Способ создания в грунтовом массиве регулируемых пространственных структур из цементогрунта

При проектировании и строительстве зданий и сооружений повышенной этажности, возводимых на структурно-неустойчивых и слабых водонасыщенных грунтах, в последнее время широкое распространение получили плитные фундаменты. Согласно ТСН 50-306-2005 Ростовской области «Основания и фундаменты повышенной несущей способности» при укреплении грунта в основании таких фундаментов нагнетание растворов следует вести через трубки, устанавливаемые в теле фундамента. Для закрепления грунтов основания может использоваться способ усиления через направленные гидроразрывы, разработанный НИПП «ИНТРОФЭК».

Способ осуществляется в следующей последовательности. Сначала бурится скважина на глубину заходки и в нее опускается устройство, которое нарезает на стенке скважины концентратор напряжений. Затем его извлекают из скважины. На следующем этапе в скважину устанавливается устройство для введения в грунт крепителя, выполненное в виде перфорированной трубы из эластичного материала. При введении крепителя под давлением в массив грунта образуется вертикальная плоскость разрыва с армоэлементом. После сброса давления устройство извлекается из скважины. В зависимости от общей высоты зоны закрепления и количества заходок процесс повторяется.

При использовании данного способа для плитных фундаментов возникает необходимость устройства большого количества cкважин, располагаемых со значительной частотой. При установке инъекционных трубок в таких фундаментах ослабляется прочность плиты при ее нагружении. То же происходит при необходимости бурения перфоратором скважин в фундаментах существующих зданий и соoружений. Кроме того схемы армирования, выполняемые по данному способу, выбираются произвольно. Все это приводит к большой стоимости и энергоемкости проектных решений.

Группой разработчиков НИПП «ИНТРОФЭК» на уровне изобретения предложена технология формирования регулируемых пространственных структур, повышающая надежность армирования структурно-неустойчивых и слабых водонасыщенных грунтов в основании зданий и сооружений. На изобретение подана заявка на получение патента. Способ осуществляется в следующей последовательности.

Сначала бурится скважина. На её стенке выполняется продольный концентратор напряжений. Запирается верхняя часть скважины и в массиве образуется вертикальная плоскость разрыва, которая заполняется под давлением, вспененным цементогрунтовым раствором. При этом образуется армоэлемент. Затем производят выдержку твердеющего материала от 7-ми до 24 часов, зачищают скважину в этом возрасте, выполняют разворот резца под заданным углом и, создавая новый разрыв, формируют структурный элемент требуемой формы и размеров.

Разрывы и армоэлементы могут быть размещены под любыми углами в диапазоне от 0 до 360° в зависимости от поставленных задач, формы фундамента и требуемой степени армирования.

Из созданных структурных элементов компонуют в основании фундаментов зданий и сооружений пространственные структуры путем объединения их в плане и по высоте для совместной работы.

Изменяя длину, толщину, высоту и прочностные показатели твердеющего материала армоэлементов, способ позволяет в широком диапазоне менять степень армирования грунтового массива и его геотехнические характеристики.