В настоящее время для крупных и средних городов особенно актуальной является проблема повышения качества их инфраструктуры, размещения транспортных и инженерных систем в условиях плотной городской застройки, создание многофункциональных комплексов и других общественных и гражданских сооружений. Решение этой проблемы возможно прежде всего за счет рационального и эффективного освоения подземного пространства, что является достаточно сложной технической и технологической задачей. Это обусловлено высоким уровнем требований к надежности и экологической безопасности применяемых конструктивно- технологических решений. При этом, в процессе производства работ следует исходить из условий минимизации шумовых нагрузок на окружающую среду, необходимости размещения строительно-технологического оборудования в крайне стесненных условиях, сокращения соков производства работ. По нашему мнению наиболее полно этим условиям соответствует технология «INTRABAU-MIKRODUR», основанная на использовании высокодисперсных минеральных порошков с оптимально подобранным гранулометрическим и минеральным составом.

Приготовленные на основе этих порошков водные суспензии, обладающие высокой пенетрационной способностью, при инъекции в режиме пропитки заполняют поровую структуру несвязанного или рыхлого грунта, а при последующем затвердевании переводят его в материал с прочностью при сжатии до 20-25 Мра.Водные суспензии на основе Микродура имеют водо-вяжущее отношение от 0,7 до 7,0 в зависимости от поставленной цели и рекомендованы для уплотнения и упрочнения грунтов и оснований фундаментов, а также для восстановления качества каменных, бетонных и железобетонных конструкций. Начиная с 1997 года строительная компания ООО "ИНТРА-БАУ" использует Микродур (Рис.1) для этих целей и в России. Исследование свойств этого материала и изучение опыта его использования на объектах Европы и России, показало, что для эффективного применения Микродура для упрочнения грунтов и восстановления качества конструкций необходимо, во-первых, правильно выбрать его марку, а во-вторых, учитывать некоторые особенности его приготовления и использования.
Микродур производится путём воздушной сепарации цемента СЕМ I 52,5 (ПЦ Д0 М600). Выпускается четыре основных марки Микродура, различающихся по гранулометрическому составу (Таблица 1).
Консистенция водной суспензии на основе Микродура с водо-вяжущим отношением 2,0 и более, практически равна консистенции воды. Скорость вытекания воды из консистометра равна 28 сек. Суспензия по истечении 30 минут после приготовления при В/В = 2,0 вытекала за 30 сек, при В/В = 1,5 за 33 сек и при В/В = 1,0 за 40 сек. Это указывает на высокую проникающую способность суспензии при В/В = 1,0 и выше.
При добавлении в суспензию суперпластификатора её консистенция даже при В/В = 0,7 остается неизменной в течение 1,5 часа и практически равна консистенции воды.

Рис. 1 Частицы Микродура на человечяеском волосе	Рис. 2 Пример вскрытых грунтобетонных массивов полсе пропитки супсензией Микродур	Рис. 3 Остановка посадки здания церкви Большого Вознесения у Никитских ворот

Приготовление суспензии Микродур
При производстве работ на строительной площадке весьма важным свойством вяжущего, затворенного водой является время, в течение которого смесь или суспензия может перемешиваться, транспортироваться или храниться без изменения её подвижности и свойств после затвердевания. В данном случае, как было показано выше, жизнеспособность суспензии до 1,5 часа вполне достаточна для её приготовления, подачи к месту использования и выполнения работ по инъецированию грунта.
Как правило, объем одного замеса приготавливаемого на строительной площадке составляет от 80 до 120 литров. Время, необходимое для инъецирования этого объема суспензии в грунт составляет от 10 до 30 минут, в зависимости от свойств грунта. В течение этого времени суспензия не должна изменять свои свойства и, что особенно важно, не расслаиваться. В этой связи необходимо обеспечить минимальную седиментацию Микродура в суспензии в течение времени, необходимого для выполнения работ по инъецированию.
Добавка-стабилизатор позволяет практически исключить седиментацию в суспензиях с водо-вяжущим отношением вплоть до 4,0 в течение 1,5 часов. Однако для обеспечения такой стабильности суспензии её необходимо приготавливать в скоростном смесителе при скорости вращения активатора около 3000 об/мин и продолжительности смешивания не менее трёх минут.
Как показал опыт использования этой технологии, стабильность суспензии существенным образом зависит от последовательности загрузки исходных материалов в смеситель.
При приготовлении суспензии следует загрузить в смеситель весь необходимый для замеса объем воды и пластификатора. Перемешивание производится до полного растворения пластификатора. Время перемешивания зависит от температуры воды и вида пластификатора и устанавливается опытным путем. Затем в смеситель загружается необходимый объем Микродура и перемешивание длится 3 минуты. Жизнеспособности смеси в этом случае будет обеспечена не менее 90 минут. Однако нужно иметь в виду влияние температуры на жизнеспособность смеси. Температура смеси после её приготовления не должна превышать 250С.
Для приготовления суспензии применяется скоростной смеситель, который может быть изготовлен из наиболее распространенного в России растворного смесителя РМ 350.

