Строительство дорог методом стабилизации грунтов. GEOSTA - Технологии стабилизации грунта Стабилизированный песок

В последние годы перед дорожной отраслью РФ остро стоят задачи, направленные на дальнейшее развитие сети федеральных, региональных и сельскохозяйственных дорог, которые должны привести к ускорению роста экономики страны, улучшению качества жизни населения, увеличению их мобильности, снижению транспортных издержек. Необходимо более активно внедрять лучшие мировые и отечественные инновационные решения. При этом особенно актуально использовать такие технологии, которые позволяют решить проблемы уменьшения стоимости и сокращения сроков строительства дорог при одновременном повышении их надежности и обеспечении всесезонности эксплуатации.

Одним из таких направлений, позволяющим успешно решать стоящие перед страной инфраструктурные задачи, является технология стабилизации и укрепления грунтов, которая находит все более широкое распространение в мире. Для этих целей используется достаточно большая группа поверхностно-активных веществ (ПАВ) – стабилизаторов грунтов на органической, щелочной и кислотной основе, смолы, полимерные стабилизаторы грунтов.

Калужская область, 2011 год: а)исходное состояние объекта; б) после двух лет эксплуатации дороги

Сотрудники отдела инновационных технологий и материалов провели всесторонние исследования химического состава стабилизаторов, выпускаемых компанией Enviroseal Corporation (США), и сделали подбор компонентов из отечественного сырья для создания новых дорожно-строительных материалов для дальнейшего промышленного производства на территории России.

Результатом научно-исследовательской работы совместно со специалистами ОАО «СоюздорНИИ» и ЦННИИ № 26 МО РФявляется создание линейки отечественных стабилизаторов грунтов под рабочим названием «Парагон», которые полностью адаптированы и успешно используются в России, что нашло свое отражение в соответствующих сертификатах, технических условиях и стандартах организации на их применение. В основе этих материалов используются химические компоненты, которые являются абсолютно безопасными для здоровья людей и окружающей среды. Лабораторные тестирования и полевые испытания данных материалов показали, что они не уступают по своим свойствам лучшим заграничным аналогам и позволяют получать из местных грунтов высококачественные строительные материалы для эффективного решения задач, стоящих перед отечественной дорожной отраслью. Был проделан большой объем работ и всесторонних испытаний с различными типами грунтов по исследованию их физико-механических свойств, обработанных этими стабилизаторами как отдельно, так и совместно с другими добавками (цемент, известь, золы уноса). Данные исследования позволили разработать технические условия (СТО) использования этих материалов применительно к технологии стабилизации и укрепления грунтов, согласно требованиям действующих в нашей стране нормативно-технических регламентов.

Ремонт дороги по технологии «холодный ресайклинг»

Как показали исследования, стабилизаторы грунтов линейки «Парагон» обладают всеми достоинствами, имеющимся у исходных стабилизаторов, но, в отличие от американских аналогов, они полностью адаптированы к местным экстремальным климатическим условиям.

Стабилизаторы грунтов «Парагон» являются продуктами нового поколения и производятся на территории России. Они выгодно отличаются от вышеперечисленных конкурентных стабилизаторов грунта не только по соотношению цены и качества, но и своей технологичностью, безопасностью для окружающей среды и людей, возможностью эффективного применения со всеми типами грунтов. Использование дорожно-строительных технологий «Парагон» при стабилизации и укреплении грунтов в процессе строительства и ремонта дорог и других объектов транспортной инфраструктуры позволяет успешно устранить основную причину разрушения дорожного покрытия – слабые грунты в конструктивных слоях дорожной одежды.

Линейка стабилизаторов грунтов «Парагон» включает в себя два базовых продукта – полимерный стабилизатор глинистых грунтов «Парагон LВS» и полимерный стабилизатор «Парагон М10+50».

