Силикатизация грунта уже много десятилетий остается одним из наиболее распространенных методов химического закрепления оснований, применяемых в строительной практике. В основе этой технологии лежит использование водных растворов силиката натрия (так называемого «жидкого стекла») и различных реагентов, которые при взаимодействии способны формировать в поровом пространстве прочный гелеобразный или кристаллический «скелет». В итоге частицы грунта «склеиваются» между собой, повышая несущую способность, уменьшая проницаемость, а также снижая вероятность деформаций в ходе эксплуатации объекта.

Силикатизацию относят к разряду инъекционных технологий, поскольку ее осуществляют путем ввода химических растворов под давлением или методом самотечного пропитывания через специально подготовленные скважины. Подобное укрепление позволяет сохранять существующий рельеф местности, не требует обширных земляных работ и при грамотном подборе состава дает долговременный результат. При этом, по сравнению с некоторыми другими методами химического закрепления, силикатизация считается одним из наиболее доступных по стоимости и относительно простых по организации процессов.

Кроме того, силикатизация грунта может использоваться совместно с другими способами усиления оснований, будь то устройство свайных полей, армогрунтовых конструкций или классическая замена слабых слоев. Совокупность таких мер значительно уменьшает риск просадок, вымывания грунта грунтовыми водами и, как следствие, появления трещин или разрывов в несущих конструкциях. Именно поэтому технология находит применение при строительстве новых зданий, реконструкции старых сооружений, при благоустройстве территорий вблизи откосов и береговых линий, а также в условиях сложной геологии.

 

 

В данной статье рассмотрены основные аспекты силикатизации грунтов, начиная от принципа действия и заканчивая подробной инструкцией по выполнению работ. Мы проанализируем, в каких ситуациях технология наиболее эффективна, каковы ее преимущества и недостатки, какие материалы рекомендуются для различных типов грунтов. Отдельное внимание уделено особенностям укрепления под фундаментами, где часто необходимо минимизировать строительные риски и сохранить целостность существующего сооружения.

 

Силикатизация грунта: технологии и материалы

 

Что такое силикатизация грунта?

 

Силикатизация грунта – это процесс искусственного изменения структуры и свойств земной породы путем введения в ее толщу специального раствора на основе силиката натрия (или иных похожих по действию компонентов). Когда такой раствор вступает в химическую реакцию со вторым компонентом (которым может быть раствор хлористого кальция, фторсиликат натрия либо иной реагент, способствующий формированию геля), внутри грунтовых капилляров и микропор формируется малорастворимое связующее вещество.

Суть реакции состоит в том, что частицы жидкого стекла, проникая в поры и каналы между зернами грунта, переходят в гелеобразное состояние. Если дополнительно применяются катализаторы, то гель в дальнейшем становится достаточно прочным и водоустойчивым веществом, скрепляя минеральные частицы друг с другом. Это резко повышает механическую стабильность всего массива, снижает коэффициент фильтрации и одновременно увеличивает несущую способность грунта.

В результате силикатизации получается своего рода «искусственный камень», в котором пустоты либо существенно сокращаются, либо оказываются заполненными минеральным гелем. Это особенно важно при строительстве в водонасыщенных или слабых грунтах. Метод обладает рядом преимуществ, среди которых:

  • Повышение устойчивости к воде – силикатный гель значительно затрудняет проникновение и перетекание влаги;
  • Увеличение несущей способности – закрепленный грунт выдерживает большие нагрузки и меньше подвержен подвижкам;
  • Противофильтрационные свойства – в случае необходимости можно сформировать горизонтальную или вертикальную «занавеску» от проникновения грунтовых вод;
  • Относительная экономичность – по сравнению с большинством полимерных инъекционных смол силикатный раствор обходится дешевле.

 

Однако у технологии есть и ограничения. Прежде всего, эффективность силикатизации зависит от состава грунта: в слишком плотных или слабо водопроницаемых породах раствор может не проникнуть на нужную глубину. Кроме того, неправильно рассчитанные пропорции реагентов и недостаточный контроль времени гелеобразования приводят к неполному или неравномерному закреплению. Поэтому важную роль играют предварительные исследования, корректное проектирование и отлаженная технология введения раствора.

