Стабилизация грунта цементом технология

Обновлено: 18.09.2024

СТО СРО 083-029EN-2011

СТАНДАРТ НП СРО "СОЮЗ СТРОЙИНДУСТРИИ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ"

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ СТАБИЛИЗАЦИИ СЛАБЫХ ГРУНТОВ ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Часть 2. Руководство по проектно-конструкторским работам: Стабилизация слабых грунтов

Настоящий "Стандарт СТО СРО" разработан на основе Европейского проекта по стабилизации слабых грунтов колоннами или массивами EuroSoilStab CT97-0351 N проекта: BE 96-3177 "Разработка и реализации методов стабилизации слабых грунтов органического происхождения для строительства железнодорожной, автомобильной и иной инфраструктуры (BE 96-3177)"*. РЕЦЕНЗИРОВАН Институтами: ФГАОУ ВПО "УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина", ОАО "Уральский научно-исследовательский институт архитектуры и строительства". Рекомендован для доработки и включения в план разработки нормативов и принятия документа в качестве СТО НОСТРОЙ.

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Сведения о стандарте

1. РАЗРАБОТАН НП СРО "Союз стройиндустрии Свердловской области".

2. ВНЕСЕН НП СРО "Союз стройиндустрии Свердловской области".

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ решением Общего собрания НП СРО "Союз стройиндустрии Свердловской области" от 31 мая 2011 г., протокол N 10

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

Общая информация

Глубинная стабилизация представляет собой метод стабилизации слабых грунтов путем добавления сухих или влажных вяжущих материалов для ослабления усадки и/или усиления устойчивости насыпей для автомобильных и железных дорог. Грунт под насыпью можно стабилизировать либо путем формирования колонн из стабилизированного грунта (так называемая "стабилизация колоннами"), либо путем стабилизации всего объема грунта (так называемая "стабилизация массивом"). Глубинная стабилизация может применяться для стабилизации различных типов грунтов. В Европе глубинная стабилизация слабых минеральных грунтов при помощи извести и цементных колонн применяется в Швеции и Финляндии уже более 20 лет для уменьшения усадок и усиления устойчивости насыпей.

Для стабилизации органических грунтов, таких как органическая глина, сапропель и торф, пришлось выполнить определенные научно-технические работы. Консорциум компаний и организаций из Великобритании, Финляндии, Ирландии, Италии, Нидерландов и Швеции выполнили научно-исследовательскую программу при поддержке Европейского Союза в рамках программы Brite-EuRam 4-й Рамочной программы. Сокращенное наименование проекта - ЕвроСоилСтаб (EuroSoilStab). Полное наименование: Разработка и реализация методов стабилизации слабых грунтов органического происхождения для строительства железнодорожной, автомобильной и иной инфраструктуры.

В рамках указанного проекта были проведены полномасштабные испытания в нескольких странах. Были разработаны и реализованы на практике методы стабилизации колоннами и массивами. При этом насыпи создаются поверх стабилизированного грунта, а усадки и деформации контролируются для последующего сопоставления с расчетными значениями. В последующем необходимо будет модернизировать существующее оборудование для того, чтобы использовать его в работе с более широкими и глубокими колоннами. На данных испытательных участках были разработаны и испытаны системы контроля качества. В лабораторных условиях были разработаны и испытаны новые комбинации вяжущих материалов, которые затем использовались для полномасштабных испытаний. Все результаты указанных работ приведены в настоящем Руководстве.

Проект EuroSoilStab позволил доказать то, что слабые органические грунты поддаются стабилизации. Органическая глина и сапропель показали хорошие результаты в этой связи. Торф с высоким содержанием воды требует к себе особого внимания. Добавления песка в смесь вяжущих материалов позволяет улучшить полученные результаты. Тип и количество вяжущих материалов можно подбирать на основании информации, приведенной в Руководстве, однако для принятия окончательного решения по всем аспектам стабилизации грунта необходимо выполнить полевые испытания.

Придумали стабилизацию грунтов американцы в начале 80-х годов, впоследствии распространился в европейских странах. Этот метод оказался экономическим и технологически выгодным в подготовке основания в строительстве асфальтовых дорог, улиц населенных пунктов, для аэродромов.

Чем же так выгодна стабилизация грунтов, если сравнивать с классической схемой устройства асфальтовых дорог. При строительстве дорог в районах с грунтами обладающими низкой несущей способностью идет большой расход щебня и песка. Деньги тратятся на закупку и доставку сыпучих материалов, что влияет на стоимость готовой дороги.

Плюсы стабилизации грунтов:

Уменьшение затрат на строительство дорог от 30 процентов.
Увеличение производительности дороги до 1 километра в день.
Увеличение гарантийного срока, что снижает затраты на ремонт дорог.
Любой тип грунта используется при устройстве дорог

Основная задача стабилизации грунтов это укрепления грунтов. Начинают работы с исследования физических свойств и на совместимость со стабилизирующими материалами грунта. Комплексно вяжущий материал добавляют для увеличения плотности грунтов.

На работах, в которых я участвовал по стабилизации в основном использовались такие материалы как цемент, гашеную известь, золы уноса. Применяют материалы имеющие статус отхода производства.

В Балаково часть стабилизации делали с фосфогипсом. На комбинате БМУ (Балаковские минеральные удобрения) фосфогипс круглосуточно вывозят БЕЛАЗами в гору рядом с комбинатом, размеры этой горы огромные и каждый день она растет.

При использование фосфогипса для стабилизации дорог на объекте Северстали, местная пресса начала радостно писать, что нашли применение отходам в дорожном строительстве.

Работа по стабилизации грунтов состоит из нескольких процессов:

Выемка грунта до отметок, чернозем весь удаляется
Рассыпают стабилизационный материал, с заданным количеством на 1 квадратный метр
Стабилизационная сцепка водовозка и TEREX (есть и другие машины) смешивают грунт с комплексно вяжущим материалом. На днище терекса большая фреза с зубьями, вращаясь вкапываеться в землю и перемешивает стабилизационный материал с грунтом. С водовозки идет подача воды на фрезу.

стабилизационная сцепка TEREX и водовозка

Следом укрепляют грунт виброкатком не менее 15 тонн

Происходит полимеризация грунта, основание набирает прочность больше чем дорога, сделанная по классической схеме. Ко всему этому стабилизированный грунт не впитывает влагу, не подвержен эрозии.

На строительной площадке осенью, когда грязи было по колено и машины не могли передвигаться, мы перемешивали фосфогипс с последующим тромбованием и по такой дороге грузовые машины могли ездить, не смотря на дождь. Стабилизация грунтов применяется в осушение строительных площадок.

Стабилизированный грунт не нуждается в восстановлении, можно менять асфальтовое покрытие, не трогая основание.

Как мы начинали стабилизацию грунтов

В Балаково начинались работы с малым количеством людей, потом появились разнорабочие. Первые люди, приехавшие на строительную площадку были оператор катка, грейдера, терекса и механик.

Руководство закупило цемент, который привозили с Вольска в цементовозе и поставили нам задачу принимать этот цемент в биг беки (полиэтиленовые мешки выдерживающие вес до 1 тонны).

Фишка была в том, что при скачивание цемента с цементовоза нагнетается давление воздухом с помощью компрессора и он под давлением выходит из бочки. Только он с такой силой выходит (правильнее сказать выстреливает), что шланг человеку нельзя удержать.

На площадке Северстали Балаково мы были вторыми, это было поле без всяких строений. Емкостей под цемент никаких не было (самое смешное под конец работ фирма купила бочку).

Когда начали сдувать цемент с цементовоза мы ничего лучшего не придумали, как держать биг бэк и шланг, один человек держит мешок двое шланг с цементовоза. Помню водителю цементовоза такой цирк, когда он узнал, как мы будем принимать цемент, рассмешил. Он включил видеокамеру на сотовом телефоне, чтоб это заснять себе на память (наверно его коллеги по гаражу долго ржали).

Начали сдувать, давление потихоньку нагнетается, цемент вытекает не большим ручейком и перестает течь. Образовалась в трубе пробка 2 человека шланг держат,

давление в бочке еще больше нагнетается и бах выстрел люди падают, большое облако цементной пыли. В этом облаке только секунд через 15 видно людей, которые все в цементе и задыхаются от этой пыли.

Делали еще 2-3 попытки, пока поняли, что ничего не получиться. В конце концов, привязали шланг и мешок к грейдеру и сдували спокойно, этот стабилизационный материл.

Вот так мы начинали делать стабилизацию грунтов на данном объекте, потом все наладилось, появился мощный компрессор, емкости под хранение цемента.

Что такое холодный ресайклинг? Как отремонтировать дорогу без снятия старого покрытия читаем в этой статье.

Почему так сложно построить долговечную дорогу ? Нагрузку от движущейся техники принимает на себя основание дороги. Проблема в том, что оно не стабильно. Подстилающий грунт пропитывается влагой , от перепада температуры и динамических нагрузок , основание дороги неравномерно просаживается. Это приводит к разрушению верхнего слоя покрытия, каким бы качественным оно не было. Чтобы дорога прослужила дольше, основания стараются сделать максимально стабильным. На уплотненный грунт укладывается слой песка, подушка из щебня, затем асфальт либо бетон. Это дорогая и трудно затратная технология.

При возведении дорог в районах с плохими грунтами, обладающими низкой несущей способностью, происходит большой расход щебня и песка при устройстве основания. Деньги тратятся на закупку и доставку сыпучих материалов, что влияет на стоимость готовой дороги. Для решения этой проблемы специалисты " Аэродорстрой" применяют метод стабилизации грунта. Технология стабилизации грунта представляет собой процесс тщательного измельчения и перемешивания грунта с соответствующими неорганическими вяжущими материалами (цемент или известь), добавленными в соотношении 5-10% от массы, с последующим их уплотнением катками. После качественного уплотнения и затвердевания грунт становится более плотным (прочным) и обеспечивает высокую несущую способность основания. Таким образом происходит полимеризация грунта и основание дороги набирает прочность больше чем дорога, возведенная по классической схеме.

Снятие плодородного слоя бульдозером;
Планировка земляного полотна бульдозером и автогрейдером;
Распределение цемента прицепным дозатором;
Перемешивание грунта с цементом с помощь ресайклера;
Распределение воды по перемешенной поверхности с помощью поливомоечной машины или гудронатора;
Повтроное перемешивание с помощью ресайклера.
Уплотнение грунто-цементной смеси катком с кулачковым бандажом;
Профилирование уплотненного грунта автогрейером;
Финишное уплотнение катком на пневмошинах.

Последовательность выполнения операций методом ресайклинга

Необходимая производственная техника для стабилизации грунта

Процесс перемешивания грунта и минерального вяжущего ресайклером

Технология стабилизации основания, существующая на западе уже не один десяток лет, наконец-то практикуется и у нас в России. Важнейшая задача стабилизации это укрепить грунт. Работы по стабилизации начинаются с лабораторных исследований физических свойств грунтов и их совместимости со стабилизирующими материалами грунта (минеральными вяжущими). Добавление стабилизирующих добавок ( цемент, известь, гипс, шлаки ) увеличивает плотность грунтов. В едином комплексе с цементом, укрепленный грунт создаёт прочное, морозостойкое и водопроницаемое основание для будущей дороги или площадки.
Плюсы стабилизации грунтов:
-уменьшение затрат на строительство дорог, оснований сооружений, за счёт уменьшения инертных материалов и сокращения затрат на доставку .
-стабильно равномерное поведение основания на всей площади стабилизации.
-применение местного грунта при устройстве дорог, оснований сооружений.

Компания " Аэродорстрой" имеет в своем наличии всю необходимую дорожно-строительную технику необходимую для выполнения работ по стабилизации грунта. Автопарк организации включает в себя бульдозеры, автогрейдеры, катки, ресайклеры от ведущих мировых лидеров-производителей : Bomag, Wirtgen, Caterpillar.

Сегодня поговорим о такой теме, как строительство дорог с применением стабилизирующих технологий при обработке грунта. На самом деле, тема может показаться легкой, однако существуют определенные нормы и правила при возведении даже относительно небольших участков и дорог не только общего пользования, а, к примеру, внутри дворовых. Основной тезис заключается в правильном понимании того, какой должна быть технология укрепления грунта и его стабилизации.

Строительство дорог по технологии стабилизации грунта

Впервые подобная технология была испытана и внедрена ещё в начале 80-х годов в Америке, затем нашла своих поклонников в Европе, в том числе в России. Как и ранее, стабилизация грунта или точней основания (подушки) является оптимальным и с одной стороны выгодным шагом, позволяющим в определенной местности и в некоторых случаях обустроить дорожной полотно без использования таких привычных материалов как асфальт или бетон.

Подобная методика характерна не только при строительстве грунтовых дорог, но при реконструкциях насыпей под Ж/Д линии, при строительство асфальтовых или бетонных дорог. Кроме того, широкое применения технология нашла при устройстве искусственных водоемов, где требуется уплотнение почвы.

Стабилизаторы, используемые при данной технологии, позволяют использовать местный материал, к примеру, глину, песок для устройства основания под дорогу. Это выгодно с экономической точки, да и в тяжелых условиях строительства, где нет стабильного подвоза классических строительных средства, использование подобных местных стабилизаторов и материалов вполне обосновано.

Укрепление и стабилизация грунтов

Под укреплением и стабилизацией почвы понимают один из способов, используемых строителями при повышении износостойкости и прочности дорожного полотна, увеличениях сроков использования, а также необходимости сокращения расходов на строительство. По подсчетам специалистов, подобная технология позволяет сэкономить где-то в 1,5 раза на затраты для традиционных материалов.

Кроме того, укрепление грунтов гарантирует сокращение объёмов привозимого грунта для формирования той же дорожной одежды.

Вы должны понимать, как и любой процесс подобная технология включает некоторые этапы. Прежде, чем рассмотрим этапность работы, хотелось бы напомнить, что стабилизация грунта обязательно включает в себя использование специальных минеральных добавок, в том числе цемента. Они позволяют повысить показатели прочности, а также значительно увеличить устойчивость к образованию в будущем трещин или ям.

Что касается самого процесса, то подразумеваются следующие этапы:

Определение характеристик грунта, предварительное исследование.
Подготовка и разработка специального состава для стабилизации.
Выемка лишнего объёма грунтов.
Обустройство определенных уровней почвы и оснований, в которых будет достаточно минеральных примесей.
Уплотнение по средство динамики и статики.
Произведение контроля за проводимыми работами.

Технология укрепления грунтов укрепляющими растворами

В мире существует огромный арсенал средств, различных химических реагентов, позволяющих закреплять грунт на достаточно продолжительный период. К преимуществам подобного метода можно причислить:

высокий уровень механизации для проведения всех операций;
гарантия упрочнения грунта до заданных параметров согласно проектов;
небольшая трудоемкость;
сокращение ручного труда.

Относительно недавно была разработана технология под названием газовая силикатизация. Под ней понимается применение в качестве укрепления грунта углекислого газа и раствора жидкого стекла.

Помимо выше указанной технологии был разработан метод электросиликатизации, во время которого при нагнетании в грунт гелеобрзующих смесей на основе силиката и натрия подается напряжение. Потребление электричества зачастую составляет до 30 кВт на 1 м3. Что касается потребления растворов, то он абсолютно такой же, как и в случае газосиликатиции.

Технология стабилизации грунта

Суть подобной технологии заключается во введении в почву необходимых добавок (минеральных), позволяющих повысить механические свойства. При этом грунт значительно измельчается и смешивается с необходимыми минеральными компонентами для последующего уплотнения. При этом ещё на момент проектирования разрабатывается и определяется необходимый состав компонентов.

После тщательного смешивания измельченных материалов со связующими частицами получается настоящая плита, словно монолит, как раз и образующая необходимое дорожное основание.

К конкретным преимуществам подобной технологии можно отнести:

сокращение стоимости работ;
сокращение времени на работу;
обеспечение высокой эксплуатационной устойчивости.

Плюсы технологии

Технология укрепления и стабилизации почвы, как уже выяснили, достаточно популярна не только в нашей стране, но за рубежом. Самое интересное, что по правилам при использовании подобной технологии проводить обустройство дорожных покрытий можно даже в зимний период. Поэтому никакие климатические условия не могут стать проблемой и преградой. Но нужно понимать, что для этого необходимо полное соответствие работам и используемым компонентам.

В целом, можно выделить следующие группы преимуществ:

Препятствие при попадании влаги на основание, соответственно высокая устойчивость к эрозии, размоканию и морозостойкости. Единственное исключение в невозможности справится с морозным пучением грунта.
Повышенный, так называемый модуль упругости, сдвигоустойчивости, соответственно снижается эластичность. Вместе с этим гарантируется возможность снижения слоя асфальтобетона вплоть до 50%, исключается просадка, образование колей, а также исключается появление трещин.
Используется материал, в частности, грунт, находящийся уже непосредственно на строительной площадке, в редких случаях привозной. Соответственно экономим на привозных материалах и на затратах для транспортировки.

Часто встречающиеся ошибки

К распространенным ошибкам можно отнести:

Использование устаревшей либо не соответствующей техники.
Использование грунта с недостаточной влажностью либо, наоборот, слишком переувлажненного грунта.
Отсутствие контроля при проведении работ по уплотнению слоев.
Неправильная концентрация смеси, то есть малое или большое содержание вяжущих элементов.

По итогу хотелось бы выделить следующее, что при подготовке любого объекта и производимых работах, используя технологию стабилизации и укрепления, важно подходить ответственно к проведению в целом работ. Уделять внимание проектированию, инженерно техническому и лабораторному анализу. Без грамотного контроля по составу смеси конечный результат, как экономическая эффективность, будет утерян.

Читайте также: