Силикатизация основана на применении силикатных растворов и их производных, которые при соединении с коагулянтом образуют гель кремниевой кислоты, цементирующей частицы грунта, главным образом просадочного. При двухрастворном способе через инъекторы из стальных труб диаметром 19—38 мм, сбитые на заданную глубину, закачивают поочередно растворы силиката натрия и коагулянт—.хлористый кальций. Образуемый в результате смешения гель кремниевой кислоты придает грунту прочность при сжатии 1,5—5 МПа и водонепроницаемость.

При однорастворном способе силикатизации в грунт уакачивают один гелеобразующий раствор, приготовленный из смеси силиката натрия с коагулянтом — ор-тофосфорной кислотой или алюминатом натрия. Образование геля в грунте при смешении этих растворов происходит в заданное время, зависящее от количества, коагулянта. Закрепленный однорастворной силикатизацией грунт имеет прочность на сжатие 2—5 МПа. Проектирование укрепления грунтов методом однорастворной силикатизации ведут в такой последовательности. Принимают радиус закрепления грунта г от одного инъектора, продолжительность нагнетания раствора и режим давления при нагнетании. Иногда радиус закрепления подбирают конструктивно в зависимости от ширины фундамента или опытным путем. При высоком расположении уровня подземных вод, плохом состоянии кладки фундамента или экономической целесообразности прорезки всей просадочной толщи грунта несколькими заходками грунт закрепляют не отдельно расположенными опорами, а системой опор в виде сплошной подушки с передачей на нее всей нагрузки, кстати, подобным образом проверяется даже плитка для ванной.

Примером эффективного закрепления лессовых грунтов однорастворной силикатизацией были работы по стабилизации деформаций Одесского театра оперы и балета. Вследствие замачивания грунтов основания стали проявляться незатухающие осадки здания театра. Тогда и его основание под давлением 0,2—0,3 МПа через инъекторы стали вводить раствор силиката натрия. Вступление его в реакцию с солями кальция и магния в грунте привело к образованию геля кремниевой кислоты, придавшего лессу свойства непросадочности и водонепроницаемости. Прочность образцов закрепленного грунта составляла 1,5—2,5 МПа. Осадки стали стабилизироваться, а через 5—6 лет не превышали 2 мм. Проверка прочного закрепленного однорастворной силикатизацией грунта через 20 лет показала, что она не изменилась.

Выбор способа закрепления производится на основе технико-экономического анализа с учетом конструктивных особенностей реконструируемого здания. Технология производства работ по закреплению грунтов оснований различными способами разработана НИИ оснований и подземных сооружений и изложена в «Пособии по производству работ при устройстве оснований и фундаментов» к СНиП 3.02.01—83. Цементацию грунтов применяют для упрочнения нагнетанием цементного раствора оснований, сложенных песками средней крупности, крупными и гравелистыми, а также гравийным и галечниковым грунтом. Грунт, заинъектированный цементным или цементно-глинистым раствором, в пределах его распространения окаменевает. Несущая способность его резко возрастает, пустоты в основании ликвидируются, а вместе с ними предотвращается возможность проявления недопустимых осадок здания или сооружения. В качестве инъекционного раствора используются: цементный с водоцементным отношением 20—0,4; цементно-песчаный с В/Ц 0,5—4, цементно-глинистый, цементно-песчано-глинистый растворы. Кстати, даже когда ставятся заборы из профнастила несущие столбы заполняются раствором, для прочности.

Для приготовления растворов лучше всего использовать обыкновенный портландцемент, обеспечивающий наибольшую плотность цементного камня марки более 300. Раствор нагнетают через инъекторы из стальных труб диаметром 27—150 мм. Длина перфорированной части составляет 1—0,8 м. Инъекторы, погружаемые в подлежащие закреплению грунты оснований, размещают в соответствии с проектом производства работ, Давление при нагнетании 0,3—0,6 МПа. Уточнение его производится в результате опытного нагнетания в натурных условиях. Радиусы закрепления грунта, м, принимаются следующие:
- трещиноватые скальные породы: .... 1,2—2
- галечниковые грунты: 0,75—1
- крупные пески: 0,7—0,75
- пески средней крупности: 0,3—0,5

Нагнетание раствора в грунт продолжается до появления так называемого «отказа» в поглощении раствора, под которым понимается снижение расхода инъецируемого раствора до 5—10 л/мин при избыточном давлении раствора у устья скважины (при 0,1 — 0,5 МПа). На 1 м3 укрепленного объема грунта расходуется 0,15—0,4 м3 раствора. Нормальный процесс цементации продолжается от 40 мин до нескольких часов.

Если сваи пришли в негодность, то на дне шурфа глубиной 1,2—1,5 м устраивается армированная железобетонная плита толщиной 20—30 см, омоноличивающая как дефектные, так и хорошо сохранившиеся сваи. После набора плитой прочности и установки между ростверком и плитой расклиненных страхующих распорок дефектные участки сваи срубаются или берутся в железобетонные обоймы. В зависимости от того, в каком состоянии находятся стволы свай ниже, горизонтальные монолитные плиты могут устраиваться в несколько ярусов. По завершении операций частичной замены свай в фундаменте пространство между плитами тщательно заполняется местным грунтом, а на армированные опорные конструкции наносится акриловая краска на латексной основе еще до заполнения грунтом.

Частичная замена сгнивших или коррозированных свай может быть произведена путем задавливания элементов свай типа Мега (или отрезков стальных труб) в межсвайное пространство после вскрытия первого яруса основания. Упором для вдавливающих домкратов в этом случае мог бы служить существующий свайный ростверк. Усиление деформировавшихся свайных фундаментов после обследования и засыпки шурфов можно провести буроинъекционными сваями, которые после твердения бетона в скважинах способны воспринять на себя часть нагрузок, передаваемых на фундамент, и тем самым в необходимой мере разгрузить его.

Цементация. Закрепление грунтов оснований может быть применено для увеличения несущей способности оснований реконструируемых зданий. Способы закрепления грунтов основаны на нагнетании раствора, состоящего из одного или нескольких компонентов, способных при смешивании образовывать гель в порах грунта, сообщая ему прочность и водонепроницаемость. При цементации используются суспензии с различными добавками.