15.01 2026
Хімічне закріплення ґрунту – узагальнений термін, яким описують різні методики зміцнення ґрунтів основи, які поєднує не матеріал, а хімічна реакція твердіння та ущільнення ґрунту в процесі. При цьому можуть використовуватися різні хімічні реагенти, смоли, розчини з декількох компонентів. Ще одним фактором, що об’єднує, для всієї різноманітності технологій є пробурювання свердловин для внесення в грунт реагентів.
Кожен із методів має свої особливості та сильні сторони, тому розглянемо коротко кожен із них.
Геополімерне ін’єктування – за рахунок хімічної реакції розширюються заповнюючи порожнини, утворюють з ґрунтом міцний зв’язок і тверднуть. Склад самих геополімерів є комерційною таємницею, залежно від виробника та технічних умов вони можуть відрізнятись. Як основу можуть використовуватися різні смоли та гелі. Для забезпечення хімічної реакції розчин вноситься у двокомпонентному варіанті – закріплювач + затверджувач. Безперечним плюсом технології є швидкість хімічної реакції та ефективний захист від вологи. З усіх існуючих технологій саме полімеризація дозволяє досягати найбільшої точності. Це необхідно не тільки для стабілізації фундаментів, але й їх підйому та вирівнювання фундаменту (повернення у вихідне положення) з високою точністю.
До полімеризації так само відносять смолізацію грунтів (зворотне так само вірно), оскільки як полімерний матеріал можуть використовуватися тільки смоли. Як основу ін’єктованого розчину використовуються розчини синтетичних смол (варіантів тут декілька) та реагент затверджувач, який забезпечує хімічну реакцію (розширення, зв’язування та затвердіння).
Силікатизація включає в себе цілу низку різних технологій, об’єднує які головний компонент розчину, що инъектируется – силікат натрію (рідке скло). Залежно від технології, склад розчину може відрізнятися за додатковими компонентами. Залежно від завдання та типу ґрунту:
Може застосовуватися лише один тип розчину, який ін’єктується, витісняючи з ґрунту воду, заповнюючи порожнечі та твердне природним шляхом.
Може послідовно ін’єктуватися два розчини, перший як основа для заповнення (закріплювач), а другий (затверджувач) – що забезпечує прискорену хімічну реакцію.
Також існують “екзотичні” варіанти технології, які рідко застосовуються через їхню складність, вартість та наявність ефективних альтернатив (полімеризація).
У робочій зоні встановлюються спеціальні ін’єктори електроди і катоди, для того щоб пропускати через грунт (в який вноситься розчин) струм. Таким чином, забезпечується прискорена хімічна реакція.
Як другий компонент використовується не розчин затверджувач, а вуглекислий газ. Він подається під тиском і сприяє ефективному перемішування розчину та його розповсюдженню.
На сьогоднішній день і газова, і електрична силікатизація використовується рідко. З розвитком хімічної промисловості ефективніші одне і два компонентні розчини для ін’єкційної силікатизації дозволяють досягти аналогічних результатів з меншими витратами. Також цьому посприяла конкуренція з боку геополімерного ін’єктування, яке дозволяє досягти кращих показників при можливості використовувати технологію з ширшим спектром проблемних грунтів.
Метод включає дві технології:
Холодна бітумізація – за своїм принципом схожа з силікатизацією однокомпонентним розчином і головна відмінність полягає в наявності бітуму в розчині (замість силікату натрію) як основа. Також, для хімічної реакції в розчин додаються спеціальні емульгатори. Бітум заповнює порожнечі в ґрунті, злипаючись з ним і твердіючи.
Горяча бітумізація – найчастіше технологія використовується в гірничодобувних галузях, коли потрібно заповнювати тріщини та каверни у породі. На відміну від холодної бітумізації, використовується бітумний розчин високої щільності. Він подається в розплавленому (нагрітому) стані та при застиганні розширюється та твердне. Ця технологія не нова, дуже вузькоспеціалізована і не має широкого поширення.