Деформация оснований, фундаментных конструкций остаётся одной из наиболее серьёзных проблем в строительной отрасли. Неравномерные осадки, трещинообразование, снижение несущей способности грунтов приводят к аварийным ситуациям, устранение которых требует обоснованных инженерных решений. Среди современных методов восстановления эксплуатационной надёжности конструкций особое место занимает усиление фундамента инъектированием — технология, позволяющая работать без полного демонтажа существующих элементов, без остановки эксплуатации здания.
В данной статье рассмотрим, что такое инъектирование фундамента, в каких случаях оно применяется, какие составы, оборудование используются, как формируется сметная стоимость, а также какую роль играют нормативные документы при проектировании.
Суть и принцип инъектирования фундаментов
Инъектирование фундаментов — это процесс нагнетания специальных ремонтных составов (цементных, полимерных, эпоксидных, полиуретановых) в тело фундаментной конструкции либо в контактную зону между фундаментом, основанием. Целью является заполнение пустот, трещин, раковин, пор, а также восстановление монолитности конструктивного элемента.
Принцип инъектирования фундаментов базируется на создании избыточного давления, под действием которого инъекционный раствор проникает в дефектные участки. За счёт отверждения состава формируется однородная структура, способная воспринимать проектные нагрузки.
Основные задачи, которые решает данная технология:
- восстановление целостности конструкций с множественными трещинами, кавернами;
- повышение прочности, водонепроницаемости фундаментного массива;
- стабилизация основания, предотвращение дальнейших осадок;
- герметизация швов, стыков при наличии активных водопритоков;
- продление срока службы здания без капитального демонтажа.
Когда необходима инъекция фундамента
Потребность в инъекции фундамента для усиления возникает при обнаружении ряда характерных признаков. Принятие решения о проведении работ основывается на результатах инженерного обследования в соответствии с ГОСТ 31937-2011.
Типичные ситуации, при которых назначают инъекционное укрепление:
- появление сквозных, несквозных трещин в цокольной части, стенах;
- выявление пустот, разуплотнённых зон в теле кладки при ультразвуковом или георадарном обследовании;
- увеличение осадок, зафиксированное геодезическим мониторингом;
- обводнение подвальных помещений, разрушение гидроизоляционного контура;
- реконструкция здания с увеличением нагрузок на существующее основание;
- строительство вблизи существующей застройки, необходимость компенсационных мероприятий.
Усиление фундамента инъектированием — технология проведения работ
Усиление фундамента инъектированием — сложная технология, включающая несколько последовательных этапов. Каждый из них регламентирован проектной документацией, требует строгого контроля качества.
Подготовительный этап
На стадии подготовки проводят визуальное, инструментальное обследование конструкции. Определяют характер, глубину дефектов, состав кладки, физико-механические свойства грунтов основания. На основании полученных данных разрабатывают проект на инъектирование фундамента, в котором указывают расположение, шаг инъекционных скважин, тип нагнетаемого состава, давление нагнетания, критерии окончания процесса.
Бурение скважин и установка пакеров
В теле фундамента бурят скважины (шпуры) диаметром 25–42 мм с шагом, определённым проектом. Глубина скважин зависит от толщины конструкции и типа дефекта. В пробуренные отверстия устанавливают инъекционные пакеры (механические или клеевые), обеспечивающие герметичность соединения с нагнетательным оборудованием.
Нагнетание ремонтного состава
Через пакеры подают инъекционный раствор под контролируемым давлением. Процесс ведётся последовательно от скважины к скважине. Контролируют объём закачанного материала, давление нагнетания. При достижении проектного давления отказа переходят к следующей скважине. Данный этап является ключевым, определяет результативность всей процедуры.
Контроль качества
После отверждения состава проводят контрольное обследование. Применяют ультразвуковой метод неразрушающего контроля, отбирают керны для лабораторных испытаний. Результаты фиксируют в актах скрытых работ.
Метод инъектирования фундаментов при различных типах конструкций
Метод инъектирования фундаментов универсален, легко адаптируется к конструктивным особенностям обрабатываемого элемента. Рассмотрим его применение для наиболее распространённых типов.
Усиление каменного фундамента методом инъектирования
Усиление каменного фундамента методом инъектирования является одним из наиболее востребованных направлений. Бутовые, бутобетонные фундаменты исторических зданий часто характеризуются значительной пустотностью (до 15–25%), выкрашиванием раствора, расслоением кладки. Нагнетание цементно-песчаного или микроцементного раствора позволяет заполнить пустоты, восстановить несущую способность без разборки конструкции.