 

Силикатизация грунта: технологии и материалы

 

Для чего и в каких случаях используют технологию силикатизации грунта?

 

Силикатизация грунта востребована как при новом строительстве, так и при реконструкции существующих объектов, где возникает необходимость повысить надежность основания или сократить водопроницаемость грунта. Главная цель этой технологии – создать более стабильную структуру, устойчивую к действию внешних нагрузок, подвижек, осадки, а также воздействию подземных вод.

Ниже перечислены основные случаи, в которых силикатизация приносит наибольшую пользу:

  1. Укрепление основания под фундаментами
    Если грунты обладают невысокой несущей способностью, либо здание подвержено неравномерной осадке, силикатизация становится одним из эффективных методов усиления фундамента. Благодаря низкой стоимости материалов и возможности проведения работ без масштабных раскопок, технология отлично подходит для объектов, которые нельзя вывести из эксплуатации на длительное время.
  2. Предотвращение подтопления и фильтрации
    В условиях высокого уровня грунтовых вод или при необходимости защиты подземных помещений, туннелей и коллекторов силикатизация способна создать гидроизоляционную «диафрагму» в толщине грунта. Это помогает предотвратить проникновение влаги в подвалы, а также уменьшить напор фильтрационных потоков вокруг сооружения.
  3. Формирование противофильтрационного экрана
    Такая задача возникает при строительстве гидротехнических сооружений или при обустройстве полигонов отходов, когда требуется минимизировать утечки загрязняющих веществ в почву. Силикатный раствор, равномерно распределенный по толщине грунта, значительно снижает проницаемость и удерживает жидкости в заданных границах.
  4. Стабилизация слабых и сыпучих грунтов
    Песчаные, песчано-глинистые и супесчаные грунты, особенно если они насыщены водой, нередко вызывают сложности в строительстве. Силикатизация уменьшает склонность к размыву, уменьшая риск проседания и смещения, что важно при сооружении дорог, причалов, промышленных площадок.
  5. Ремонт и усиление исторических объектов
    В старых зданиях фундамент может оказаться недостаточно надежным, а глубина заложения – очень малой. Вместо тотального демонтажа и реконструкции зачастую выбирают локальные методы укрепления, одним из которых является силикатизация. Она позволяет обойтись без радикальных земляных работ и сохранить целостность исторического памятника.
  6. Устройство коммуникаций в сложных условиях
    Прокладка подземных коллекторов, туннелей, камер обслуживания в слабых грунтах связана с опасностью обрушений и большими объемами водопонижения. Применяя силикатизацию, можно превратить насыщенные водой породы в более плотную массу, способную выдерживать нагрузку от механизмов и не пропускать излишнюю воду в зону проведения работ.

 

Сочетая функции повышения несущей способности и значительного снижения проницаемости, метод силикатизации грунта охватывает широкий диапазон задач в строительстве. Он уместен там, где важно добиться существенного улучшения механических и гидрологических характеристик оснований, сэкономив при этом время и затраты на земляные работы.

 

Особенности силикатизация грунта под фундаментом

Укрепление грунта под фундаментом с помощью силикатизации является эффективной мерой, способствующей устранению или недопущению неравномерных осадок и увеличению долговечности постройки. Данный процесс особенно востребован, когда фундаменту угрожают следующие факторы: высокий уровень подземных вод, неравномерное уплотнение почвы, наличие плывунов или склонность грунта к размыванию.

Главное преимущество силикатизации под фундаментом – возможность локального воздействия, без необходимости сноса сооружения или полного обнажения основания. Специалисты бурят инъекционные скважины на глубину заложения фундамента (либо чуть ниже), а затем нагнетают в них силикатный раствор в сочетании с катализаторами, обеспечивающими требуемую скорость гелеобразования.

 

 

Среди основных нюансов:

  • Правильная оценка геологических условий. Необходимо определить виды грунтов и их физико-механические параметры, а также уровень грунтовых вод. Если грунт слабо проницаем или переполнен иллистыми и глинистыми включениями, это может усложнить пропитку раствором.
  • Точная геометрия расположения скважин. Чтобы усиление было равномерным, требуется правильно выбрать сетку бурения и глубину расположения пакеров. В сложных случаях для составления схемы инъекций используют методы георадарной диагностики или геофизические исследования, позволяющие выявить потенциальные пустоты и слабые зоны.
  • Контроль времени схватывания. Если гелеобразование начинается слишком быстро, раствор не успеет проникнуть вглубь порового пространства. Если реакция происходит слишком медленно, существует риск «утечки» раствора в более проницаемые слои.
  • Соблюдение давления. Нагнетание ведется под таким давлением, чтобы раствор мог пропитать целевой массив, но не выдавил грунт и не вызвал подъем строительных конструкций. Это особенно актуально для уже эксплуатируемых объектов.
  • Проверка качества. После завершения силикатизации обычно проводят геодезический контроль осадок фундамента и иногда – выборочное вскрытие или испытания грунта статическими зондами.

 

Если все мероприятия выполнены грамотно, силикатизация грунта под фундаментом обеспечивает длительный и стабильный результат, повышая прочность основания и защищая его от избыточной влаги. При этом сам фундамент может продолжать функционировать без серьезных ограничений в использовании здания, что является большим плюсом для объектов, в которых невозможно останавливать эксплуатацию.

 

Какие материалы используется при силикатизации грунтов?

Ниже приведен список основных групп материалов, которые применяют для силикатизации грунтов в строительной практике.

  1. Силикатные растворы (жидкое стекло)
    • Основу составляет водный раствор силиката натрия (реже – калия).
    • Отличается невысокой вязкостью, что облегчает проникновение в поры грунта.
    • При взаимодействии с химическим агентом образует малорастворимый гель.
  2. Катализаторы (отвердители)
    • В качестве активного компонента может выступать раствор хлорида кальция, фторсиликат натрия, серная или соляная кислота и др.
    • Обеспечивают переход жидкого стекла в устойчивую гелеобразную структуру.
    • Подбираются с учетом требуемой скорости гелеобразования и типа грунта.
  3. Дополнительные реагенты
    • Ингибиторы коррозии, предотвращающие разрушение металлических элементов (например, арматуры в контакте с обработанным грунтом).
    • Пластификаторы, уменьшающие вязкость смеси и способствующие лучшей прокачке через мелкие поры.
    • Растворы, регулирующие кислотность среды, что важно для управляемой реакции гелеобразования.
  4. Специализированные смеси для сложных условий
    • Силикатно-полимерные композиции, позволяющие повысить общую прочность геля и улучшить его водостойкость.
    • Быстросхватывающиеся составы для аварийной герметизации пустот и течей в грунте.
    • Модификации для особо холодного климата или при повышенных температурах (например, в районах геотермальной активности).
  5. Промывочные растворы
    • Иногда применяются перед основной инъекцией для очистки порового пространства от мелких частиц или для выравнивания уровня pH.
    • Могут представлять собой обычную воду или слабокислый раствор, который подготавливает грунт к основной силикатизации.

 

Каждый из этих материалов выбирается на основании конкретных геологических условий, а также целей проекта. Ключевыми факторами при выборе являются гранулометрический состав грунта, содержание в нем влаги, химический состав подземных вод, требуемая величина прочности закрепленного массива и время, доступное для производства работ.

 

Метод закрепления грунтов силикатизацией: пошаговая инструкция и подробное описание технологии

 

Ниже представлена детальная инструкция по выполнению работ, связанных с силикатизацией грунтов. Данный алгоритм описывает общий подход и может корректироваться с учетом специфики конкретного участка и требований проекта.

