Укрепление грунта выполняется за счет нагнетания специальных вяжущих составов. Чаще всего в качестве такого состава используется портландцемент, который является наиболее дешевым и экологическим материалом. Грунт, укрепленный путем цементации, называют геомассивом. Цементация обычно применяется в трещиноватых скальных породах и песчаных грунтах. Как показывает опыт работы, цементация позволяет увеличить характеристики грунтов на 10-15%.
Для того чтобы возвести здание, продлить срок его службы и обеспечить эксплуатационную надежность подземной части, необходимо улучшить качество грунта. Часто здания строятся в сложных инженерно-геологических условиях, и нет возможности использовать сваи в качестве фундамента. Один из методов, который используется в этом случае – использование технологии "геомассив" или искусственно улучшенного основания.
В случае, когда строительные свойства основания неудовлетворительны, и устранить проблемы экономически невыгодно или модификацией других компонентов системы является нецелесообразной, устраивается «структурный геомассив». Это искусственно улучшенное основание с проектируемыми физико-механическими характеристиками.
Для того, чтобы установить геомассив выполняется вертикальное армирование грунтового слоя жесткими элементами, с помощью технологии струйной цементации грунта, а также создается поверхностный гибкий распределяющий слой.
Гибкий распределяющий слой (гибкий ростверк) необходим для включения в совместную работу грунтового основания и армирующих элементов. Он имеет толщину 300 ...600 мм и обычно выполняется из укатанного щебня фракции 20...50 мм. В итоге грунт укрепляется и в процессе твердения формируется жесткий каркас. Усиленный таким образом грунт является новым техногенным формированием, а его структура напоминает корневую систему дерева.
Цементация грунтов путем инъекции цементного раствора может производиться по различной технологии, в зависимости от вида грунта, грунтовых условий и назначения выполняемых работ, а также технических требований к обработанному инъекцией грунту.
Цементация может производиться по технологии в режиме пропитки грунта цементным раствором без нарушения ее структуры и сплошности массива, а также в режиме гидроразрывов, образуемых в грунте при нагнетании цементного раствора под повышенным давлением и расходом.
Цементация песков в режиме пропитки применяется для устройства в песчаном массиве несущих или ограждающих конструкций заданных форм, габаритов и прочности при условии, если цементный раствор способен по дисперсному составу проникать и пропитывать поры закрепляемого песка.
Усиление грунтов в режиме гидроразрывов, образуемых при нагнетании цементного раствора, приготавливаемого, как правило, из цементов общестроительного назначения, под повышенным давлением, применяется в песчаных, просадочных и пылевато-глинистых грунтах в целях армирования массивов для повышения несущей способности. Армирование грунта локальными гидроразрывами, хаотично направленными (вертикально, горизонтально или наклонно) в массиве, возможно только при соблюдении технологии, предусматривающей последовательное нагнетание (возможно, многократно повторяемое) расчетных объемов цементного или иного твердеющего раствора и только в ограниченные зоны (интервалы) по глубине скважины, не превышающие 0,5 м. Оценка массива грунта, армированного гидроразрывами, производится по изменению физико-механических характеристик (φ, с, Е) известными способами, включая штамповые испытания, зондирование (статическое и динамическое), а также исследования в открытых шурфах.
Инъекция растворов в режиме гидроразрывов применяется также для прекращения осадок и деформаций объектов, вблизи которых ведутся геотехнические работы (проходка тоннелей, устройство котлованов, строительство новых заглубленных сооружений).