1. Полимерный стабилизатор глинистых грунтов «Парагон LВS» является экологически безопасным для окружающей среды и здоровья людей материалом. Грунты, обработанные водным раствором стабилизатора «Парагон LВS», рекомендованы к применению при устройстве рабочего слоя земляного полотна, нижних и дополнительных слоев оснований, а также покрытий (на дорогах низших категорий) во 2–5-й дорожно-климатических зонах. «Парагон LВS» применяется для стабилизации и гидрофобизации глинистых грунтов и позволяет увеличить модуль упругости (до 180 МПа), несущую способность и водонепроницаемость обработанного слоя, увеличить устойчивость на сдвиг (до 50 %), обеспечить нормативную морозостойкость, сократить сроки производства дорожно-строительных работ. Отличные результаты получаются при использовании «Парагон LВS» совместно с неорганическими вяжущими (цемент, известь, золы уноса) – ГОСТ 23558-94. «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».
2. «Парагон М10+50» представляет собой полимерное вяжущее белого цвета на основе акрилового сополимера. Экологически безопасный материал. Грунты, укрепленные полимерным стабилизатором грунтов «Парагон М10+50» как однокомпонентно, так и совместно с неорганическими вяжущими (цемент, известь, золы уноса), рекомендованы к применению при строительстве и ремонте для устройства слоя покрытия (с устройством слоя износа), несущего и дополнительных слоев оснований дорожных одежд во 2–5-й дорожно-климатических зонах в дорожном и аэродромном строительстве, а также при строительстве промышленных площадок, паркингов, спортивных и лесопарковых дорожек. Стабилизатор «Парагон М10+50» используется для укрепления пылеватых песков, песчано-гравийных смесей и грунтов с числом пластичности не более 12. Хорошо работает совместно со стабилизатором глинистых грунтов «Парагон LВS», что позволяет понизить число пластичности местных грунтов до 12 и значительно расширить область применения стабилизатора «Парагон М10+50» по типу и числу пластичности грунтов.

Результаты исследования полимерного стабилизатора грунтов «Парагон М10+50» показали, что укрепление супесчаного грунта составом на основе этого стабилизатора и цемента (от 6 до 10 %) позволяет достигать увеличения показателя прочности на растяжение при изгибе на 36,3–40,8 %, снижения коэффициента жесткости на 27,5–36,5 %, снижения расхода цемента в расчете на единицу достигнутой прочности на растяжение при изгибе на 26,7–33,6 %, а также обеспечивает повышение показателей морозостойкости в сравнении с супесью, укрепленной только цементом (рис. 1).

В то же время сопротивление укрепленного грунта сдвигу увеличивается в несколько раз, что делает его идеальным для строительства временных взлетно-посадочных полос и автомобильных дорог как при устройстве основания, так и в качестве покрытия. Таким образом, можно сделать вывод, что полимерный стабилизатор грунтов «Парагон М10+50» очень хорошо работает как однокомпонентно так и совместно с минеральными вяжущими (цементом, известью, золой уноса) , позволяя получить в результате обработки грунтов композиции с улучшенными физико-механическими показателями. Данное сочетание добавок, вносимых в обрабатываемую грунтовую смесь, позволяет получать композиции с улучшенными показателями по прочности и упругому прогибу.

Это наиболее актуально при выполнении дорожно-ремонтных работ по технологии «холодного ресайклинга» при устройстве верхнего слоя основания дорожной одежды или нижнего слоя покрытия. Результаты такого укрепления грунта значительно превосходят применяемые обычно для этой технологии битумные эмульсии или цементы.

Некоторые из существующих конкурентных стабилизаторов грунта уступают полимерному стабилизатору грунтов «Парагон М10+50» по соотношению цены и качества, другие – по морозостойкости. Очень важным моментом является то, что, в отличие от большинства конкурентных материалов, «Парагон М10+50» в самом ближайшем будущем будет продуктом, производящимся на территории России из отечественных химических компонентов, что существенно повлияет на его стоимость и сроки поставки потребителям.

Необходимо отметить, что сегодня в России имеется достаточная, но требующая доработки действующая нормативно-техническая база, которая позволяет применять технологию комплексной стабилизации и технологию комплексного укрепления грунтов для решения широкого спектра инженерных задач и использовать укрепленные местные грунты при разработке конструкций дорожных одежд различных технических категорий. В первую очередь речь идет о таких документах, как:

• Стандарт организации (ТУ) для каждого конкретного стабилизатора;
• СП 34.13330. (2012СНиП 2.05.02-85*) «Автомобильные дороги»;
• СП 78.13330. (2012СНиП 3.06.03-85*) «Автомобильные дороги»;
• ГОСТ 30491-97 «Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства»;
• ГОСТ 23558-94 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства»;
• ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд»;
• ОДМ 218.2.017-2011 «Проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог с низкой интенсивностью».

