Геотехнический массив («геомассив») — это система природных и техногенных образований, создаваемая в основании инженерного сооружения путем включения в природный массив грунта и на его поверхность техногенных элементов (уплотненных или закрепленных зон и слоев, бетонных и грунтоцементных блоков, плит и т.д.). Такая комплексная система формирует единую пространственную структуру с высокой распределительной несущей способностью. Метод разработан в лаборатории оснований и фундаментов Урал ПромстройНИИпроекта (сейчас ОАО институт «УралНИИАС») и применяется с 1976 г.

 

 

    Одна из основных идей геотехногенных массивов заключается в том, чтобы нагрузку от инженерного сооружения равномерно передать на весь объем основания, а не на его часть, как это имеет место у большинства традиционно применяемых фундаментов, что позволяет исключать образование в основании сооружений зон повышенных напряжений. При использовании этой технологии не фундаменты выполняются под определенные типы грунтов, а наоборот – грунты готовятся под конкретные виды фундаментов.

 

    Применение технологии целесообразно, в первую очередь, в сложных инженерно-геологических условиях, где применение традиционных фундаментных конструкции (сваи, столбчатые, ленточные фундаменты и т.д.) неэкономично, невозможно, затруднено или неэффективно (условия заболоченной местности, иловатых или просадочных грунтов). Работы по упрочнению грунтов востребованы в промышленном строительстве, при возведении транспортных магистралей, благоустройстве набережных рек, водохранилищ. Необходимость в упрочнении часто возникает при строительстве и эксплуатации дамб, плотин различного назначения, укреплении фундаментов под различные виды фундаментов тяжелого оборудования в металлургии и машиностроении. Хорошие результаты дает применение геомассива и в гражданском строительстве, в условиях плотной городской застройки, обеспечивая скорость и экономичность нулевого цикла, сокращая площадь землеотвода. Таким образом, можно выделить три основных направления использования геомассива: *при усилении грунтов на момент строительства зданий и сооружений; *при предотвращении аварийных ситуаций на уже существующих объектах (в случаях, когда возведение фундаментов осуществлялось иными способами: традиционные, свайные, струйные и пр.); *при укреплении бортов котлованов с вертикальным углом откоса при строительстве.

 

 

    На расчищенной площадке, отведенной под строительство, в соответствии с результатами инженерно-геологических изысканий, разбуривается комплекс скважин по сетке (рис.1). Скважины бурятся Ø до 112 мм, глубина бурения (до 4-6 м) рассчитывается согласно параметрам нижележащих грунтов. После этого на необходимую глубину погружаются инъектора и ставятся трубы Ø 57 мм. Часть зазора между инъектором и трубой цементируется и под давлением. происходит нагнетание в трубы песчано-цементного раствора. Обычно используются стандартные песок и цемент местных производителей (например, на Урале – производства ОАО «Сухоложскцемент») в соотношении 2:1. На каждую скважину расходуется примерно 0,3-0,4 м³ смеси. Раствор распространяется в слабых грунтах, одновременно формируя цементный камень и уплотняя грунты. Фундамент образуется как единый, равномерный массив за счет цементных включений и естественного уплотнения грунтов. После применения технологии на сооруженное основание могут быть уложены любые традиционные, даже самые дешевые фундаменты (рис.2). Срок службы геомассива рассчитывается на весь срок службы здания – 25, 50, 100 лет. Среднее время работ (например, для стандартного 16-этажного жилого дома) составляет 3-4 недели. Средняя стоимость закрепления 1 м³ грунта составляет 300–700 руб. Экономия на буровых работах – 20-40%.

    Контроль процесса постоянно осуществляется по ходу работ различными методами. Все параметры, как правило, укладываются в действующие нормы СНиПов и ГОСТов.

 

    С момента разработки с помощью геомассива были выполнены десятки объектов промышленного и гражданского строительства. Один из первых – укрепление лессовых грунтов в г.Волгодонске (Ростовская обл.), где оползневые лёссовые грунты создавали значительные помехи для строительства жилых зданий (дома, магазины, детские сады), так и промышленных сооружений (цеха промпредприятий, АЭС, ТЭЦ и пр.). Работы проводились комплексно в 1986-89 гг., фундаменты устойчивы и эксплуатационно пригодны и сейчас. Например, по условиям техзадания станки не должны были смещаться более, чем на 3 мм. По результатам текущих проверок никаких смещений выявлено не было.

    Разработчик технологии - ОАО институт «УралНИИАС» насчитывает в перечне выполненных работ укрепление самых различных видов слабых грунтов (торфа, илы, карсты, осложненные супеси, суглинки и пески) по всей территории России.

    Так, при строительстве 16-этажного дома по ул. Таганской (в г. Екатеринбург) входная группа здания располагалась на линзе торфа мощностью до 6 м, которую подстилали плотные суглинки. Для повышения несущей способности торфяных отложений на всю их глубину были сформированы грунтобетонные сваи. При этом использовался состав из гранитного отсева и цемента в соотношении сухих компонентов 3:1, сваи создавались шнековым способом.

    При строительстве фундамента под доменную печь на металлургическом заводе в г.Оша (Челябинская обл.) первый вариант включал фундамент с применением буронабивных свай. Общая стоимость работ могла составить около 30 млн.руб. Работы с использованием геомассива обошлись заказчику в 10 раз дешевле - 3400-3500 млн.руб. При строительстве употреблялись материалы местных производителей, вес доменной печи составлял около 100 т, геомассив был вписан в габариты плиточного фундамента печи, площадь составила 15Х15 м².

 

Нина Сагадеева,

Использованы сайты: www.ekostroj.ru; www.uralnias.ru