Зміцнення грунту - це необхідна частина будівельних робіт при зведенні практично будь-якого масивної споруди. Земля, сама по собі рідко має відповідні характеристики і без цієї процедури у більшості випадків, обійтися не представляється можливим, тому що від цього буде залежати стійкість і надійність майбутньої будівлі. Одним з найефективніших способів зміцнення грунту є грунтоцементні палі.

Як таких, способів стабілізації грунту існує кілька різновидів і кожен з них має певні достоїнствами і недоліками, які будуть доречні в тій чи іншій ситуації. Грунтобетонних палі також мають ряд переваг, які в окремих випадках можуть мати визначальне значення і виявитися найбільш оптимальним виходом.

палі грунтоцементні
Технологія грунтоцементних паль прийшла до нас з-за кордону - цементація грунту з успіхом використовувалася на території Японії, Англії та Італії. Особливо часто струменевий цементація застосовується при зведенні підземних споруд, для зміцнення структури природного масиву - використання грунтових паль стало оптимальним рішенням для стабілізації рухливих грунтів.

Основу даної технології становить використання кінетичної енергії рідини для руйнування, подрібнення і перемішування грунту з розчином цементу. Формування палі відбувається на місці під час буріння лидерной свердловини. Після затвердіння, на місці свердловини утворюється колона з грунтобетонних, який володіє високими характеристиками міцності і стійкістю до деформації.

основи технології
Грунтові палі формуються в два етапи, за допомогою первинного та зворотного буріння лидерной свердловини. Під час первинного етапу свердловина доводитися до необхідної глибини допомогою бурового розчину, який подається через прямий клапан і може складатися як з води, так і з цементного складу - рідина руйнує грунт і видаляє шлам, який утворюється при бурінні.

Під час зворотного ходу, прямий клапан в буровому наконечнику перекривається, після чого в бічні сопла монітора під тиском подається бетонний розчин, який служить основним матеріалом для створення бетонної колони. Поступово піднімаючись, бурова колона обертається навколо своєї осі, тим самим здійснюючи рівномірне формування палі.

Розрахунок несучої здатності
Одним з основних переваг грунтових паль є високий ступінь передбачуваності результатів укріплення. При проектуванні одиночних паль використовуються параметри СНиП 2.02.03 - 85. " Пальові фундаменти ". У тому випадку якщо паля спирається нижнім кінцем на скельну породу - розрахунки здійснюються виходячи з пункту 4.1 СНиП.

Якщо грунтові палі мають " висячий " розташування розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі здійснюється за формулою (11) СНиП, яка використовується для розрахунку несучої здатності висячої палі.
Зверніть увагу! Більш докладна інструкція з виробництва розрахунків міститься у відповідних джерелах - у цій статті ця інформація приводитися не буде.

технологічні параметри

Загальна витрата цементного витрати для зміцнення 1 куб. м. грунту складає в середньому близько 400 л в супісках і суглинках. Якщо грунт має органічний склад, то витрата рідини може бути збільшений до 600 л на 1 куб. м. Відповідно для створення одного погонного метра палі, діаметр якої буде становити порядку 60 - 70 см потрібно близько 110 л в суглинистих грунтах і до 200 л в органічному грунті.

Тимчасова складова формування палі залежить від швидкості занурення і зворотного ходу (підйому) бурової колони. У середньому швидкість буріння становить близько 1 м / сек, а швидкість підйому залежить від діаметра палі і продуктивності бетонного насоса - середнє значення може перебувати в межах 0,3 - 2 м / сек.

обладнання
Обладнання грунтових паль вимагає наявності високого значення кінетичної енергії рідини, за допомогою якої здійснюється буріння і формування контуру палі, відповідно даний процес потребує досить потужному обладнанні. Для створення необхідного тиску нагнітання в 700 атмосфер необхідна присутність двигуна, потужність якого повинна становити 350 к.с. Як показує практика, використання менш потужних аналогів недоцільно.

Інший спеціалізованої частиною необхідного обладнання є монітор, до складу якого входять бічні сопла, а також зворотний і прямий клапана. За допомогою сопел, високий тиск цементного розчину, що розвивається насосом, перетворюється в кінетичну енергію струменя. Бетонний розчин має високу абразивну здатність у зв'язку з чим, матеріалом для їх виготовлення служить високоміцний металокерамічний сплав.

Діаметр отворів в соплах може становити від 1,5 до 3,0 мм, а їх кількість може варіюватися від 2 до 6. Чим більша кількість сопел містить монітор, тим однорідніше відбувається заміс грунтобетонних. Напорная магістраль: клапана, металлорезіновие та бурові шланги, вертлюги - також повинні витримувати наявність постійного високого тиску.
Практично всі перераховані вище складові (за винятком двигуна) придбаваються за кордоном, так як вітчизняна промисловість не виробляє дані найменування - струменевий цементація це досить нова для нашої країни технологія і відповідної технічної бази ще довгий час не буде в наявності. У зв'язку з цим їх ціна буде достатньо істотною.

Зверніть увагу! Для зниження витрат - у закордонних виробників часто купується не повний комплект, а тільки основні компоненти бурової установки, які відіграють визначальну роль в процесі буріння, а саме: цементний насос, монітор, шланги і вертлюг. Інші частини установки купуються у вітчизняних заводів - це практично не позначитися на її працездатності.

характеристики

переваги

• Можливість зміцнення грунту в обмежених умовах. Якщо споруда паль необхідно привести поблизу інших будівель, підвальному приміщенні або укосах - грунтобетонних палі можуть стати єдиним можливим рішенням, так як використовувати інші способи занурення паль в грунт через нестачу простору не представляється можливим;
• Універсальність. Струменевий цементація дозволяє зміцнити практично всі види грунтів - від дрібнодисперсних глин до відкладень гравію, що не завжди представляється можливим при використанні ін'єкційної технології закріплення. Також за допомогою даної технології успішно формуються палі для вічній грунтів;

• Відсутність сейсмічних коливань. При бурінні лидерной свердловини для грунтобетонних палі не відбувається будь-яких коливань грунту, що дозволяє виробляти зміцнення поблизу інших споруд. Встановлення набивних паль в обводнених грунтах також здійснюється без ударного навантаження на грунт, проте струменевий цементація має ряд істотних переваг перед набивної технологією;
• Круговий ущільнення грунту. Під впливом струменевої цементації відбувається істотне збільшення щільності грунту навколо формованої колони. Пресування відбувається під впливом високого тиску цементної струменя і додаткового ущільнення з боку грунтоцементних колони;

• Зчеплення з грунтом. Між контуром палі і грунтом під час цементації утворюється шар з цементного складу, який значно підвищує ступінь зчеплення колони з грунтом. Поверхня палі володіє поздовжньої хвилеподібною структурою, що також істотно збільшує параметри зчеплення;
• Створення опори. Висячі палі - виготовляються в грунті спираються на грунт, який покритий кіркою з чистого цементного розчину, а не на буровий шлам, як це відбувається у випадку з буровими палями. Це істотно збільшує їх стійкість у висячому положенні;

• Обводнення. До недоліків даної технології слід віднести широке обводнення довколишнього грунту при здійсненні процесу буріння. Згодом це призводить до підвищення рівня грунтових вод на певний термін. Також при промиванні свердловини здійснюється винос великої кількості пульпи на поверхню будівельного майданчика;
недоліки

підсумок
Грунтоцементні палі - це один з найефективніших способів зміцнення грунту на сьогоднішній день. Незважаючи на те, що здійснити установку паль своїми руками не представляється можливим, тому що вимагає обов'язкової присутності фахівців - дана технологія з успіхом використовується для зміцнення грунтів практично всіх видів і складів, що робить її незамінною в окремих випадках. У представленому відео в цій статті ви знайдете додаткову інформацію з даної теми