Конструкцию дорожной одежды и тип покрытия принимают исходя из транспортно-эксплуатационных характеристик и категории проектируемой дороги с учетом интенсивности и состава движения, климатических условий, санитарно-гигиенических рекомендаций, а также обеспеченности района строительства дороги местными строительными материалами

В случае применения в конструктивных слоях дорожных одежд укрепленных грунтов с использованием в оптимальных пропорциях улучшающих грунтовую смесь добавок необходимо принимать во внимание, что:

• — слой покрытия должен обеспечивать необходимую несущую способность и расчетные транспортно-эксплуатационные качества дороги;
• — верхний слой основания – требуемую несущую способность дорожной одежды, сохранение от увлажнения и морозного пучения нижележащих слоев;
• — нижний слой основания – перераспределение нагрузок на рабочий слой земляного полотна и его защиту от увлажнения и пучения.

При этом, в зависимости от расположения слоя укрепленного грунта в конструкции дорожной одежды, определяют величину таких физико-механических показателей грунтовой смеси, как сопротивление сжатию и растяжению, модуль упругости, морозостойкость и водостойкость. Расходы добавок в грунтовую смесь для каждого конструктивного слоя подбирают таким образом, чтобы полученные в результате показатели комплексно укрепленных грунтов удовлетворяли требованиям действующих нормативно-технических регламентов. Было установлено и подтверждено многолетними исследованиями в лабораторных и производственных условиях, что при укреплении грунтов двумя вяжущими материалами, характеризующимися весьма различными, но не антагонистическими свойствами и различной структурой (например, кристаллизационной, свойственной цементам, и коагуляционной, свойственной битумам и полимерным композициям), они приобретают повышенные сдвигоустойчивость, морозо-, температуростойкость и при необходимости могут быть менее жесткими и деформативными материалами. Методы, сочетающие при укреплении грунтов внесение добавок двух вяжущих веществ или одного вяжущего и поверхностно-активного вещества гидрофобного типа (ПАВ-стабилизатор грунтов), получили название комплексных методов (технология комплексного укрепления грунтов). В процессе изучения преимуществ, заложенных в комплексных методах укрепления грунтов, было установлено, что при этом формируются ранее неизвестные типы сложных пространственных структур совмещенного типа. Характерной особенностью данных структур является то, что при правильном технологическом процессе в микрообъемах укрепленного грунта формируются два типа пространственных бинарных структур, характеризующихся разными свойствами, дополняющими друг друга и компенсирующими недостатки укрепленного грунта каждой из моноструктур. Такие бинарные (совмещенные) структуры являются взаимопроникающими.

Применение в качестве химических добавок специально разработанных для таких случаев композиций полимерных стабилизаторов грунтов в цементогрунтовых смесях создает дополнительные возможности для строительства дорожных одежд с монолитными морозостойкими водонепроницаемыми основаниями. При добавке в грунтовые смеси полимерных стабилизаторов грунтов, вступающих в химическую реакцию с цементом, укрепленные грунты приобретают улучшенные свойства (прочность, эластичность, водостойкость, морозостойкость, технологичность) и позволяют исключить основные недостатки цементогрунтов, такие как образование температурных и усадочных трещин с передачей (отражением) их в слои покрытия. Многолетние исследования в различных странах мира показывают, что показатели прочности грунтовых смесей, обработанных полимерными стабилизаторами грунтов, значительно улучшаются при добавлении неорганических вяжущих (цемента), а добавление в грунтовую смесь полимерного стабилизатора приводит к улучшению деформационных характеристик укрепленных грунтов (цементогрунтов). Кроме того, улучшенные полимерными добавками свойства укрепленных грунтов позволяют применить принципы унификации конструкций, что обеспечивает минимум конструктивных слоев, технологических операций, времени и оборудования для их строительства. Принципы унификации конструкций с применением комплексно укрепленных грунтов позволяют предусмотреть все разнообразие влияний природно-климатических факторов, исключить часть таких влияний и свести перечень решаемых при конструировании задач к двум основным:

• обеспечению несущей способности и прочности одежды за счет основания;
• сохранению устойчивости дорожной конструкции за счет предотвращения увлажнения рабочего слоя земляного полотна и слоев основания.

