Цементация – выполнение специальных геотехнических работ

Цементация - в геотехнических целях (геотехническая цементация) - это процесс, в котором инъекция материала бетононасосом в грунт косвенно контролируется регулированием его реологических характеристик и параметров инъекции (давление, объем и скорость подачи).

Принципы и методы геотехнической цементации:

- цементация с выемкой грунта (уплотняющая цементация, гидравлический разрыв);

- цементация без выемки грунта (проникающая цементация, цементация трещин, сплошная цементация).

Виды цементации:

сплошная цементация – заливка жидкого раствора с высоким содержанием твердых частиц для заполнения существенных пустот

уплотняющая цементация – метод цементации в выемкой грунта, направленный на введение жидкого цементного раствора с высоким внутренним трением в почву для уплотнения без разрыва пласта

цементация контакта – инъекция жидкого цементного раствора между возведенными конструкциями и фундаментом

цементация с выемкой грунта – инъекция жидкого цементного раствора в грунт с деформацией, сжатием или выемкой грунта

цементация трещин – инъекция жидкого цементного раствора в трещины, швы, разломы и разрывы между поверхностями, особенно в горных породах

гравитационная цементация – при подаче раствора не применяется никакого давления кроме силы тяжести жидкого цементного раствора. Иногда данный метод называют методом «вертикально перемещающейся трубы»

гидравлический разрыв – разрыв грунта, вызванный инъекцией воды или жидкого цементного раствора под давлением, превышающим локальный предел прочности и горное давление; также называется гидравлическим резанием или гидравлическим продавливанием

проникающая цементация – инъекция жидкого цементного раствора в сочленения, трещины или полости в грунте без выемки грунта. Термин относится к инфильтрации (пропитке), цементации трещин и контакта

инфильтрация (пропитка) – замещение природных скоплений воды или газа в пустотах грунта инъекцией жидкого цементного раствора под достаточно низким давлением, чтобы предотвратить вытеснение грунта.

цементация без выемки грунта – замещение природных скоплений воды или газа в пустотах грунта жидким цементным раствором без значительного вытеснения грунта. Срок включает цементация проникновение и сплошная цементация

Полевые испытания цементации (опытный участок) проводятся с целью определения метода цементации. Данные испытания следует рассматривать как часть начального инженерно-геологических изысканий на участке. Они проводятся на заключительном этапе проектирования или, если они не были в включены в инженерно-геологические изыскания на участке, на первом этапе проведения строительных работ. Проведение испытаний необходимо, если начальных исследований и местного или сопоставимого опыта проведения работ недостаточно для обоснования эффективности проекта цементации. В ходе испытаний должна быть получена информация об интервале между скважинами, давлении цементации, расход цементного раствора и тип раствора.

Планирование и проведение опытной цементации должны осуществляться совместно с проектировщиком заключительного плана цементации.

Характеристики пластовых условий могут быть получены в лабораторных условиях методом пропитки воссозданных образцов грунта опытными цементными растворами. Измерение проницаемости, выполненное до и после цементации образца, может предоставить индикативные данные, которые облегчают определение частоты точек инъекции, желаемых характеристик цементного раствора и требуемого объема цементного раствора.

Материалы для подготовки цементного раствора

Гидравлические вяжущие включают все цементы и сходные продукты, растворяемые в воде для приготовления строительных растворов.

Мелкозернистые (ультрамелкие) гидравлические вяжущие вещества или цементы, характеризуемые размером частиц d95 менее 20 микрон – ОТДВ Микродур или МВ Микролег. Кривая гранулометрического состава, особенно в случае использования мелкозернистых продуктов, должна быть определена.

При выборе типа гидравлического вяжущего вещества для цементного раствора необходимо оценивать гранулометрический состав относительно размеров трещин или полостей грунта.

Глинистые материалы

В целях снижения водоотделения и фильтрации под давлением, изменения вязкости и связности цементного раствора или улучшения прокачиваемости цементного раствора используются добавки в виде природной глины, активизированных или измененных бентонитов.

Минералогия, гранулометрический состав, водосодержание и пределы пластичности (по Аттербергу) глины должны быть определены.

Песок, гравий и наполнители

Песок и наполнители обычно используются в цементных растворах или глинистых суспензиях в качестве объемообразующих материалов или как средство изменения консистенции цементного раствора, его сопротивляемости вымыванию или для изменения механической прочности и деформируемости.

Природный песок или гравий могут быть добавлены в цементный раствор, при условии, что они не содержат вредных компонентов.

Гранулометрия песка и наполнителей, используемых в цементных растворах, должна быть определена.

Вода

Вода, полученная из локальных природных источников, должна быть проверена (в частности на содержание хлоридов, сульфатов и органических веществ) и одобрена.

Морская вода может использоваться при условии, что это не ухудшит свойства цементного раствора.