Не всегда грунтовые или грунтово-водные условия на месте планируемого строительства имеют оптимальные свойства. Все чаще случается так, что наиболее привлекательные строительные площадки уже благоустроены и здания приходится возводить в слабоносных местах. К таким землям относятся осадки органического, песчаного и антропогенного происхождения, например, в виде искусственных насыпей. Если несущая способность грунта недостаточна, необходима стабилизация грунта. Существуют различные методы и материалы, обеспечивающие необходимую стабилизацию подложки.

Методы укрепления субстрата и различные критерии разделения

Анализ параметров грунта и мнения о состоянии грунтовых вод проводятся до завершения любого строительства. От типа строительного объекта зависит его классификация и объем необходимых документов. Геотехнические обзоры разрабатываются в зависимости от того, являются ли грунтовые условия простыми, сложными или сложными. Поведение грунта под воздействием строительной нагрузки зависит, прежде всего, от типа и состояния грунта.
В состав грунта входят минеральные частицы разных размеров и часто органические примеси. Наиболее подходящими для строительных нужд являются крупнозернистые грунты (песок, простокваша, гравий). Мелкие зерна грунта типа глины, ил и пыли изменяют свои параметры под воздействием воды и требуют усиления. Особых обработок и подкреплений требуют органические грунты, обладающие высокой влажностью и сжимаемостью. Свойства грунта также существенно зависят от уровня грунтовых вод. Под воздействием воды, как песок, так и глина резко теряют несущую способность, подвергаясь пластификации или разжижению.

Стабилизация основания может иметь различный объем работ, и могут быть использованы несколько критериев разделения используемых методов

• Глубина усиления: поверхностное и углубленное укрепление.
• Тип используемого материала: стабилизация связующим веществом, например цементом.
• Изменение параметров грунта: поверхностное уплотнение и углубление, колонна и дренаж.

Механическая стабилизация грунта — оптимальное зернение грунтовой смеси

Стабилизация грунта механическим методом заключается в уплотнении грунта после предварительной подготовки соответствующего состава грунтовой смеси. Увеличение прочностных параметров грунта достигается после уплотнения полученной оптимальной смеси, что требует добавления и смешивания дозирующего материала. Идея состоит в том, чтобы зерна гравия и песка разного диаметра максимально уменьшали количество пор – свободного пространства между зернами.
Наполнителем является пылевая фракция, а связующим иловая фракция; дозирование предназначено для заполнения местного грунта отсутствующими фракциями. Оптимизация грунтовой смеси заключается практически в добавлении одного или двух компонентов, таких как натуральные заполнители (песок, гравий), сломанные агрегаты и шлак, летучая зола. Смеси изготавливаются на месте или в стационарных смесителях. Затем слой смеси уплотняется.
Грунтовая смесь обладает собственной оптимальной влажностью, при которой дает максимальное уплотнение. Стабилизационные работы в полевых условиях должны проводиться в условиях, близких к этой влажности. Грунт после подготовки должен сохранять надлежащую сплоченность, как во время засухи, так и в период дождей.

Методы химической стабилизации субстрата

Эти методы требуют использования сыпучего связующего вещества, которое нуждается в воде для связывания почвы. К ним относятся, среди прочего:

1. Стабилизация грунта цементом — один из самых популярных методов, простой в исполнении при высокой скорости работ и умеренных затратах. Цементно-стабилизированный слой содержит его гораздо меньше, чем бетон, поэтому не требует расширения-при условии надлежащего зернения. В случае стабилизации песка, необходимо добавить к нему фракции, образующие оптимальную смесь. Большее количество цемента (более 4-10%) приводит к увеличению прочности, но в то же время к большей возможности усадки и трещин.
2. Стабилизация грунта шлаком — шлак, являющийся отходом в металлургических процессах, используется в качестве связующего для стабилизации грунта.
3. Стабилизация грунта летучей золой — зола является отходом от ТЭЦ, ее цена относится к самой низкой. Однако в качестве стабилизатора грунта он имеет ограниченную эффективность.

Другие методы стабилизации подложки

Стабилизация грунта известью

Стабилизация известью применяется в случае связного грунта, содержащего значительное количество фракций типа обыкновенного, глинистого песка или пыли, а также глинистых и глинистых субстратов. Известь подходит для предварительного улучшения очень связанного, кислого и влажного грунта, который в дальнейшем может быть стабилизирован цементом.

Стабилизация грунта гидрофобным добавлением

Эти типы добавок предназначены для того, чтобы дать молекулам земли способность отталкивать молекулы воды друг от друга. Грунт должен содержать достаточное количество мелких фракций, чтобы между частицами этих фракций и частицами гидрофобных добавок происходили соответствующие физико-химические реакции. Отсутствие более широкого интереса к этому методу связано, в частности, с его инновационностью, которая отличается от традиционных методов.

Механическая стабилизация против химической стабилизации грунта

Механическая стабилизация грунта без добавок применяется очень редко. Более популярными являются методы стабилизации гидравлического связующего, относящиеся к группе химических методов. Стабилизатор грунта значительно улучшает долговечность грунтового слоя, а цена обработки при этом существенно не растет.
Принцип оптимальной смеси, основанный на правильном выборе грунта, может быть использован не только в механическом методе. В конкретных условиях это оправдано и технически, и экономически. Дозирование вместо замены земли ограничивает транспортировку материала и снижает затраты на обработку. Смешивание различных фракций иногда используется в новом методе химической стабилизации грунта гидрофобной стабилизации.