Такой подход к проектированию во многих случаях снижает необходимость применения сложных многослойных конструкций, а также специальных узкофункциональных слоев (дренирующих, прерывающих прослоек, морозозащитных, теплоизолирующих и т. п.). Количество, толщина слоев и их сочетание зависят от решаемой инженерной задачи и определяются расчетом и технико-экономическим обоснованием дорожной конструкции.

Для строительства дорог с использованием технологии комплексного укрепления грунтов методом смешения местных грунтов и добавок на месте производства работ применяется специальный отряд дорожно-строительной техники. Как правило, в него входят грейдер, автоцистерна (поливомоечная машина) для доставки воды, каток от 15 т, распределитель вяжущих, погрузчик, а также грунтосмесительное дорожно-строительное оборудование, обеспечивающее требуемую точность дозировки вносимых в грунт компонентов и однородность укрепляемой грунтовой смеси. К такому грунтосмесительному оборудованию относятся грунтовые фрезы, ресайклеры и передвижные грунтосмесительные установки. Эта современная высокоэффективная техника позволяет значительно улучшить качество работ по укреплению (комплексному укреплению) грунтов, а также сократить сроки выполнения работ. В настоящее время такую специальную дорожно-строительную технику выпускает ряд ведущих зарубежных изготовителей, таких как: Caterpillar (США), Terex США), Roadtec (США), Sakai, Niigata и Komatsu (Япония), Bomag и Wirtgen (Германия), Bitelli и FAE (Италия), XCMG XLZ250K и WR2300E (Китай). Машины Caterpillar, Bomag и Bitelli построены по одной схеме.

При использовании в строительстве или ремонте дорог высокопроизводительной техники, такой как самоходные ресайклеры (Catarpiller, Bomag, Wirtgen и т.д.) или навесные грунтовые фрезы, такие как Stehr или FAE, в течение рабочей смены может производиться устройство от 2000 до 4000 м² конструктивного слоя укрепленного грунта. Основным рабочим органом ресайклеров, где происходит смешение грунтовой смеси с добавками, является фреза с цилиндрическими резцами (рис. 2). Количество вводимого в обрабатываемый грунт раствора стабилизатора грунтов и других жидких вяжущих точно дозируется насосом, который управляется микропроцессорной системой, что обеспечивает требуемые физико-механические параметры получаемого в результате укрепленного грунта. В случае применения совместно со стабилизатором грунтов порошкообразных вяжущих добавок, таких как цемент или известь, они равномерно распределяются по поверхности перед началом фрезерования специальными распределителями и затем тщательно смешиваются с грунтом и другими добавками посредством ресайклера.

Компания Wirtgen выпускала ресайклеры моделей 1000 CR, 2100 DСR, СR 4500, WR 2500, а также установку WМ 400 (в настоящее время выпускается и модель WM 1000) для приготовления цементно-водной суспензии и работы в комплекте с WR 2500. Модель WR 2500 фирма относит к самым совершенным ресайклерам, позволяющим использовать новейшие технологии в широком спектре работ – от укрепления слабых грунтов до восстановления асфальтобетонных покрытий (холодный ресайклинг).

Необходимо отметить, что в настоящее время в России отсутствует производство дорожно-строительной грунтосмесительной техники такого уровня. В связи с актуальностью внедрения технологий укрепления грунтов в дорожной отрасли производителям дорожно-строительной техники необходимо как можно быстрее обратить свое внимание на изготовление отечественного высококачественного грунтосмесительного оборудования.

Комплектование отряда дорожно-строительной техники (рис. 3) для работ по укреплению грунтов обосновывают в проектах производства работ (ППР) и проектах организации строительства (ПОС) в соответствии со СНиП 12-01-2004.

Работам по укреплению грунтов должны предшествовать мероприятия по устройству системы водоотвода (канав, кюветов, водоотводных труб).

Расчет параметров технологического процесса производят на участке выполнения работ, включающих в себя определение длины захватки (участок строящейся дороги с повторяющимися производственными процессами, составом и объемом работ, на котором расположены основные производственные средства, выполняющие одну или несколько совмещенных по времени рабочих операций специализированного потока).

Можно с уверенностью сказать, что технология стабилизации и укрепления грунтов является идеальным решением для создания современной транспортной инфраструктуры в нашей стране, позволяющим не только обеспечить необходимую несущую способность оснований дорожных одежд, но и в большинстве случаев минимизировать затраты, сроки выполнения работ и потребность в инертных материалах.

Суть технологии заключается в введении в грунт добавок для улучшения его механических свойств. Грунт тщательно измельчается и смешивается с соответствующими связующими материалами с последующим уплотнением. Ключевые задачи решаются на этапе проектирования дороги и расчета оптимальной смеси вяжущих компонентов.

Почему в России плохие дороги?

Дорожные одежды пропускают влагу к грунту дорожного основания

Под воздействием отрицательных температур и накопленной влаги грунт вспучивается

Под действием воды, грунт размокает, подвергается эрозии и расползанию

Реальные нагрузки на дорогу выше расчетных: не все дороги способны вынести большегрузный транспорт или высокую скорость транспортного потока

Так же грунт подвержен просадке, сдвигу

Халатность подрядчика, осуществлявшего строительство и нарушившего технологию

Неоднородность дорожного основания способствует появлению «внутренних» трещин, которые проявляются на дорожном покрытии

Суть технологии заключается в введении в грунт добавок для улучшения его механических свойств

Грунт тщательно измельчается и смешивается с соответствующими связующими материалами с последующим уплотнением, в результате получается монолитная плита, являющаяся дорожным основанием.

Ключевые задачи решаются на этапе проектирования дороги и расчета оптимальной смеси вяжущих компонентов.

Плюсы технологии

Препятствует попаданию воды к основанию дорожной одежды

Устойчивость к эрозии
- устойчивость к размоканию
- морозостойкость, исключение морозного пучения

Достигает более высокий модуль упругости, повышает сдвигоустойчивость и ровность, снижает пластичность

Позволяет снизить толщину асфальтобетона до 50%
- исключает просадку
- исключает «колееобразование»
- исключает появление «копирующихся» трещин в асфальтобетонных покрытиях

Для строительства используется грунт, находящийся в месте пролегания будущей дороги.

Уменьшает количество применяемых материалов
- экономия на транспортировке материалов

Сравнение дорог, построенных с применением технологии стабилизации грунта и «классическим» методом

Дорога «Классическая»	Дорога «Статус-грунт»
Примерная смета на строительство 1 км (6000м 2) дорожного основания (расчет призван наглядно показать разницу двух методов и не является коммерческим предложением)
2000 тонн снятого и замененного грунта 4200 тонн 150 грузовиков для ввоза-вывоза материалов 6 дней работ 820 рублей — цена за м 2 3 года гарантия	Используется местный грунт 216 тонн доставляемых новых материалов 6 цементовозов для ввоза минерального вяжущего 2 дня работы 499 рублей — цена за м 2 5 лет гарантия Экономия составляет 39,15%

Технологический

Подбор оптимального состава смеси для придания грунту необходимых физико-механических свойств	Лабораторный анализ образцов грунта: гранулометрический состав грунта, процентное содержание глинистых частиц и пыли; определение числа пластичности грунта; контроль рН грунта в водной вытяжке; оптимизация гранулометрического состава; определение оптимальной влажности, -максимальной плотности; предел прочности на сжатие образцов в сухом и капиллярном водонасыщении Критически важно подобрать правильный состав!
	Практика показывает, что инженерный проект будущей дороги необходимо скорректировать после лабораторного анализа грунта и подбора рецептуры смеси. В 90% случаев проекты содержат ошибки и допущения, которые могу привести как к бесполезному перерасходу материалов, так и к преждевременному разрушению дорожного основания.
Подготовка участка для работы	снятие плодородного слоя устройство водоотвода предварительное профилирование уплотнение дороги катком
	Предварительное продольное и поперечное профилирование задает основу для качественной реализации проекта и увеличивает срок службы дорожного основания за счет стока воды. Часто встречаются дороги, где не проводился данный этап, их можно узнать по ровному асфальту, езда по которому похожа на заплыв на моторной лодке по волнам.
	определение влажности грунтового основания: осушение или увлажнение грунта Критически важно добиться оптимальной влажности грунта!
	Подавляющее большинство подрядчиков понятия не имеют, что такое оптимальная влажность грунта и зачем (как) ее соблюдать. Практика показывает, что несоблюдение оптимальной влажности ведет к некачественному протеканию реакции и слабому укреплению грунта. и, как следствие, преждевременное разрушение дорожного основания.
Введение вяжущего	распределение минеральных вяжущих Критически важно добиться внесения корректного количества вяжущих!
	Использование распределителя с дозатором обеспечивает равномерное и корректное внесение, что является гарантом соблюдения рецептуры уплотняемой смеси. В своей практике мы встречали различные «фокусы» от мешков цемента, лежащих на земле до распыления прямо из трубы цементовоза. Ни о какой рецептуре и равномерном внесении тут речи не идет.
Смешивание грунта	Перемешивание грунта с помощью ресайклера - техники позволяющей добиваться качественного смешивания благодаря тонким настройкам критически важно добиться равномерного перемешивания вяжущих!
	На данном этапе крайне важно провести замер кислотности грунта, процента влажности, температуры протекания реакции и взять образцы для промежуточного лабораторного испытания.
Уплотнение получившегося дорожного основания	Качественное уплотнение тяжелым грунтовым катком с вибратором создает прочное дорожное основание из перемешанного грунта. Критически важно добиться качественного уплотнения!
	Из-за особенностей технологии неопытные подрядчики допускают следующие ошибки: - недоуплотнение на всю глубину из-за неправильного подбора комплекта катков и режима работы - разуплотнение из-за истечения времени схватывания или слишком большого количества проходов
Профилирование и финальное уплотнение	Придание необходимого профиля и придания уклона с помощью автогрейдера. Профилирование производится катком на пневмошинах Критически важно выдержать градус уклона для последующего влагоотвода!

СТАБИЛИЗАТОРЫ

Модификаторы или ионнообменные стабилизаторы делятся на органические, химические и синтетические, но принцип воздействия на грунт у всех одинаков, это моллекулярное воздействие на частицы грунта - основан на замещении ионов в гидратированной оболочке на поверхности глинистых частиц грунта. В обычном состоянии частицы грунта удерживаются силами химического и электростатического взаимодействия, связующей электростатической водой. Силы электростатического взаимодействия на поверхности частиц грунта постоянно образуется слой из отрицательно заряженных ионов, определяющих ее способность к смачиванию. Принцип: замещение анионов OH на поверхности частиц грунта, путем диссоциации молекулами стабилизатора в результате слой стабилизированного грунта приобретает повышенную плотность, дополнительную прочность, что делает возможным улучшение несущей способности всех плотных и полуплотных грунтов.

Методика производства работ, сводится к обработке модификатором или стабилизатором имеющегося (существующего) грунта основания в предпологаемом месте строительства (реконструкции, капитального ремонта) дороги, т.е. без дополнительных издержек и затрат на грунты и материалы основания дороги по классическим технологиям (песок, щебень).

В сравнении с необработанным грунтом, уплотнение грунта стабилизированного в 3-5 раз выше! Появляется возможность получить дорожное основание, желаемой несущей способности при использовании 75-100% имеющегося на месте строительства дороги грунта.

ВНЕСЕНИЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ

• Улучшение свойств грунта и его НС остается постоянным продолжительное время и улучшается под воздействием движущегося на поверхности транспорта. Благодаря прочности и повышению стабильности обработанного грунта становится возможной долговечность, что также сокращает дальнейшие расходы по содержанию сооружения.
• Стабилизаторы могут использоваться со всеми типами грунтов. Она активирует связующую силу любого вида грунта и сразу сокращает вредное воздействие воды на длительный период времени.
• Надолго модифицирует грунт и поэтому может использоваться как на строительной площадке (на месте), так и на специально оборудованной для этого площади. Обработанный один раз грунт надолго сохраняет эффект.
• Более высокая НС обработанного грунта достигается за счет улучшенной связующей функции грунта, что также ведет к понижению риска износа поверхностного слоя грунта. При использовании обработки грунта в строительных целях сокращаются и другие расходы, в среднем на 15-20%. И это только экономия непосредственно при строительстве, не говоря об экономии средств благодаря долговечности.
• Использовать очень просто, так как главную роль при этом играет сам грунт. В большинстве случаев используются одинаковые количества добавок, чтобы достичь желаемого результата. Это означает простоту в использовании уже имеющихся технических средств, достижение желаемого результата и безопасность для окружающего мира, а эффективность исследуется при лабораторных тестах.

Система прошла многочисленные тестирования и проверки. В большинстве случаев даже стандартные количества показывают лучшую плотность грунта, слабое проникновение воды и редуцированное разрушение под воздействием воды. Заложенный уровень НС в 3 – 5 раз больше в сравнении с неулучшенным грунтом, с учетом того, что тестируемые блоки были высушены перед контролем.

Обработанный ею грунт имеет следующие преимущества:

• более эластичный в сравнении со смешанным с цементом или известью слоем грунта;
• может использоваться повторно;
• сокращает проникновение воды и сохраняет плотность грунта;
• увеличивает прочность материала;
• сокращает эрозию и проницаемость;
• может легко быть использован при строительстве;
• сможет быть использован на имеющемся материале либо смешиваться заранее на специальном предприятии и храниться до использования.

Глубина улучшаемого слоя

В основном стабилизатор смешивается с грунтом на глубину 20-25 см, и стандартное рекомендуемое количество – 0,2 литра на 1 м. Фактическая глубина, так же, как и горизонт, где начинается улучшение, определяется качествами грунта. Однако следует принимать во внимание, что реальная плотность улучшенного грунта намного выше, чем у неулучшенного, что может значительно отразиться на экономии расходов.

В каком месте нужно начинать уплотнение

Правила, пригодные для обычных земляных работ, используются и здесь, то есть уплотнение должно быть проведено до оптимального уровня содержания влаги либо быть немного выше (или, например, в случае надвигающегося ливня, сразу после конструкции). Если уплотнение по каким-либо причинам не может быть проведено сразу, так что грунт слишком сильно высыхает, недостающая влажность должна быть восполнена с помощью воды из цистерны и затем грунт должен быть уплотнен.

Преимущества системы в сравнении с бетонной стабилизацией

Цемент может использоваться с целью осушения слишком влажного грунта и с целью уплотнения. Также он подходит для стабилизации некоторых видов рыхлого грунта. Однако, имея дело с плотным грунтом, который также может содержать органические загрязнения, возможно возникновение проблем при использовании цемента. С другой стороны, при соединении слишком больших количеств цемента хрупкий слой слабого цемента может вздыбиться, что ведет к разлому на куски, причиной всему этому служат динамические колебания транспорта (вибрация). Это может привести к очень неприятным ситуациям в поверхностном слое грунта, как только трещины проявятся в слое покрытия. Со стабилищаторами эти недостатки могут быть полностью проигнорированы. Добавки надолго изменяют грунт и придают ему такие свойства, которых у него не было и которые он уже не потеряет.

Где еще применяют стабилизаторы

Во всех случаях, где используется грунт в качестве материала, рекомендуется применять стабилизаторы, например:

• производство высококачественных кирпичей из грунта;
• защита склонов от почвенной эрозии;
• защита прудов и озер от просачивания воды и т.п.

Технологии укрепления грунта с использованием связующих ферментов, стабилизаторов, химических добавок

Технология укрепления/стабилизации грунтов с использованием неорганических вяжущих материалов применяется в строительстве более 60 лет, как в нашей стране, так и во многих зарубежных странах.

При использовании данной технологии, в зависимости от конечного результата, разделяют стабилизацию грунтов и укрепление грунтов.

При стабилизации грунтов имеется возможность улучшить условия уплотнения местных грунтов, в том числе переувлажненных и пучинистых. Данный метод позволяет устраивать морозозащитные слои, а так же увеличить несущую способность грунтов оснований.

При укреплении грунтов происходит существенное увеличение физико-механических характеристик местных грунтов. Метод применяется для устройства как морозозащитных слоев, так и несущих слоев оснований.

Нормативные документы: ГОСТ 30491-97. «Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия». ГОСТ 23558-94. «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».

Область применения

При отсутствии в районе строительства месторождений прочных каменных материалов, а так же песчаных грунтов пригодных для строительства оснований, как показывает отечественный опыт, можно эффективно использовать имеющиеся местные грунты, улучшенные или укрепленные различными вяжущими материалами.

Технология стабилизации/укрепления грунтов по методу смешения на месте может быть использована при строительстве конструктивных слоев основания: верхнего и нижнего слоя.

Описание

Использование вяжущих материалов при стабилизации/укреплении местных грунтов позволяет увеличить плотность, повысить водостойкость и морозостойкость.

Современное оборудование позволяет эффективно проводить улучшение/укрепление местных грунтов непосредственно на месте на большую глубину (до 40 см) за один рабочий проход с большой точностью дозировки вяжущих материалов.

Существующее однопроходное смесительное оборудование позволяет получать однородную смесь даже при работе с грунтами повышенной влажности.

Вяжущие материалы и добавки

Основными и доступными минеральными вяжущими материалами являются цемент и известь. Обычно, дозировка составляет от 3 до 10% (?6%) от массы укрепляемого грунта.

При использовании извести или цемента для стабилизации или укрепления грунтов практически всегда удается обеспечить требуемый коэффициент уплотнения грунта на основе лабораторных подборов дозировки вяжущих материалов.

Для укрепления цементом наиболее пригодны пылеватые супеси и песчано-глинистые грунты оптимального состава.

Технология производства работ

При проведении работ выполняются следующие технологические операции:

• Планировка поверхности основания
• Дозировка органических вяжущих материалов и распределение
• Смешивание фрезеровальной машиной на заданную глубину, в случае необходимости дозировка органических вяжущих (битумной эмульсии) и химических добавок непосредственно в смеситель.
• Планировка и уплотнение основания до заданных показателей.

Специальный комплект механизмов может иметь производительность от 5000 до 15000 м3 в смену в зависимости от глубины укрепления и возможности доставки на объект требуемого количества вяжущих материалов.

Особенности вертикальной планировки площадок с применением технологии стабилизации/укрепления грунтов

При проектировании вертикальной планировки территорий обычно используется общий принцип планирования земных работ с учетом, так называемого, «нулевого баланса земляных масс». Данный принцип позволяет снизить затраты, связанные с перемещением земляных масс по территории, а так же позволяет исключить перевозки, как недостающих, так и излишних материалов и вывоз грунта.

Традиционный метод земляных работ имеется следующие недостатки:

• Возникает необходимость вывоза непригодных (переувлажненных, пучинистых) грунтов
• При строительстве открытых площадок (внутренние дороги, стоянки), имеется проблема проектирования конструкций дорожных одежд с обеспечением требований по морозоустойчивости, в Центральном регионе РФ для обеспечения данного требования общая толщина конструкций требуется устройство конструкций общей толщиной около 1,0 м Окончательный уровень вертикальной планировки оснований не совпадает с уровнем «нулевого баланса земляных работ», это означает, что для устройства оснований необходимо доставка значительного объема привозных материалов (песок, щебень и т.д.). Соответственно дополнительные затраты.
• Дорожное строительство . Обработка негашеной известью грунта, предназначенного под строительство дорожного полотна, дает возможность получить твердое основание с хорошими несущими характеристиками. Известь модифицирует мелкозернистые и влажные глинистые грунты, а также стабилизирует химически активный грунт за счет пуццолановой реакции.

При использовании технологии стабилизации/укрепления грунтов имеется возможность применить более оптимальное решение при строительстве объектов различного назначения.

Применение технологии стабилизации/укрепления грунтов позволяет получить до 20% экономии по сравнению с традиционным методом.

Для устройства бетонных промышленных полов рекомендуется выполнять стабилизацию основания по двум причинам.

Во-первых, качественное прочное основание.