  1. Исследование геологии и оценка условий
    • Выполняют инженерно-геологические изыскания, включая бурение разведочных скважин, отбор проб и лабораторные анализы.
    • Определяют гранулометрический состав, уровень и химический состав подземных вод, коэффициент фильтрации, а также несущую способность грунта.
    • На основании полученных данных специалисты принимают решение о целесообразности силикатизации и подбирают оптимальную схему инъекций.
  2. Разработка проекта силикатизации
    • Составляется план расположения инъекционных точек (скважин): шаг между ними, глубина, угол наклона.
    • Расчитывается общее количество необходимого силикатного раствора и катализатора, исходя из объемов целевой области грунта и предполагаемого коэффициента пропитывания.
    • Определяется порядок этапов работ, сроки гелеобразования (подбирается концентрация компонентов и время выдержки), а также методы контроля процесса.
  3. Подготовка к работам на строительной площадке
    • Разметка территории и указание точек для бурения, монтаж необходимых вспомогательных конструкций (если работы ведутся под фундаментом или в стесненных условиях).
    • Обеспечение безопасного доступа к месту бурения, организация охранной зоны для исключения случайных повреждений коммуникаций.
    • Доставка и хранение реактивов (силикатного раствора, хлорида кальция и других катализаторов) согласно требованиям техники безопасности.
  4. Бурение инъекционных скважин
    • Используют буровые установки или ручные буровые инструменты, в зависимости от глубины заложения и плотности грунта.
    • Контролируют соответствие фактической глубины бурения проектным значениям.
    • Учитывают расположение существующих инженерных сетей, фундамента и прочих объектов, чтобы избежать повреждений.
  5. Подготовка и подача силикатного раствора
    • В специальных резервуарах готовят раствор жидкого стекла требуемой концентрации, а также отдельные емкости с катализатором (например, раствор хлористого кальция).
    • Подача может осуществляться двумя способами:
      a) Однорезервуарная схема: когда оба компонента смешиваются непосредственно перед инъекцией (в статическом или динамическом смесителе).
      b) Двухрастворная схема: когда в грунт последовательно или через разные пакеры нагнетают сначала раствор силиката, а затем – катализатор.
    • Поддерживают заданную температуру раствора, если это необходимо для стабильного гелеобразования.
  6. Инъектирование грунта
    • В каждой скважине устанавливают инъекционные патрубки (пакеры), через которые нагнетают раствор под установленным давлением.
    • Контролируют расход жидкости и давление, следя за постепенным заполнением порового пространства.
    • При необходимости переключаются на соседние скважины, чтобы исключить чрезмерный всплыв или выдавливание грунта.
  7. Регулировка реакции и контроль гелеобразования
    • В ходе работ специалисты отслеживают скорость прохождения силикатного раствора через грунт, время начала и окончания гелеобразования.
    • Возможно поэтапное повышение или снижение концентрации катализатора, чтобы добиться равномерного распределения геля в нужном объеме.
    • Организуют дополнительное промывание или повторные инъекции в местах, где выявлены проблемы с пропиткой.
  8. Завершение инъекций и герметизация скважин
    • После достижения расчетного объема вводимых материалов и выдержки, обеспечивающей нужную прочность геля, убирают пакеры или отключают подачу раствора.
    • Скважины при необходимости заполняют цементным или песчано-цементным раствором для предотвращения попадания осадков и внешних загрязнений.
    • Проводят первичную геодезическую оценку осадок или подъемов поверхности, если работы велись под фундаментами.
  9. Испытания и мониторинг результата
    • Для оценки качества закрепления выполняют пробное бурение, отбор образцов грунта, лабораторные испытания на прочность и водопроницаемость.
    • Важным этапом является наблюдение за осадками сооружения в течение определенного времени, чтобы убедиться, что процесс стабилизировался.
    • При необходимости проводят корректирующие работы (дополнительные инъекции, изменение состава раствора) на проблемных участках.
  10. Завершение проекта и рекомендации по эксплуатации
  • Составляют исполнительную документацию, включающую сведения о фактическом объеме работ, составе растворных смесей, результатах контроля.
  • При необходимости рекомендуют заказчику меры по защите закрепленного грунта от механических или химических воздействий, устройство дренажа или осушительных систем.
  • Если объект эксплуатируется в экстремальных условиях (высокая нагрузка, вибрации, агрессивная среда), назначают график периодических проверок качества закрепления.

 

Соблюдение всех этапов этой пошаговой инструкции позволяет добиться равномерного распределения силикатного геля в толще грунта, обеспечить существенное снижение фильтрационных характеристик и повысить прочностные показатели основания. При корректном проектировании силикатизация способна работать долгие годы, обеспечивая устойчивость и надежность сооружений в самых разных геологических условиях.

 

Силикатизация грунта: технологии и материалы

 

Стоимость работ по силикатизации грунта

 

Наименование работ Единица измерения Цена за работы в рублях
Бурение скважин диаметром до 150мм в бетоне толщиной до 400мм станками алмазного бурения. 1 шт. 5500
Бурение скважин в грунте диаметром до 90мм на глубину до 2м (шнековое бурение) 1 шт. 5500
Бурение скважин в грунте диаметром до 90мм на глубину до 4м (шнековое бурение) 1 шт. 7500
Установка инъекторов 1 шт. 1500
Нагнетание раствора в грунтовые пласты 1 шт. 5900
Демонтаж установленных инъекторов 1 шт. 190
Заделка отверстий в бетоне 1 шт. 200
Разработка земляного полотна в ручную 1 м3 2100
Демонтаж бетонного основания 1м3 1400

 

Для получения точных расчётов стоимости работ, вы можете отправить в наш сметный отдел соответствующий запрос.

Указанную выше информацию можно отправить на:

  1. Наш адрес электронной почты — info@construction-engineer.ru 
  2. Онлайн-чат на нашем сайте.

Подробнее о расчете стоимости вы можете посмотреть на нашей странице – «Расчет стоимости».

 

Заказать работы по укреплению грунтов силикатизацией

 

Если вам требуется укрепление грунтов с помощью силикатизации, наша компания готова предложить полный спектр услуг по данной технологии. Мы специализируемся на выполнении работ по укреплению и стабилизации оснований для различных типов сооружений, будь то жилые, коммерческие или промышленные объекты. Силикатизация – это высокоэффективный способ решения задач, связанных с улучшением механических и гидрологических свойств грунта, и мы гарантируем качество и долговечность выполненных работ.

Процесс силикатизации позволяет значительно улучшить несущую способность грунтов, сократить их водопроницаемость и уменьшить возможность деформаций. Наша команда профессионалов с многолетним опытом успешно выполняет работы в самых сложных геологических условиях, обеспечивая долговечность конструкций и минимизируя риски для заказчиков. Мы используем только современные материалы и оборудование, что позволяет нам достичь высоких результатов и реализовать проекты любой сложности.

Вот основные преимущества, которые вы получаете, выбрав нашу фирму для проведения работ по силикатизации грунтов:

  • Большой опыт: Мы имеем десятилетний опыт работы в области укрепления грунтов и стабилизации оснований, что позволяет нам справляться с задачами любой сложности.
  • Лицензии СРО: Все работы выполняются в строгом соответствии с нормативными требованиями, нашими специалистами получены соответствующие лицензии, подтверждающие высокое качество предоставляемых услуг.
  • Профессиональные специалисты: В нашей команде работают только опытные инженеры и мастера, регулярно повышающие свою квалификацию и знакомые с новейшими методами укрепления грунтов.
  • Гарантия на выполненные работы: Мы уверены в качестве нашей работы и предоставляем гарантию на все выполненные проекты. В случае возникновения проблем, мы оперативно их решим.
  • Индивидуальный подход: Каждый проект является уникальным, и мы разрабатываем индивидуальные решения, учитывая особенности вашего объекта и цели укрепления.
  • Современные технологии и оборудование: Мы используем только проверенные и эффективные материалы, а также высокотехнологичное оборудование для проведения работ на всех этапах процесса.
  • Соблюдение сроков: Мы гарантируем выполнение работ в срок, чтобы вы могли продолжить строительство или эксплуатацию объекта без задержек.

Если вы хотите заказать работы по укреплению грунтов силикатизацией, обратитесь к нам. Мы проконсультируем вас, подготовим детальную смету и предложим оптимальное решение для вашего объекта.

Больше о технологии инъектирования вы можете узнать из наших статей: