Методы закрепления грунтов основания

ВВЕДЕНИЕ

Строительство зданий и сооружений в современных условиях все чаще осуществляется на территориях со сложными инженерно-геологическими условиями, характеризующимися наличием слабых, водонасыщенных, неоднородных и техногенно нарушенных грунтов. Ограниченность свободных территорий, высокая плотность городской застройки, развитие подземного строительства и реконструкция существующих объектов обусловливают необходимость применения специальных инженерных решений, направленных на обеспечение надежности и долговечности оснований. В этих условиях методы закрепления грунтов основания приобретают особую актуальность как эффективный инструмент повышения несущей способности, снижения деформативности и управления фильтрационными свойствами грунтовых массивов.
Закрепление грунтов оснований представляет собой совокупность инженерно-технических мероприятий, направленных на целенаправленное изменение физико-механических и гидрогеологических свойств грунтов с целью обеспечения их соответствия расчетным требованиям, установленным нормативными документами. Применение методов закрепления позволяет отказаться от полной замены грунтов, снизить объем земляных работ, минимизировать воздействие на окружающую застройку и повысить технико-экономическую эффективность строительства. Современная геотехническая практика демонстрирует широкий спектр технологий закрепления, включая механические, инъекционные, физико-химические, электрохимические и специальные методы, выбор которых определяется инженерно-геологическими условиями и требованиями к надежности сооружений.
Актуальность темы настоящей работы обусловлена возрастающей ролью методов закрепления грунтов в строительстве объектов различного назначения, особенно в условиях плотной городской застройки и сложной гидрогеологической обстановки. Неправильный выбор или некорректная реализация метода закрепления может привести к неравномерным осадкам, деформациям конструкций и аварийным ситуациям, что подчеркивает необходимость теоретически обоснованного и практически ориентированного анализа существующих технологий закрепления грунтов оснований.
Степень разработанности темы достаточно высока и отражена в трудах отечественных и зарубежных ученых и специалистов в области геотехники, оснований и фундаментов, а также в действующих нормативных и методических документах. Вместе с тем, разнообразие методов и условий их применения требует систематизации знаний и комплексного рассмотрения как теоретических основ, так и практического опыта использования технологий закрепления грунтов в современном строительстве.
Целью данной работы является изучение методов закрепления грунтов основания, их классификации, теоретических основ и практики применения в строительстве зданий и сооружений.
Для достижения поставленной цели в работе предполагается решение следующих задач:
1. рассмотреть назначение и теоретические основы закрепления грунтов оснований;
2. проанализировать классификацию и основные характеристики методов закрепления грунтов;
3. изучить практику применения методов закрепления грунтов в современном строительстве и особенности их реализации.
Объектом исследования в работе являются грунты оснований зданий и сооружений.
Предметом исследования являются методы и технологии закрепления грунтов, применяемые для улучшения их строительных свойств.
Теоретической и нормативной базой исследования послужили действующие своды правил, строительные нормы и методические пособия, а также научные публикации отечественных и зарубежных авторов в области геотехники и подземного строительства. В работе использованы методы анализа и обобщения научных источников, сравнительного анализа инженерных решений и систематизации практического опыта.
Структура работы включает введение, три главы, последовательно раскрывающие теоретические основы, классификацию и практику применения методов закрепления грунтов основания, заключение и список использованных источников. Такая структура позволяет комплексно рассмотреть выбранную тему и обеспечить логическую взаимосвязь между теоретическими положениями и практическими аспектами их применения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изм. № 1–3) [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2020. – 204 с.
2. Пьянков, С. А. Основания и фундаменты: учебное пособие [Текст] / С. А. Пьянков. – Ульяновск: УлГТУ, 2014. – 198 с.
3. Методическое пособие по укреплению грунтов методами струйной цементации, глубинным перемешиванием, инъекции растворами на основе микроцементов, манжетной инъекцией в режиме гидроразрывов [Электронный ресурс]. – М.: ФАУ «ФЦС», 2020. – 89 с. – Режим доступа: https://construction-engineer.ru/wpcontent/uploads/2023/09/%D0%9C%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%94%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A%D0%9E%D0%95-
%D0%9F%D0%9E%D0%A1%D0%9E%D0%91%D0%98%D0%95-
%D0%9F%D0%9E-
%D0%A3%D0%9A%D0%A0%D0%95%D0%9F%D0%9B%D0%95%D0%9D%D0%98%D0%AE-
%D0%93%D0%A0%D0%A3%D0%9D%D0%A2%D0%9E%D0%92-
%D0%9C%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%94%D0%90%D0%9C%D0%98-%D0%A1%D0%A2%D0%A0%D0%A3%D0%98%CC%86%D0%9D%D0%9E%D0%98%CC%86-
%D0%A6%D0%95%D0%9C%D0%95%D0%9D%D0%A2%D0%90%D0%A6%D0%98%D0%98.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
4. WSDOT. Geotechnical Design Manual M 46-03.08. Chapter 11: Ground Improvement [Text] / Washington State Department of Transportation. – Olympia, WA, 2013. – 4 p. – Available at: https://wsdot.wa.gov/publications/manuals/fulltext/m46-03/chapter11.pdf(accessed: 11.10.2025).
5. Federal Highway Administration. Design Manual: Deep Mixing for Embankment and Foundation Support. Publication No. FHWA-HRT-13-046 [Text]. – McLean, VA: FHWA, 2013. – 248 p. – Available at: https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/structures/bridge/13046/13046.pdf (accessed: 11.10.2025).
6. СП 45.13330.2017. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87 [Текст] [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293745/4293745120.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
7. СТО НОСТРОЙ 2.6.153-2014. Укрепление грунтов инъекционными методами. Правила производства и контроля работ [Текст] [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.npmod.ru/1/19-12-2014/4-5-sto.pdf(дата обращения: 11.10.2025).
8. Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83) [Текст] / НИИОСП им. Н. М. Герсеванова. – М.: Стройиздат, 1986. – 128 с. – (Электронная копия). – Режим доступа: https://meganorm.ru/Data2/1/4294845/4294845404.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
9. Бабаскин, Ю. Г. Укрепление грунтов инъектированием при ремонте автомобильных дорог [Текст] / Ю. Г. Бабаскин; под ред. И. И. Леоновича. – Минск: Технопринт, 2002. – 177 с. – ISBN 985-464-302-6. – (Электронная копия). – Режим доступа: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/3762/Ukreplenie_gruntov_inektirovaniem.pdf?sequence=10 (дата обращения: 11.10.2025).
10.Игошева, Л. А. Обзор основных методов укрепления грунтов основания [Текст] / Л. А. Игошева, А. С. Гришина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2016. – Т. 7, № 2. – С. 5–21. – DOI: 10.15593/2224-9826/2016.2.01. – Режим доступа: https://vestnik.pstu.ru/get/_res/fs/file.pdf/5638/%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BDfile.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
11.Рекомендации по электроосушению и электрохимическому закреплению глинистых водонасыщенных грунтов [Текст] / НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1971. – 33 с. – (Электронная копия). – Режим доступа: https://meganorm.ru/Data2/1/4293782/4293782664.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
12.ВСН 189-78. Инструкция по проектированию и производству работ по искусственному замораживанию грунтов при строительстве метрополитенов и тоннелей [Текст]. – Минтрансстрой СССР, 1978. – 117 с. – (Электронная копия). – Режим доступа: https://meganorm.ru/Data2/1/4294851/4294851040.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
13.Методическое пособие по укреплению грунтов методами струйной цементации, глубинным перемешиванием, инъекции растворами на основе микроцементов, манжетной инъекцией в режиме гидроразрывов [Электронный ресурс]. – М.: ФАУ «ФЦС», 2020. – 89 с. – Режим доступа: https://construction-engineer.ru/wpcontent/uploads/2023/09/%D0%9C%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%94%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A%D0%9E%D0%95-
%D0%9F%D0%9E%D0%A1%D0%9E%D0%91%D0%98%D0%95-
%D0%9F%D0%9E-
%D0%A3%D0%9A%D0%A0%D0%95%D0%9F%D0%9B%D0%95%D0%9D%D0%98%D0%AE-
%D0%93%D0%A0%D0%A3%D0%9D%D0%A2%D0%9E%D0%92-
%D0%9C%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%94%D0%90%D0%9C%D0%98-%D0%A1%D0%A2%D0%A0%D0%A3%D0%98%CC%86%D0%9D%D0%9E%D0%98%CC%86-
%D0%A6%D0%95%D0%9C%D0%95%D0%9D%D0%A2%D0%90%D0%A6%D0%98%D0%98.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
14.Зехниев, Ф. Ф. Преобразование грунтовых оснований с применением технологии глубинного перемешивания грунта [Текст] / Ф. Ф. Зехниев, Д. А. Внуков, А. И. Корпач // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. – 2017. – Т. 8, № 4. – С. 116–125. – Режим доступа: https://vestnik.pstu.ru/get/_res/fs/file.pdf/7204/%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%2B%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BD%EF%BF%BDfile.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
15.Makovetskiy, O. Practice Device Artificial Improvement Basis of Soil Technologies Jet Grouting [Text] / O. Makovetskiy, S. Zuev // Procedia Engineering. – 2016. – Vol. 165. – P. 504–509. – Available at: https://www.researchgate.net/publication/311941093_Practice_Device_Artificial_Improvement_Basis_of_Soil_Technologies_Jet_Grouting/fulltext/5863bb0c08ae329d62039fd4/311941093_Practice_Device_Artificial_Improvement_Basis_of_Soil_Technologies_Jet_Grouting.pdf (accessed: 11.10.2025).
16.Мучкин, С. В. Опыт проведения и крепления перегонных тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях (пример применения газовой силикатизации) [Текст] / С. В. Мучкин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2008. – № 10. – С. 341–348. – Режим доступа: https://www.giab-online.ru/files/Data/2008/10/20_Muchkin18.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
17.ВСН 189-78. Инструкция по проектированию и производству работ по искусственному замораживанию грунтов при строительстве метрополитенов и тоннелей [Текст]. – Минтрансстрой СССР, 1978. – 117 с. – (Электронная копия). – Режим доступа: https://meganorm.ru/Data2/1/4294851/4294851040.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
18.Мукминова, А. Р. Мониторинг и прогноз деформаций земной поверхности при строительстве наклонных подземных выработок метрополитена способом искусственного замораживания грунтов: дис. … канд. техн. наук [Текст] / А. Р. Мукминова. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский горный университет, 2021. – 155 с. – Режим доступа: https://spmi.ru/sites/default/files/imci_images/sciens/dissertacii/2021/mukminova_dissertaciya.pdf (дата обращения: 11.10.2025). –