градусов. Контроль объема добавок проводят при помощи индикаторной бумаги. Электрическое осушение применяют, когда надо улучшить характеристики плохо отдающего воду грунта. Речь идет о почвах, сложенных из глины, ила либо суглинков, коэффициент фильтрации которых составляет менее 1 м за сутки.

Если глина не является основным компонентом почвы, применяют обжиг (термическое осушение). Бурят скважину, куда заводят перфорированную трубу из жаропрочных марок стали. По трубе гонят горячий воздух. Избыток влаги испаряется, и глина спекается. Тепло получают при использовании местного топлива.

Силикатизация идет так:

берут жидкое стекло или его растворы;

нагнетают эти растворы по трубам;

после окаменения почвы трубы извлекают.

Армирование

Для искусственного упрочнения земли на наклонном участке или на подмываемой территории могут использовать свайные и траншейные стены. Также иногда применяют «свайные поля». Но есть и много других методов:

использование сетки из полимера, геотекстиля;

ленты из геотекстиля.

Подбор варианта определяется:

инженерно-геологической характеристикой площадки;

требовательностью к качеству подложки;

срочностью и важностью работ.

Часто встречающиеся ошибки

Какой бы метод ни был выбран, придется работать очень тщательно и четко. Так, при использовании свай нагрузку надо передавать строго вертикально. Малейшее отклонение в сторону — и эффективность работы резко падает.

Обязательно надо проанализировать указания нормативных документов, изучить характеристики грунта в конкретном месте. Невнимание к нормативам, игнорирование геологоразведки крайне вредны.

Также регулярно встречаются такие промахи:

применение устаревшей техники;

плохой подбор приспособлений и реактивов;

отсутствие инженерного контроля за рабочим процессом, особенно за послойным уплотнением почвы;

неверная концентрация вяжущей смеси;

несоблюдение температурных ограничений;

несоблюдение временных рамок технологического процесса;

плохой выбор подходящего метода.

Подробнее о цементации грунтов смотрите далее.

В статье расскажу про стабилизацию грунта, как можно дешево и качественно с сокращением использования песка и щебня сделать не дорогую и долговечную дорогу. Предварительно, единственное что, необходимо снять плодородный слой грунта, обязательно продумать дренажную систему, (произвести ратоты по понижению и отвердению грунтовых вод) и начали делать дорогу.

Сокращение расходов на песок, щебень

При использовании технологии стабилизации грунта, не придется завозить на площадку вообще никаких инертных материалов, тратиться на доставку, дополнительное время и большое колличество лишней техники. Ниже представлено экономическое сравнение затрат.

Во время данного процесса меняется физико-химические свойства грунта, в результате чего создается связное и прочное основание дороги со свойствами, превышающими традиционные слои песка и щебня (к тому же это основание не размывается водой, в отличии от песка).

Стабилизация грунта - когда смешивают все слои основания, добавляя в смесь цемент (только так получается основание, которое будет стоять вечно).

Почему по-прежнему большинство дорог строится старым способом?

Причина банальна, ведь для того, чтобы что-то поменять, нужно в этом разобраться, закупить новое оборудование, найти специалистов, а зачем все это делать, если деньги платят и так, если нормы к дорогам старые, проектировщики проектируют дороги как и раньше (по старым технологиям). Тут менять нужно целый технологический процесс, который тянет за собой большую цепочку и не переоборудование новые средства. Но уверен, когда-то время настанет и сверху спустится указание сделать по-новому и плохие дороги перестанут ассоциироваться с Россией (уйдут термины дураки и придут другие, появятся дороги).

И если статья была вам интересна и вы дочитали её до конца, поддержите проект лайком, это помогает развитию канала, подписывайтесь, пишите в комментариях, я буду рад общению).

Грунты укрепляют не только при возведении нового здания, но и при восстановлении уже созданного фундамента. Это необходимо для улучшения несущей способности основания, предотвращения деформации и образования трещин.

Своевременно проведенные работы продлевают срок эксплуатации фундамента. Существует несколько методов усиления грунта, о каждом из которых мы поговорим в сегодняшней статье. Выбор того или иного варианта зависит от глобальности проблемы и типа грунта.

Выбрать тот или иной способ закрепления помогает предварительное исследование грунта в строительной лаборатории, то есть инженерно-геологические изыскания.

Цементация грунта

Этот метод подразумевает введение цемента в грунт под давлением. Специалисты пользуются двумя способами цементации: традиционным и струйным (инъекционным).

Первый подразумевает впрыскивание раствора в фундаментное основание и близлежащие участки. Так формируется цементный камень. Он представляет собой скрепление земли и фундамента, потому что заполняет имеющиеся поры.

Струйный метод используется сравнительно недавно. Он отличается от предыдущего способа более мощной струей, от воздействия которой почвенная структура разрушается. Раствор распределяется не точечно, а вдоль всего грунта.

Метод цементизации не лишен недостатков. В ходе его применения сильно изменяется структура почвы и основания. Неправильно выполненное усиление усугубит и без того сложную ситуацию

Битумизация грунта

Способ делится на два вида: горячую и холодную битумизацию.

Цель – заделать наиболее крупные полости, которые не поддаются цементизации из-за высокой скорости грунтового потока.

Расплавленный битум нагнетают в каверны и трещины грунта через подготовленные скважины, оснащенные инъекторами. А при холодном методе вводят тонкодисперсную битумную эмульсию.

Битумизацию используют для укрепления тонких трещин скальных грунтов и закрепления песчаных грунтов. В результате наблюдают снижение фильтрационных свойств почвы.

Силикатизация грунта

Каждый вариант предназначен для укрепления разных типов грунта. Например, для крупных песков используют двухрастворный способ: в почву вводят смесь хлористого кальция и силиката натрия.

Однорастворный метод используют для усиления пылеватых и мелких песков: вводят жидкое стекло и отвердитель.

Газовую силикатизацию применяют для укрепления средних и крупных песков. Для этого нагнетают жидкое стекло и углекислый газ.

Благодаря силикатизации грунт становится прочнее, устойчивее. Наряду с этим повышается его водонепроницаемость. В результате специалисты ликвидируют просадки зданий.Это химический способ укрепления грунта с применением силикатного раствора. В полости почвы вводят вещества химического происхождения под давлением. Для этого используют перфорированные трубы или пробуренные скважины.

Существует три варианта проведения силикатизации:однорастворный;
двухрастворный;
газовый.

Термическое закрепление грунта

Процедура термического закрепления подразумевает сжигание топлива в пробуренных скважинах. Используют жидкое и газообразное горючее. Фиксация грунта в скважине достигается благодаря огню, а в толще массива – газам, нагретым до высокой температуры.

Так формируется обожжённый грунтовый столб. Его диаметр может быть любым, потому что зависит от объемов сожженного топлива и длительности процедуры.

Термическое усиление позволяет предотвратить просадку здания на глубину до 15 м. Прочностные свойства грунта увеличиваются до 1 МПа.

Еще один вариант термического укрепления – искусственное замораживание. С его помощью фиксируют слабые водонасыщенные грунты. По периметру территории создают замораживающие скважины. По ним пускают охлаждающее вещество. Его функция – отнимать тепло у почвы, превращая его в лед. Результат процедуры – повышение прочности и водонепроницаемости грунта.

Электрический способ закрепления грунта

В основу этого метода заложено явление электроосмоса. Это перемещение воды с почвой к отрицательному электроду.

В практических условиях в грунт устанавливают положительный стальной электрод. А за пределами укрепляемой территории располагаются перфорированные трубы с отрицательным потенциалом.

Достаточная плотность электротока способствует скапливанию воды в трубах и удалению ее из укрепляемого участка. Так происходит обезвоживание грунта, ведущее к его упрочнению.

Чаще всего эту технологию применяют для глинистых почв, потому что они не пропускают цементные растворы, не формируются внутри них поры, а также их теплоемкость слишком высока, что мешает термическому закреплению.

Электрохимический способ закрепления грунта

Электрохимия выручает, когда здание уже возведено, следовательно, заменить грунт нельзя. Благодаря направленному движению заряженных частиц, их можно направлять в слабые участки почвы.

Для этого достаточно накачать грунт вокруг укрепляемой территории солевым раствором. На них подают положительный заряд. А участок, требующий усиления, оснащают отрицательным зарядом. Так происходит перемещение ионов и оседание солей в области усиления.

Механические способы укрепления грунта

Основные механические способы укрепления грунтов подразумевают установку грунтовых подушек, свай, вытрамбовывание и уплотнение котлованов, а также грунтозамещение.

Устройство грунтовых подушек

Их используют в открытых котлованах. Задача грунтовых подушек – распределить давление фундамента на грунт.

Перед устройством подушек проектируют дно, а верхнюю часть почвы уплотняют. Для их создания используют песчаные или пылевато-глинистые типы грунтов, гравий, шлак или щебенку.

Рекомендуемая толщина подушки – 1,5-5 метров. Их применение широко распространено при работе с просадочным грунтом.

В работе используют насыпной материал стандартной влажности. После засыпания его утрамбовывают. Если подушка получается сухой, ее можно немного увлажнить. Но сильно мочить нельзя, иначе это приведет к ее переуплотнению.

Вытрамбовывание котлованов

Сущность метода заключается в том, что котлованы не выкапывают, а территорию вытрамбовывают на нужную глубину. А потом ее заполняют бетоном или устанавливают сборный элемент фундамента.

В результате под котлованом формируется уплотненная область. Этот метод сокращает сроки работы, потому что одновременно уплотняют грунт и готовят котлован.

Процедуру выполняют путем сбрасывания трамбовки в одно и то же место с высоты 4-8 м. Она имеет форму будущего фундамента. В рабочем процессе задействована спецтехника.

Уплотнение котлована

Эта технология предотвращает разрушение будущего фундамента, близкорасположенных построек и коммуникационных связей из-за проседания или пучения почвы.

В качестве уплотняющего материала чаще всего используют песок. Его хорошая водопроницаемость снижает влияние пучения. А вот применять плодородный слой для засыпки точно не следует, потому что в нем большая удельная масса органических веществ, которые со временем разлагаются. Это приводит к усадке грунта.

Существует общепринятый порядок проведения работ:

Дно котлована очищают от строительного мусора.
Оценивают влажность грунта. Он не должен быть чрезмерно сухим или переувлажненным. При необходимости его доводят до нужного состояния.
Засыпают песок послойно, утрамбовывая каждый слой.

Замена грунта

Обычно замену слабых грунтов проводят на территориях с рыхлыми песчаными, глинистыми и торфянистыми почвами.

Грунтозамещение проводят только после геологических исследований и расчетов. Такую работу самостоятельно сделать не получится, поэтому рекомендуется делегировать это специалистам.Эта процедура стабилизирует почву перед строительством. Проводят грунтозамещение путем:изъятия нужного объема земли;
перемещения его за пределы укрепляемой зоны;
укладывания на свободное место хорошего грунта.

Заключение

Под закреплением грунтов понимают совокупность способов, направленных на упрочнение его естественного залегания путем использования физико-химических методов. Каждый из них подбирается с учетом характеристик и типа почвы. Процедуры по укреплению грунтов проводят не только для строительства нового фундамента, но и для восстановления эксплуатационных свойств уже существующих сооружений.

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

«Технические указания по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий» разработаны СоюздорНИИ на основе исследований, опытных работ, а также обобщения отечественного и зарубежного опыта строительства оснований и покрытий.

Настоящие «Технические указания» являются дальнейшим развитием «Указаний по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» СН 25-64 в части комплексных методов укрепления разнообразных грунтов цементом и добавками химических веществ, а также в части технологии устройства из таких укрепленных грунтов конструктивных слоев дорожных одежд (оснований и покрытий) во II-V дорожно-климатических зонах.

«Технические указания» разработали д-р геол.-минерал. наук проф. В. М. Безрук, инженеры И. Л. Гурячков, Л. Д. Тимофеева и О. В. Тюменцева при участии Р. А. Агаповой.

Замечания и предложения по настоящим «Техническим указаниям» просьба направлять по адресу: Московская обл., Балашиха-6, СоюздорНИИ.

Директор СоюздорНИИ доктор технических наук В. Михаилов

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

Технические указания по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий

1.1. Настоящие «Технические указания» дополняют и развивают действующие «Указания по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» СН 25-64 в части методов укрепления и технологии устройства конструктивных слоев дорожных и аэродромных одежд (оснований и покрытий) во II-V дорожно-климатических зонах из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ.

В данных «Технических указаниях» рассматриваются следующие методы укрепления разнообразных грунтов цементом и добавками химических веществ в зависимости от свойств грунтов, степени их увлажнения и других факторов:

а) укрепление глинистых грунтов (супеси, суглинки и глины) в условиях положительных температур и влажности грунтов не более оптимальной;

б) укрепление тех же разновидностей грунтов в условиях положительных температур и влажности грунтов, превышающей оптимальную;

в) укрепление песчаных грунтов (пески гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые) в условиях положительных температур и влажности грунтов не более оптимальной;

г) укрепление тех же разновидностей грунтов в условиях положительных температур и влажности грунтов, превышающей оптимальную;

д) укрепление глинистых грунтов (супеси, суглинки) в условиях отрицательных температур и влажности грунтов не более оптимальной, а также указанных грунтов в условиях отрицательных температур и влажности их, превышающей оптимальную.

Внесены Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом СоюздорНИИ

Утверждены Техническим управлением Министерства транспортного строительства СССР. Приказ № 35 от 22 июля 1969 г.

Срок введения в действие –
с 1 ноября
1969 г.

Крупнообломочные и песчаные грунты при отрицательных температурах следует укреплять цементом в соответствии с требованиями «Указаний» СН 25-64.

1.2. Настоящие «Технические указания» предусматривают использование ряда активных добавок химических веществ и проведение комплекса технологических мероприятий, которые обеспечивают:

а) расширение видов грунтов, пригодных для эффективного их укрепления цементом (например, кислых грунтов подзолистого типа, гумусированных, засоленных и др.);

б) удлинение строительного сезона за счет проведения работ при отрицательных и пониженных положительных температурах и укрепления переувлажненных грунтов;

в) увеличение производительности труда благодаря интенсификации отдельных технологических процессов (размельчения, перемешивания, уплотнения);

г) экономию цемента (для отдельных разновидностей грунта) в среднем на 3-4 % от установленной оптимальной нормы вяжущего для обрабатываемого грунта;

д) более высокий коэффициент использования грунтосмесительных и других машин и оборудования.

1.3. При комплексных методах укрепления грунтов следует применять передовую технику и технологию с использованием специализированных отрядов грунтосмесительных машин с ведущими машинами: грунтосмесителем Д-391, дорожной фрезой Д-530 или стационарными смесительными установками С-543 С-780, Д-709, обеспечивающими получение цементогрунтовой смеси требуемого качества.

1.4. Работы должен проводить технический персонал, имеющий опыт по устройству оснований или покрытий из грунтов, укрепленных цементом. Это особенно важно при укреплении глинистых грунтов цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах.

1.5. Добавки химических веществ, их сочетание и количество выбирают с учетом свойств обрабатываемых грунтов и условий их применения в зависимости от климатических факторов и конструктивных особенностей дорожных одежд. При этом следует руководствоваться рекомендациями, изложенными в приложении 1 настоящих «Технических указаний», а также технико-экономическими сравнительными расчетами и возможностью получения этих материалов для конкретных строительных объектов.

1.6. Основания и покрытия из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, устраивают во II-V дорожно-климатических зонах при положительных и отрицательных температурах.

При отрицательных и пониженных положительных температурах работы во II-IV дорожно-климатических зонах можно выполнять поздней осенью или ранней весной при температуре до -10 °С. При более низкой температуре работы не производятся.

В V дорожно-климатической зоне основания и покрытия из укрепленных грунтов устраивают круглогодично.

1.7. Обработка переувлажненных грунтов цементом и другими добавками допускается в условиях положительных и отрицательных температур при избыточной влажности грунта, не превышающей оптимальную более чем на 6 %. При этом влажность обрабатываемого грунта не должна быть более 0,8 F (где F - влажность границы текучести грунта).

1.8. Пригодность грунтов для укрепления их цементом и добавками химических веществ и составы цементогрунтовых смесей устанавливают по табл. 2 «Указаний» СП 25-64 и лабораторными испытаниями, проводимыми по методике, изложенной в приложении II тех же «Указаний» СН 25-64.