Рис. 4 Усиление фундаментов здания галереи Шилова на ул. Знаменка	Рис. 5 Связи с уширенной пятой под здание школы в Уланском переулке	Рис. 6 Понижение отметки подвала на 2,3 метра в административном здании на ул. Кузнецкий мост

Технология инъецирования
Определение параметров инъекции осуществляется на основе характеристик грунтов (гранулометрический состав, пористость), требуемой прочности образуемого грунтобетонного массива и необходимых габаритов грунтобетонного массива.
Требуемая марка Микродура и рецептура суспензии определяются лабораторным способом исходя из данных, приведенных в Таблице 2.
Инъецирование суспензии Микродур в грунты проводится по горизонтальной или вертикальной схемам. В первом случае инъецирование ведется последовательно во все установленные инъекторы по одной зоне в каждый инъектор. Затем операция повторяется на следующей вышележащей зоне. Перерыв между инъекциями соседних зон в одном инъекторе не должен превышать 6 часов. Таким образом, инъекция осуществляется послойно до достижения верхних отметок инъецируемого массива грунта. Во втором случае инъецирование ведется последовательно во все зоны одного инъектора снизу вверх.

Используется также и точечная схема, когда инъекция ведется из одной точки (из единственной манжеты инъектора или из нескольких одновременно). Такая схема применяется для закрепления небольших массивов (в первую очередь, при устройстве корневого уширения свай).
Инъекции с применением ОТДВ Микродур производятся при низком давлении (для грунтов не более 5 атм.) исключительно в режиме пропитки и заполнения порового пространства среды инъецирования.
Расположение инъекторов зависит от характера работ по укреплению грунта. При наращивании ленточных фундаментов, а также при устройстве новых стен подвалов с последующим понижением отметки пола подвала ниже существующей, инъекторы устанавливаются вдоль стены с одной или с двух сторон. Рекомендуемый шаг инъекторов для наращивания фундаментов 1,0 – 1,2 м, при устройстве новых стен – 0,6 –0,8 м.
Общий принцип установки инъекторов и определения количества манжет на инъекторах – максимальное приближение к проектным габаритам грунтобетонного массива.
Максимальный шаг инъекторов определяется максимальным временем инъекции (120 мин) и интенсивностью подачи суспензии (при условии максимального давления инъекции 5 атм.). Практически максимальный шаг между инъекторами рекомендуется принимать не более 1,8 – 2,0 м. Необходимость максимального шага инъекторов возникает при ограниченном доступе к месту инъекции.

Рациональные области применения технологии
Исходя из анализа свойств и опыта использования суспензий на основе Микродура этот материал можно рассматривать как альтернативу жидкому стеклу и полимерным композициям (эпоксидной, карбомидной, фенолформальдегидной и др.) со следующими преимуществами:
долговечность,
простая технология приготовления суспензии и инъцирования,
экологическая чистота,
однородность с обычными цементами по составу,
совместимость с бетоном и железобетоном,
возможность выполнения работ в условиях обводнённых и водонасыщенных грунтов.
На рис. 2 показаны вскрытые грунтобетонные массивы после инъецирования грунта суспензией на основе Микродура и последующего его затвердевания. В данном случае инъецированию подвергался грунт из мелкого песка. Прочность грунтобетонного массива составила от от 7,0 до 9,2 мПА при водо-вяжущем отношении равном 4,0.
Наиболее эффективными областями применения Микродура можно считать:
Устройство свайных фундаментов мелкого заложения с грунтобетонной пятой повышенной несущей способности;
Закрепление оснований фундаментов существующих зданий и сооружений с целью предотвращения осадок;
Заглубление подошвы существующих фундаментов с устройством подвала вместо технического подполья или увеличения высоты существующих подвалов;
Уплотнение и закрепление грунта контактной зоны в туннелях и подземных сооружениях;
Укрепление рыхлых и проницаемых грунтов вокруг нефтегазовых скважин для предотвращения затрубного выхода и ухода в грунт нефти и газа;
Укрепление, упрочнение и обеспечение водонепроницаемости песчаных и обводнённых грунтов (от пылеватых до крупнозернистых песков, супеси) при устройстве фундаментов, подпорных стен, ремонте и строительстве метрополитенов, подземных гаражей, подвалов;
Повышение прочности и водонепроницаемости каменных, бетонных и железобетонных конструкций при ремонте и реконструкции очистных сооружений, плотин, аэродромных и дорожных покрытий, обделок туннелей и метрополитенов, шахт.
До настоящего времени в России и странах СНГ технология укрепления грунтов и конструкций на основе суспензии Микродур успешно реализована более чем на ста объектах. Следует особо выделить уникальный опыт использования Микродура для закрепления грунтов в зоне вечной мерзлоты. В г. Якутске была остановлена просадка здания сельско-хозяйственной академии из-за оттаивания грунта вокруг свайного фундамента. Повышение несущей способности свайного основания было обеспечено путем устройства грунтобетонных обойм вокруг свай. Радиус обойм составил около 500 мм, прочность грунтобетона обоймы 11 Мпа при водоцементном отношении равном 3,8 В г. Тарко-Сале (Ямало-Ненецкий автономный округ) предотвращена просадка здания общеобразовательной школы, фундамент которой располагался над линзой вечной мерзлоты.
Достаточно большой опыт использования Микродура в подземном строительстве и подземных ремонтно-восстановительных работах имеется в г. Москве. Ниже приводятся некоторые объекты г. Москвы, в которых использован Микродур для решения различных проблем, возникающих как при новом строительстве, так и в процессе эксплуатации существующих зданий.
После строительства колокольни в непосредственной близости от Церкви Большого Вознесения у Никитских ворот была зафиксирована неравномерная просадка здания церкви. Несущая способность основания фундаментов существующего здания (Рис. 3) была повышена путем увеличения их размеров после инъецирования суспензии Микродур и образования грунтобетонного массива со средней прочностью 4,5-5,0 МПа при водоцементном отношении 4,5. Общий объем закрепленного грунта составил 400 куб. м.
На ул. Знаменка из-за близости здания галереи Шилова к котловану вновь строящегося здания возникла необходимость понижения подошвы фундамента здания галереи (Рис. 4). Задача была решена путем образования грунтобетонного массива объемом около 430 куб. м инъекцией суспензии Микродур в рыхлые пески средней крупности, расположенные под существующими фундаментами.
При строительстве нового здания школы в Уланском переулке фундамент был выполнен из свай с корневым уширением из грунтобетонного массива путем инъекции суспензии Микродур через инъектор, расположенный в середине каркаса буроинъекционных свай. Инъекция суспензии выполнялась после бетонирования свай. Это позволило существенно уменьшить диаметр свай с 500 до 300 мм и их длину с 17-19 м до 6м . Всего был

о возведено 543 сваи с общим объёмом корневого уширения 900 куб. м (Рис. 5).
В административном пятиэтажном здании на ул. Кузнецкий Мост возникла необходимость устройства подвального помещения вместо технического подполья. С этой целью было выполнено понижение отметки подвала на 3,2 метра путем устройства фундаментной стены под подошвой существующего фундамента из грунтобетона, средняя прочность которого составила 20,0 МПА. Площадь подвала 450 кв. м, а общий объем вновь созданной фундаментной стенки – 700 куб. м (Рис. 6).

Игорь ХАРЧЕНКО,
доктор технических наук,
Александр ПАНЧЕНКО,
доктор технических наук.

ООО «ИНТРА-БАУ»
г. Москва,
Шлюзовая набережная, 8, оф. 703
[email protected]
www.intrabau.ru
Тел.: (495) 235-52-48,
235-58-07.
Факс: (495) 235-86-75.

вернуться к списку статей