Грунтоцемент. Процес виготовлення за бурозмішувальною технологію (Deep Soil Mixing)

Знизити вартість фундаментобудування можливо шляхом використання ґрунтів, що залягають в основі об’єктів будівництва, як матеріал для зведення фундаментів. Суттєво зміцнити ґрунт основи можливо за рахунок просочування цементним розчином. Внаслідок цього отримують матеріал доволі значної міцності – ґрунтоцемент. Зараз успішно впроваджуються у будівництво змішувальні методи виготовлення ґрунтоцементу: струминний, бурозмішувальний та струминно-змішувальний.

При виготовленні ґрунтоцементного елемента (ГЦЕ) у процесі буріння свердловини розпушується природний ґрунт без виймання його із свердловини за рахунок уведення в нього спеціального змішувача, який являє собою бурову трубу на кінці із ріжучими елементами певного діаметра з отворами для подачі цементного розчину. У зону розпушування розчинонасосом нагнітають цементний розчин під тиском 0,2 - 0,5 МПа, який робочим органом ретельно перемішується із пухким ґрунтом. Розпушування ґрунту, подавання цементного розчину і розмішування його з ґрунтом виконується за всією довжиною ґрунтоцементного елемента. Після тужавіння суміші утворюється міцний ґрунтоцементний елемент циліндричної форми, який не розмокає у водному середовищі. Такі елементи можливо утворювати і у водонасиченому ґрунті, тобто нижче рівня ґрунтових вод.

Одна з головних властивостей ґрунтоцементну – це його висока водонепроникність. Слід відзначити, що така висока водонепроникність була отримана в процесі звичайного технологічного циклу виготовлення ґрунтоцементу за бурозмішувальною технологією без внесення спеціальних домішок і додаткового ущільнення.

Міцність і стисливість ґрунтоцементу залежать від наступних факторів:

• вміст цементу та його якість;

• літологічні ознаки ґрунтів (піщаний ґрунтоцемент завжди міцніший, ніж глинистий);

• серед глинистих ґрунтів перевага надається пилуватим із невеликим вмістом глинистих частинок;

• термін та умови тужавіння цементу: за рік міцність ґрунтоцементу збільшується удвічі порівняно з 28-добовим терміном;

• пріоритетними слід вважати умови тужавіння ґрунтоцементу у водонасичених ґрунтах, у тому числі нижче рівня ґрунтових вод;

• за умови додаткового ущільнення ґрунтоцементу, при виготовленні його зразків у лабораторних умовах, можливо досягати характеристик скельних ґрунтів при значних тисках ущільнення та термічному обробленні.

Нашим підприємством для проведення бурозмішувальних робіт було підібрано комплект обладнання, до складу якого входять наступні машини і механізми:

• буровий станок БМ-811 на шасі автомобіля «Урал», буровий станок МРК-750 на шасі автомобіля «ЗИЛ», модернізовані тим, що шнеки були замінені буровими штангами діаметром 100 мм з внутрішнім каналом для подавання цементного розчину;

• вертлюг для з’єднання штанг із розчинонасосом;

• розчиномішалка для виготовлення цементного розчину;

• діафрагмовий розчинонасос або буровий плунжерний насос, які забезпечують тиск у 0,5 - 0,7 МПа, для нагнітання цементного розчину у свердловину;

• змішувально-бурове долото з порожнистим корпусом, яке має спеціальні отвори для розподілення розчину за усім перерізом свердловини.

Ґрунтоцемент – це суміш ґрунту і цементу, яка має достатню міцність, низьку деформативність, високу водонепроникність і довговічність.