Разработка технологии струйной цементации для многолетнемерзлых грунтов, используемых по принципу II

Введение. Основной причиной деформаций фундаментов сооружений в Арктической зоне является значительная сжимаемость многолетнемерзлых грунтов при их оттаивании. Эти процессы активизируются из-за техногенного воздействия и климатических изменений, скорость потепления в регионе, согласно данным Росгидромета, достигает 0,5 °С за десятилетие. Подобные условия требуют разработки методов, которые не только усиливают конструкции, но и кардинально улучшают деформационные свойства самого грунтового основания. В качестве перспективного решения рассматривается закрепление грунтов технологией струйной цементации. Данная технология позволит расширить арсенал средств улучшения строительных свойств оснований, сложенных частично или полностью мерзлыми породами, что в свою очередь позволит с большей технико-экономической эффективностью решать сложные геотехнические задачи на проблемных объектах. Закрепление и армирование высокотемпературных мерзлых грунтов представляется эффективной технологией для обеспечения долговременной устойчивости фундаментов в криолитозоне.

Цель. Разработка технологии струйной цементации в условиях высокотемпературных мерзлых грунтов (выше минус 0,5 °С) для возможности одновременного оттаивания и армирования основания, а также выполнение оценки степени изменения деформационных свойств мерзлого грунта после оттаивания и закрепления.

Материалы и методы. Методология заключается в проведении анализа архивной изыскательской и проектной документации, а также нормативной и другой технической литературы по теме работы с определением направлений дальнейших экспериментальных исследований, их анализе и обобщении, а также в разработке рекомендаций по применению технологии струйной цементации для многолетнемерзлых грунтов, используемых по принципу II.

Результаты. Изложены результаты анализа современной научно-технической, нормативной и методической литературы. Выполнены лабораторные исследования по определению физических, теплофизических и деформационных свойств грунта в естественном состоянии и закрепленном, которые в последствии использовались при моделировании теплового воздействия от устройства грунтоцементных элементов, а также при расчетно-аналитическом исследовании на примере расчета осадки. Выданы рекомендации по применению технологии струйной цементации для закрепления оснований в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, используемых по принципу II.

Выводы. На основе анализа литературы, результатов экспериментальных исследований и исследований по закреплению высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов разработаны рекомендации по применению технологии струйной цементации для закрепления оснований в рамках распространения многолетнемерзлых грунтов, используемых по принципу II. Разработаны предложения по применению результатов НИОКР при разработке и изменении нормативно-технических и методических документов.

1. СП 291.1325800.2017. Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования. Москва: Стандартинформ; 2017.

2. Алексеев А.Г., Зорин Д.В., Алексеенко В.А. Струйная цементация для устройства фундаментов на многолетнемерзлых грунтах // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 8. С. 27–32. https:// doi.org/10.33622/0869-7019.2021.08.27-32. EDN: QFEFIL.

3. Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Влияние преобразования грунтов криолитозоны на их температурное состояние в основании здания // Жилищное строительство. 2022. № 9. С. 12–17. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-9-12-17. EDN: CUQFNP.

4. Зуев С.С., Каменских Е.М., Маковецкий О.А. О возможности применения технологии струйной цементации грунта в зоне многолетнемерзлых грунтов // Жилищное строительство. 2022. № 9. С. 32–39. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-9-32-39. EDN: TXLBHM.

5. Малинин А.Г., Салмин И.А., Малинин Д.А. Устройство грунтоцементных элементов в мерзлых грунтах // Фундаменты. 2023. № 4(14)ю С. 30–35. EDN: ELBLMK.

6. Малинин А.Г., Салмин И.А., Колосов А.Г. Опытные работы по формированию грунтоцементных элементов в мерзлых грунтах // Жилищное строительство. 2023. № 9. С. 21–26. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-9-21-26. EDN: PUUXDQ.

7. Методическое пособие по укреплению грунтов методами струйной цементации, глубинным перемешиванием, инъекции растворами на основе микроцементов, манжетной инъекцией в режиме гидроразрывов. Москва: Минстрой РФ; 2020, 89 с.

8. ГОСТ 30416-2020. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. Москва: Российский институт стандартизации; 2021.

9. ГОСТ 12248.10-2020. Грунты. Определение характеристик деформируемости мерзлых грунтов методом компрессионного сжатия. Москва: Стандартинформ; 2020.

10. ГОСТ 31108-2020. Цементы общестроительные. Технические условия. Москва: Стандартинформ; 2020.

11. СП 25.13330.2020. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная версия СНиП 2.02.04-88. Москва: Стандартинформ; 2021.

12. СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01- 83*. Москва: Стандартинформ; 2016.

13. СП 24.13330.2021. Свайные фундаменты. Актуализированная версия СНиП 2.02.03-85. Москва: Российский институт стандартизации; 2022.

14. СП 45.13330.2017. Земляные сооружения, основания и фундаменты. СНиП 3.02.01-87. Москва: Стандартинформ; 2017.