При этом дополнительно определяют прочность на растяжение при изгибе (табл. 1 и приложение 3 настоящих «Технических указаний»).

Химические добавки и их дозировку выбирают с учетом свойств обрабатываемых грунтов и химических реагентов для получения требуемой прочности, водо- и морозостойкости цементогрунта.

Ориентировочное количество некоторых добавок химических веществ (% от веса цементогрунтовой смеси) составляет:

б) легкорастворимых солей (СаС l ₂ , Na ₂ SO ₄ , Na ₂ CO ₃ и др.) или каустической соды ( N аОН) - 0,5-1,5;

в) пиридиновых остатков - 0,01-0,05;

г) сырых, в том числе и высокосмолистых нефтей или жидких битумов, - 2-3.

Прочность образцов на растяжение при изгибе для грунтов, укрепленных цементом или цементом с применением добавок различных химических веществ

Показатели в зависимости от принятого класса прочности по «Указаниям» СН 25-64

Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов в возрасте 28 суток, кг/см 2 , не менее ………………..

То же после испытания на замораживание-оттаивание, кг/см 2 , не менее ……………..

Примечание . Эти показатели прочности и методику их определения ( приложение 3 ) используют для цементогрунтов и цементогрунтов с добавками неорганических химических веществ.

1.9. Конструктивные слои дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ при положительных и отрицательных температурах, разрешается устраивать только на грунтах земляного полотна с влажностью выше оптимальной не более чем на 2 %.

При этом верхнюю часть земляного полотна необходимо уплотнять в соответствии с требованиями табл. 17 СНиП II -Д.5-62 и табл. 6 «Инструкции по сооружению земляного полотна автомобильных дорог» ВСН 97-63.

1.10. Поверхностные слои грунтов земляного полотна, имеющие влажность выше оптимальной более чем на 2 %, следует осушать на глубину 15-20 см водосвязывающими химическими добавками, распределяя их на проезжей части в количестве 3-4 % по весу смеси, перемешивая, профилируя и уплотняя до плотности не менее 0,98 от максимальной стандартной плотности, согласно «Указаниям» СН 25-64.

Наиболее универсальная добавка для осушения земляного полотна - молотая негашеная или молотая негашеная гидрофобная известь.

1.11. Осушение поверхностных слоев земляного полотна необходимо проводить во II-V дорожно-климатических зонах, а также при устройстве выемок из переувлажненных грунтов при обязательном устройстве дренажей или же изолирующих водонепроницаемых или капилляропрерывающих прослоек, предохраняющих верхнюю часть земляного полотна от увлажнения снизу, в соответствии с требованиями §§ 18 - 20 «Инструкции» ВСН 97-63.

1.12. Переувлажненные слои земляного полотна, обработанные известью или другими водосвязывающими добавками, следует рассматривать как конструктивные слои дорожных одежд, обеспечивающие для сооружаемых дорожных конструкций в целом более высокую прочность и устойчивость их во времени.

1.13. При производстве работ в условиях положительных температур для предохранения от излишнего переувлажнения земляного полотна, возведенного из суглинков или глин, необходимо создавать поперечный профиль земляного полотна с уклоном 50-70 ‰. Перед обработкой грунтов цементом излишек грунта по ширине проезжей части срезают ножом автогрейдера и перемещают на обочину, после чего земляному полотну придают требуемый по проекту поперечный профиль.

1.14. Расчетный модуль деформации грунтов земляного полотна и подстилающих конструктивных слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом с химическими добавками в сухих местах, при глубине залегания грунтовых вод более 5 м может быть повышен до 15-20 % для II дорожно-климатической зоны, до 30-40 % - для III-IV дорожно-климатических зон и до 50 % - для V зоны по отношению к значениям модуля деформации грунта, принятым в соответствии с «Инструкцией по назначению конструкций дорожных одежд, нежесткого типа» ВСН 46-60.

1.15. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, необходимо применять для обработки только однородные грунты, характеризующиеся постоянным гранулометрическим химико-минералогическим составом.

1.16. Грунты, разрабатываемые в притрассовых резервах или выемках для укрепления, должны быть тщательно обследованы, определены условия их залегания и свойства. При неоднородных грунтах необходимо составить детальные схемы последовательности разработки притрассовых резервов или выемок. Указанные мероприятия должны предусматриваться на стадии рабочего проектирования.

Полученные результаты служат основой для внесения соответствующих коррективов в технологию производства работ.

1.17. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, на земляном полотне из засоленных грунтов следует верхнюю часть земляного полотна отсыпать из грунтов слабо- или среднезасоленных (классифицируемых по табл. 8 «Инструкции» ВСН 97-63), пригодных для укрепления цементом. Это предотвратит проникание солей земляного полотна в укрепленный слой дорожной одежды. Но необходимо учитывать, что при расположении уровня грунтовых вод вблизи от поверхности (выше 1-1,5 м) поверхностный слой земляного полотна следует укреплять молотой негашеной или негашеной гидрофобной известью в количестве 2-4 % по весу смеси. Укрепление известью предотвратит избыточное увлажнение и дальнейшее засоление верхних слоев земляного полотна и подстилающих конструктивных слоев дорожной одежды из цементогрунта. Укрепленные известью верхние слои земляного полотна следует также рассматривать (см. п. 1.12) как конструктивные слои дорожных одежд.

1.18. При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из суглинков и глин, укрепляемых цементом в сочетании с добавками химических веществ, обрабатываемый грунт должен завозиться на подготовленное, спрофилированное и уплотненное земляное полотно не ранее чем за одну и, в крайнем случае, за две смены до его обработки цементом. Затем слой такого грунта профилируют и уплотняют до плотности 0,80-0,85 от максимальной стандартной плотности. Движение автомобильного транспорта по подготовленному слою запрещается.

Такой порядок производства работ существенно облегчает последующее размельчение грунта и способствует получению требуемого агрегатного состава грунта.

1.19. При проведении работ в сухой и жаркий период при температурах более 20 °С верхнюю часть земляного полотна и слой обрабатываемого грунта обязательно увлажняют до влажности 0,80-0,90 от оптимальной.

1.20. При сооружении земляного полотна из песчаных и супесчаных грунтов во II-V дорожно-климатических зонах грунт отсыпают и уплотняют послойно до верхней отметки цементогрунтового основания, если оно устраивается в один слой. В этом случае грунты обрабатывают грунтосмесительными машинами непосредственно на дороге, и движение автомобильного транспорта по земляному полотну до начала работ не ограничивают. Перед обработкой грунта цементом исправляют поперечный и продольный профили 3-4 круговыми проходами автогрейдера с последующей прикаткой поверхности проезжей части.

Конструктивные требования

2.1. Конструктивные слои дорожных одежд из цементогрунтов с добавками химических веществ при строительстве автомобильных дорог II-V категорий устраивают в различных дорожно-климатических зонах с учетом грунтовых и климатических условий.

Во II дорожно-климатической зоне такие цементогрунты используют в качестве:

а) верхнего и нижнего слоев оснований под усовершенствованные капитальные покрытия при укреплении супесчаных грунтов или для нижнего слоя основания при укреплении суглинков и глин;

б) верхнего и нижнего слоев оснований под усовершенствованные облегченные покрытия при укреплении супесчаных и суглинистых грунтов или для нижнего слоя основания при укреплении глин;

в) переходных и низших типов покрытий при укреплении супесей, суглинков и глин.

2.2 . В III-IV дорожно-климатических зонах цементогрунты применяют в качестве:

а) верхнего слоя основания под усовершенствованные капитальные покрытия при укреплении супесчаных и суглинистых грунтов или для нижнего слоя основания при укреплении супесей, суглинков и глин;

б) верхнего или нижнего слоев оснований под усовершенствованные облегченные покрытия или для переходных и низших типов покрытий при укреплении глинистых грунтов (супесей, суглинков, глин).

2.3. При проектировании конструкций дорожных одежд со слоями из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, следует руководствоваться СНиП II -Д.5-62, «Инструкцией» ВСН 46-60, а также «Указаниями» СН 25-64.

Конструктивные слои назначают в соответствии с требованиями пп. 2.1, 2.2 и табл. 2 настоящих «Технических указаний».

Конструкции дорожных одежд со слоями из грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ

Читайте также: