Анастасия Игоревна Мисюк*, заместитель заведующего сектором усиления оснований и закрепления грунтов лаборатории освоения подземного пространства городов (№ 35), НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», Москва
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
e-mail: lab22@niiosp.ru
Anastasia I. Misyuk*, Deputy Head of the Base Reinforcement and Soil Stabilization Sector, Laboratory of Urban Underground Space Development (No. 35), Research Institute of Bases and Underground Structures named after N.M. Gersevanov, JSC Research Center of Construction, Moscow
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
e-mail: lab22@niiosp.ru
Андрей Васильевич Шапошников, канд. техн. наук, заведующий сектором усиления оснований и закрепления грунтов лаборатории освоения подземного пространства городов (№ 35), НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», Москва
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Andrey V. Shaposhnikov, Cand. Sci. (Engineering), Head of the Base Reinforcement and Soil Stabilization Sector, Laboratory of Urban Underground Space Development (No. 35), Research Institute of Bases and Underground Structures named after N.M. Gersevanov, JSC Research Center of Construction, Moscow
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Дмитрий Владимирович Антоненко, аспирант, АО «НИЦ «Строительство»; инженер сектора усиления оснований и закрепления грунтов лаборатории освоения подземного пространства городов (№ 35), НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», Москва
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428, Российская Федерация; Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Dmitry V. Antonenko, Postgraduate Student, JSC Research Center of Construction; Engineer, Base Reinforcement and Soil Stabilization Sector, Laboratory of Urban Underground Space Development (No. 35), Research Institute of Bases and Underground Structures named after N.M. Gersevanov, JSC Research Center of Construction, Moscow
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428, Russian Federation; Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Олег Александрович Шулятьев, д-р техн. наук, заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией освоения подземного пространства городов (№ 35), НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», Москва
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Oleg A. Shulyatyev, Dr. Sci. (Engineering), Deputy Director for Scientific Work, Head of the Laboratory of Urban Underground Space Development (No. 35), Research Institute of Bases and Underground Structures named after N.M. Gersevanov, JSC Research Center of Construction, Moscow
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Вячеслав Валентинович Орехов, д-р техн. наук, главный специалист экспертно-аналитического отдела, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», Москва
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Vyacheslav V. Orekhov, Dr. Sci. (Engineering), Chief Specialist of the Expert and Analytical Department, Research Institute of Bases and Underground Structures named after N.M. Gersevanov, JSC Research Center of Construction, Moscow
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Константин Пантелеевич Пятикрестовский, д-р техн. наук, АО «НИЦ «Строительство», Москва
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Konstantin P. Pyatikrestovsky, Dr. Sci. (Engineering), JSC Research Center of Construction, Moscow
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428, Russian Federation
Введение. Усиление оснований фундаментов методом цементации изучено достаточно хорошо. Развитие технологий и промышленности приводит к производству полимерных материалов (акрилат) и кремнийорганических материалов (силоксан), свойства которых позволяют их использовать в строительстве в качестве гидроизоляционных материалов. Способность этих материалов к гелеобразованию и к связыванию частиц делает их интересными для применения с целью улучшения свойств грунтов, в том числе с органическими включениями. Применение для закрепления грунтов с органическими включениями как цементных растворов, так и химических (акрилат, силоксан) в действующей нормативной документации никак не регламентировано.
Цель. Изучить возможность закрепления грунтов с органическими включениями растворами на основе цементов, акрилатов и силоксанов.
Материалы и методы. В качестве грунтов с органическими включениями в лабораторных исследованиях использовались смеси песка разной крупности с торфом. В качестве крепителей применялись цементные растворы типов И, ИТДВ, ИОТДВ (различаются по степени помола), акрилат, силоксан.
Результаты. По результатам исследований для закрепления цементными растворами определены значения прочности в зависимости от количества органических включений, для закрепления акрилатными растворами выявлено отсутствие закрепления грунтов с органикой. При закреплении песков без органики акрилаты связывают частицы грунта, но не придают прочности образцам. Исходный силоксан, используемый в данных работах, не пригоден в качестве крепителя для грунтов.
Выводы. При дальнейших исследованиях следует определить области применения и ограничения в применении цементных растворов для закрепления грунтов с органикой, определить влияние акрилатных растворов на грунты и возможность применения их для противофильтрационных мероприятий и мероприятий против разжижения грунтов в сейсмически активных районах. Все выводы, сделанные по результатам лабораторных работ, следует подтвердить в полевых условиях и при численном моделировании.
Introduction. Cement strengthening of the foundations has been studied fairly well. The advancements in technology and industry leads to the production of polymer materials (acrylate) and siloxane materials, the properties of which make them suitable for use in construction as waterproofing agents. Due to their gelation capability and ability to bind particles, these materials obtain high potential for applications aimed at enhancing soil properties, including those with organic constituents. However, the use of both cement mortars and chemical agents (acrylate, siloxane) for the stabilization of soils with organic constituents currently remains unregulated in existing normative documentation.
Aim. To investigate the potential for stabilization of soils with organic constituents using solutions based on cement, acrylates, and siloxanes.
Materials and methods. Laboratory studies utilized mixtures of peat and sands of varying granularity as the soil containing organic constituents. Cement mortars of types I, ITDV, IOTDV according to Russian State Standard R 59704-2021 (distinguished by their degree of fineness), as well as acrylate and siloxane were employed as the binding agents.
Results. The study determined specific strength values for cement strengthening in relation to the number of organic constituents. Stabilization using acrylate solutions revealed no binding effect on organic soils. In the case of sands devoid of organic content, acrylates were capable of binding soil particles; however, they failed to confer strength to the samples. Furthermore, the siloxane used in this study was found to be unsuitable as a binding agent for soils.
Conclusions. Future studies shall define the application and limitations of cement mortars for stabilizing soils containing organic constituents, as well as assess the impact of acrylic solutions on soil and their applicability for anti-permeability measures and soil liquefaction mitigation in seismically active regions. All conclusions drawn from laboratory investigations shall be validated through field studies and numerical modeling.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.