При обработке бутовой кладки скважины бурят в шахматном порядке с шагом 500–1000 мм. Давление нагнетания ограничивают значениями 0,2–0,6 МПа во избежание разрушения кладки.
Усиление кирпичного фундамента инъектированием
Усиление кирпичного фундамента инъектированием имеет свои особенности, связанные с пористой структурой керамического камня, относительно невысокой прочностью горизонтальных швов. В качестве инъекционного материала применяют составы с повышенной проникающей способностью — микроцементы с размером частиц до 6 мкм или эпоксидные смолы. Давление нагнетания для кирпичных конструкций, как правило, не превышает 0,3 МПа.
Инъектирование трещин фундамента
Инъектирование трещин фундамента выполняют при наличии локальных повреждений. Для трещин раскрытием до 0,3 мм используют низковязкие эпоксидные составы, для трещин большего раскрытия — полиуретановые или цементные растворы. Схема на инъектирование фундамента предусматривает установку пакеров по обе стороны от трещины с шагом, равным 1,0–1,5 толщины конструкции.
Инъекционный способ укрепления фундамента и его преимущества
Инъекционный способ укрепления фундамента обладает рядом технологических, экономических преимуществ перед традиционными методами (устройство обойм, подведение плит, вывешивание здания).
Ключевые достоинства метода:
- минимальные объёмы земляных работ, отсутствие необходимости вскрытия фундамента по всему периметру;
- возможность выполнения работ в стеснённых условиях подвальных помещений;
- сохранение эксплуатации здания в период производства работ;
- высокая контролируемость процесса за счёт мониторинга давления, объёмов нагнетания;
- долговечность результата при правильном подборе инъекционного состава.
Инъекционное закрепление фундамента также позволяет решать задачу гидроизоляции, поскольку отверждённый состав создаёт водонепроницаемый барьер в структуре конструкции.
Инъектирование фундамента, усиление грунта основания
Помимо работы с телом конструкции, инъектирование фундамента с целью усиления грунта представляет собой отдельное важное направление. Ослабленные, водонасыщенные или разуплотнённые грунты под подошвой фундамента нуждаются в закреплении для обеспечения стабильности всего сооружения.
Инъектирование основания фундамента осуществляется через наклонные скважины, пробуренные сквозь тело фундамента либо рядом с ним. Цементный раствор или специальный геополимерный состав нагнетают в грунт, где он заполняет поры, формирует армирующую структуру. Результатом становится повышение модуля деформации, прочности грунтового массива.
Усиление фундаментов инъецированием грунтового основания может производиться несколькими способами:
- пропиточная (пермеационная) инъекция — для песчаных и крупнообломочных грунтов;
- разрывная (гидроразрывная) инъекция — для глинистых и суглинистых грунтов;
- компенсационная инъекция — для контроля осадок при строительстве вблизи существующих зданий;
- струйная цементация (Jet Grouting) — для создания грунтоцементных элементов в сложных инженерно-геологических условиях.
Виды инъекционных составов
Выбор материала определяется задачей, типом грунта и состоянием конструкции. Основные группы составов:
- Цементные и микроцементные растворы — наиболее распространённые и экономичные. Микроцементы благодаря тонкому помолу проникают в узкие трещины и поры, подходят для усиления кирпичной и бутовой кладки и работы во влажной среде.
- Полиуретановые смолы — универсальны для влажных и подвижных трещин, при контакте с водой вспениваются, эффективны для остановки активных протечек.
- Эпоксидные составы — низковязкие, обеспечивают высокую прочность и адгезию, применяются для силового замыкания трещин в несущих железобетонных элементах, однако требуют относительно сухих условий (обычно не ниже +5 °C).
- Силикатные и акрилатные (гелевые) составы — используются для закрепления песков, создания противофильтрационных завес и отсечной гидроизоляции. Акрилатные гели по вязкости близки к воде и проникают в мельчайшие поры, куда цементные суспензии не распространяются.
При закреплении грунтов различают три классических инъекционных способа — цементацию, силикатизацию и смолизацию.
Оборудование для инъектирования фундамента
Качество, эффективность работ во многом определяются характеристиками применяемого оборудования. Оборудование для инъектирования фундамента включает следующие основные компоненты:
- насосные станции (поршневые, плунжерные, диафрагменные) с регулируемым давлением нагнетания от 0,1 до 10 МПа;
- смесительные установки для приготовления инъекционных растворов;
- инъекционные пакеры различных типоразмеров;
- контрольно-измерительные приборы для мониторинга давления, расхода, объёма нагнетания;
- буровое оборудование для устройства инъекционных скважин.
Усиление фундаментов инъекторами предполагает применение специализированных забивных или буронабивных устройств, обеспечивающих подачу раствора непосредственно в грунтовый массив.
Нормативная база и проектная документация
Требования СП при инъектировании фундамента
Проектирование, производство работ регулируются рядом нормативных документов. Основные строительные правила инъектирования фундаментов:
- СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» — общие требования к проектированию оснований;
- СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» — требования к производству работ;
- СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции», СП 15.13330.2020 «Каменные, армокаменные конструкции» — для объектов соответствующего конструктивного типа;
- ГОСТ 32016-2012 «Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Требования к продукции инъектирования».
Помимо нормативной базы, разрабатывается ППР на инъектирование фундаментов (проект производства работ), определяющий последовательность операций, мероприятия по охране труда, схемы организации рабочего пространства, порядок контроля качества.
Разработка проектной документации
Проектная документация на ремонт фундамента инъекцией включает пояснительную записку с обоснованием выбора метода, рабочие чертежи с расположением скважин, пакеров, спецификации материалов, ведомость объёмов работ. Проект должен содержать результаты инженерных изысканий, обследования конструкций в соответствии с требованиями СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий, сооружений».
Укрепление фундамента инъектированием — стоимость и ценообразование
Вопрос стоимости является одним из определяющих при выборе метода усиления. Стоимость укрепления фундамента инъектированием зависит от совокупности факторов.
Основные ценообразующие параметры:
- объём, тип инъектируемой конструкции;
- глубина, характер дефектов;
- вид применяемого инъекционного состава (цементные растворы дешевле полимерных в 3–5 раз);
- сложность доступа к конструкции, условия производства работ;
- необходимость дополнительных мероприятий по усилению грунтов основания.
Цена на усиление фундамента инъектированием формируется на основании сметных расчётов с применением территориальных или федеральных сметных нормативов. Расценка на инъектирование фундамента в смете может определяться по ТЕР (территориальным единичным расценкам) или ФЕР, а при отсутствии прямых аналогов — по индивидуальным калькуляциям с привлечением данных производителей материалов.
Инъекционное укрепление фундамента — отзывы профессионального сообщества
Отзывы на инъекционное укрепление фундамента со стороны специалистов, заказчиков в большинстве случаев положительные. Проектные, подрядные организации отмечают высокую эффективность метода при условии грамотного проектирования, качественного исполнения.
Среди преимуществ, которые выделяют практикующие инженеры:
- сокращение сроков работ по сравнению с традиционными методами (устройство железобетонных обойм, подведение свай);
- отсутствие динамических воздействий на аварийную конструкцию;
- возможность контроля результатов в режиме реального времени;
- экономия на демонтажных и земляных работах.
Вместе с тем специалисты обращают внимание на критическую важность предварительного обследования, корректного подбора инъекционного состава. Применение неподходящего материала или нарушение технологического регламента способно привести к неудовлетворительным результатам.
Услуги компании «Геобилдинг» по инъекционному закреплению грунтов и фундаментов
Геотехническая компания «Геобилдинг» специализируется на выполнении работ по закреплению грунтов, усилению фундаментных конструкций с применением передовых технологий. Компания реализует полный цикл — от проектирования до производства работ, авторского надзора.
Основные направления деятельности «Геобилдинг» в области инъекционных технологий:
- струйная цементация (Jet Grouting) — создание грунтоцементных элементов (свай, плит, массивов) для усиления оснований, ограждения котлованов;
- инъекционное закрепление грунтов (Deep Injection) — пропиточная, компенсационная, гидроразрывная инъекция для стабилизации грунтовых массивов;
- усиление фундаментных конструкций — инъектирование тела фундамента цементными, микроцементными, полимерными составами.
Команда «Геобилдинг» обладает опытом реализации проектов различного масштаба — от локального ремонта фундаментов малоэтажных зданий до масштабных геотехнических мероприятий на объектах промышленного строительства. Наличие собственного парка специализированного оборудования, квалифицированного персонала позволяет выполнять работы в сжатые сроки с гарантией качества.
Для получения консультации, расчёта стоимости или оформления заявки на выполнение работ обращайтесь через официальный сайт компании geo-bg.ru.
Источники
- СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». — М., Минстрой России.
- СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты». — М., Минстрой России.
- СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений». — М., Госстрой России.
- ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния». — М., Стандартинформ.
- ГОСТ 32016-2012 «Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Общие определения и требования к продукции инъектирования». — М., Стандартинформ.
- СП 15.13330.2020 «Каменные и армокаменные конструкции». — М., Минстрой России.
- Ильичёв В.А., Мангушев Р.А. «Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения». — М., АСВ, 2016.
