Технология стабилизации грунтов

Предлагаем Вашему вниманию технологию закрепления (стабилизации) грунтов с использованием комплексообразующих минеральных добавок модификатор грунта серии «ЭКОСТАБЛ»,  согласно СНиП 3.06.03-85 (дороги и аэродромы) и ГОСТ 23558-94 (смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства).

• Вяжущие материалы на основе модифицированных природных алюмосиликатов (ГКГ, МКД, КМД) и их модификации являются по степени воздействия на организм человека малоопасным материалом (в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76).
• Продукция, экологически чистая, не оказывает химического воздействия на окружающую среду (в соответствии с требованиями п. 6.4. СанПиН 2.1.7.1287-03). Эффективная удельная активность природных радионуклидов (Аэфф.) — не более 370 Бк/кг (1-й класс строительных материалов). Технологии и продукция имеют все необходимые сертификаты и разрешения для применения на территории РФ.
• Укрепление грунтов представляет собой наиболее радикальный и эффективный путь обеспечения экономии материальных ресурсов, повышения производительности труда, резкого уменьшения объема перевозок дорожно-строительных материалов. Позволяет качественно изменить первоначальные свойства естественных грунтов различного состава и генезиса и преобразовать их в прочный и морозоустойчивый конструктивный слой дорожной одежды.
• Сухой метод обработки слабых грунтов минеральными комплексообразующими добавками обеспечивает в условиях естественной влажности формирование стабилизированной искусственной породы типа укрепленных техногенных грунтов (ГУТ).  Стабилизация грунта производится в соответствии со СНиП 3.06.03-85 и ГОСТ 23558-94.

Модификатор грунта серии «ЭКОСТАБЛ»

Принцип действия:
Молекулярное воздействие на частицы грунта - основан на замещении ионов в гидратированной оболочке на поверхности глинистых частиц грунта. В обычном состоянии частицы грунта удерживаются силами химического и электростатического взаимодействия, связующей электростатической водой. Силы электростатического взаимодействия на поверхности частиц грунта постоянно образуется слой из отрицательно заряженных ионов, определяющих ее способность к смачиванию. Принцип: замещение анионов OH на поверхности частиц грунта, путем диссоциации молекулами стабилизатора в результате слой стабилизированного грунта приобретает повышенную плотность, дополнительную прочность, что делает возможным улучшение несущей способности всех плотных и полуплотных грунтов.   Проведение работ по стабилизации грунтов позволяет непосредственно на дороге смешивать грунт с минеральными комплексообразующими модификатором «ЭКОСТАБЛ» и водой и получать искусственный материал, отвечающий в проектные и промежуточные сроки нормируемым показателям качества по прочности и морозостойкости.

Метод укрепления грунта верхней части земляного полотна не предусматривает создания монолитного слоя, а направлен, в первую очередь, на улучшение свойств  грунта с целью обеспечения заданных расчетных прочностных и деформационных характеристик на значительном протяжении дороги независимо от исходных грунтово-гидрологических условий.

• Влажность верхней части земляного полотна под основанием и морозозащитным слоем, устроенным из укрепленного грунта, меньше, чем под щебеночным основанием на дренирующем песчаном слое, что в сочетании с хорошей распределяющей способностью конструктивных слоев из укрепленных грунтов обеспечивает ровность покрытий выше, чем на щебеночных или гравийных основаниях.

Применение «ЭКОСТАБЛ», позволяет получать грунты с высокими показателями по прочности и морозостойкости и пригодными для применения в различных конструктивных слоях дорожных и аэродромных одежд и в любых природно-климатических условиях.

• Модификатор грунта «ЭКОСТАБЛ» увеличивают плотность, влагостойкость и морозостойкость грунтов, снижая их пучинистость.

При использовании модификатора  грунта «ЭКОСТАБЛ» гарантированы высокие показатели:

• экологическая безопасность
• простота и универсальность
• долговечность и надежность
• сокращение сроков строительства
• экономия трудовых ресурсов
• положительный финансовый эффект

Преимущества конструкций дорожных одежд со слоями из материалов и грунтов, укрепленных модификатор грунта «ЭКОСТАБЛ», перед традиционными конструкциями со слоями из зернистых материалов:

• более длительное сохранение несущей способности и ровность поверхности покрытия;
• существенное улучшение водно-теплового режима земляного полотна;
• снижение материалоемкости конструкций дорожных одежд;
• широкое использование местных материалов взамен привозных;
• существенное снижение транспортных расходов на перевозку стройматериалов.

Методика производства работ, сводится к обработке модификатором существующего грунта основания в месте строительства (реконструкции, капитального ремонта) дороги, т.е. без дополнительных издержек и затрат на грунты и материалы основания дороги по классическим технологиям (песок, щебень).

Результаты применения стабилизатора «ЭКОСТАБЛ НК»:

• Улучшение свойств грунта и его НС остается постоянным продолжительное время и улучшается под воздействием движущегося на поверхности транспорта.
• Благодаря прочности и повышению стабильности обработанного грунта становится возможной долговечность, что также сокращает дальнейшие расходы по содержанию сооружения.
• Стабилизатор - модификатор грунта серии «ЭКОСТАБЛ»  могут использоваться со всеми типами грунтов. « ЭКОСТАБЛ» активирует связующую силу любого вида грунта и сразу сокращает вредное воздействие воды на длительный период времени.
• Модификатор грунта «ЭКОСТАБЛ»  модифицирует грунт и поэтому может использоваться как на строительной площадке (на месте), так и на специально оборудованной для этого площади. Обработанный один раз грунт надолго сохраняет эффект.
• Более высокая НС обработанного грунта достигается за счет улучшенной связующей функции грунта, что также ведет к понижению риска износа поверхностного слоя грунта.
• Набухание грунтов снижается в 3-6 раз.
• Влажность грунтов снижается на 20–50%
• Увеличивается "модуль упругости" (до 450 МПа)
• Модуль деформации стабилизированного земполотна увеличивается в 3 – 5 раз, а на особо слабых грунтах более 20 раз
• Снижает коэффициент фильтрации в 10 раз
• Величина деформации морозного пучения глинистого грунта,  обработанного стабилизатором «ЭКОСТАБЛ НК» на 35% меньше, чем у необработанного грунта
• Любой, даже самый сложный грунт, становится основным строительным материалом
• Отсутствуют затраты на земляные работы
• Отсутствуют затраты на приобретение и транспортировку песка и щебня.
• Уменьшается количество использования традиционно дорогих материалов (асфальт, битум)
• Процесс строительства дороги по  данной технологии практически полностью механизирован, что сокращает трудозатраты
• Сокращение затрат на топливо
•  Дорожное основание высокопрочное  и эластичное, т.е. способно выдерживать различные нагрузки на дорогу

Обработанный  грунт имеет следующие преимущества:

• сокращает проникновение воды и сохраняет плотность грунта;
• увеличивает прочность материала;
• сокращает эрозию и проницаемость;
• может легко быть использован при строительстве;
• глубина улучшаемого слоя

В основном стабилизатор смешивается с грунтом на глубину 25-40 см, расход модификатор грунта «ЭКОСТАБЛ»: стандартное рекомендуемое количество – от  0,5-2% от массы грунта.

Технологическая карта (порядок выполнения работ):

1. Определение типа грунта используемого в качестве основного строительного материала.
2. Подбор состава смеси в лаборатории
3. Снятие плодородного слоя. Планировка
4. Распределение  компонентов
5. Перемешивание грунта и компонентов с одновременным добавлением воды
6. Уплотнение статическое и динамическое
7. Профилирование
8. Увлажнение поверхности. Уход за стабилизированным слоем.
9. Заключительный этап: Поверхностная обработка. Устройство поверхностного слоя

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМЫ (конструкции),в сравнении с основанием из дискретных материалов, ( щебень) состоит в том, что:

• укрепленный грунт не пропускает воду с поверхности покрытия к грунту земляного полотна, тем самым снижая вероятность его набухания и морозного пучения.
• Основания из укрепленных грунтов (в сравнении с основаниями из дискретных материалов) характеризуются более высокой сдвигоустойчивостью и ровностью и во время эксплуатации не подвергаются колееобразованию и сдвигу.
• Введение в укрепленный грунт модификатора «ЭКОСТАБЛ» повышает трещиностойкость основания, что гарантирует отсутствие копирующихся трещин в асфальтобетонных покрытиях.
• Более высокий модуль упругости укрепленных грунтов в сравнении со щебнем позволяет снизить толщину дорожной одежды.

Технико-экономическое обоснование:

Методика производства работ стабилизацией грунтов основания, является экономически и технологически оправданной основой для улучшения и повторного использования грунтов плохого качества, последующего асфальтирования.

Стабилизация грунта основания - является наиболее выгодным и оперативным способом строительства грунтовых дорог внутри поселений населенных пунктов, поселков, коттеджных поселков в случае, когда в  экономической возможности и инффраструктурно не эффективно применение полноценных асфальтовых дорог или магистралей.

Стабилизация грунтов эффективна при строительстве дорог и их ремонте, земляных работах по строительству железных дорог, возведении дамб, уплотнении дна искусственных водоемов, взлетных полос аэропортов, парковочных мест, скреплении вредных субстанций и предотвращении их вымывания из плохих грунтов и слоев основания грунтов.

1. Качество укрепленного слоя
2. Структурная целостность обработанного грунта
3. Уменьшение продолжительности строительных работ
4. Сохранение целостности грунта
5. Безопасность дорожного движения
6. Стоимость/эффективность

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

СТОИМОСТЬ: снижение стоимости на 20-30% в среднем по отношению к традиционному строительству:

• Полного или частичного отказа от использования нерудных материалов( щебень, песок)
• Отсутствие земляных работ по выемке грунта под конструктив дороги, следовательно отсутствие утилизации данного грунта
• Полной механизации процесса строительства

СКОРОСТЬ: скорость  производства работ от 2500 м² до 8000 м² в смену:

• Отсутствие земляных работ( за исключением профилирования и планировки дороги)
• Полной механизации процесса строительства
• Современной спецтехники

КАЧЕСТВО: качество и долговечность основания

• Создание монолитной конструкции дорожного основания, что исключает расслоения основания в отличии от традиционных многослойных конструкций
• Улучшение водно-теплового режима дорожного полотна
• Увеличение срока сохранности несущей способности и ровности поверхности дорожного покрытия

Данная технология позволяет стабилизировать грунт основания из местных материалов (техногенных грунтов, суглинков)  стабилизатором  грунта «ЭКОСТАБЛ НК» (поставщик: ООО «Гидромон»).  Модификатор  «ЭКОстабл НК» ускоряет процессы твердения, набор прочности, повышает физико-механические характеристики уплотняемых грунтов, повышает качество основания, не нарушает экологию земляного полотна.  В соответствии  с ГОСТ 23558-94 марка по прочности данного материала получается М40- М60. В процессе уплотнения плотность ГУТ возрастает до 2,0-2,2 г/см³, после консолидации ГУТ плотность составляет 2,6 г/см³. Прочности пролонгируются, с набором прочности материал приобретает тугопластичное состояние.  Применение   модификатора  «ЭКОстабл НК»  позволяет преобразовать грунт в прочный и морозоустойчивый конструктивный слой дорожной одежды и получить качественное основание под асфальт с экономией  даже толщин асфальтобетона (в зависимости от нагрузки на дорогу).:

Строительство дороги длиной 1 км. шириной 7,5 м. по традиционной технологии и технологии укрепления грунтов:

Параметр	Традиционное строительство	Укрепление грунтов
Количество рейсов грузовиков	113	7,5
Количество доставляемых материалов, тонн	2560	168
Работы по снятию грунта, тонн	1312	нет
Затраты на топливо, литров	7125	1180
Сроки выполнения работ, дней	20	3
Выбросы СО2, тонн/км	3177	645