Статьи


Струйная технология / Струйная цементация / Jet grouting

Струйная технология / Струйная цементация / Jet grouting

С увеличением темпов строительства растет необходимость проведения геотехнических работ, главным образом из-за увеличений требований реконструкции сложившейся застройки, технических факторов или требований безопасности. К таким геотехническим мероприятиям можно отнести струйную технологию.

рис.1

Струйная технология является одним из методов закрепления грунтов и при этом наиболее совершенным, позволяющим формировать в грунте различной формы и размеров зоны закрепления со значительно более высокими механическими параметрами по сравнению с исходным грунтом и при этом обладающими меньшей водопроницаемостью. Поэтому данная технология может применяться для различных целей. Область применения значительно расширяется за счет возможности работать в особо трудных условиях, закрытых малых пространствах, как на открытых площадках, так и в помещениях. При этом технология позволяет закреплять практически весь диапазон дисперсных грунтов.

В связи с отмеченными преимуществами струйная технология широко применяется во всем мире. Методика закрепления заключается в инъекции жидких растворов с высокой скоростью через одну или несколько насадок расположенных внизу буровой колонны (см. рис. 1).

В общем случае технология представляет собой сложное явление разрушения, перемешивания грунта с цементным раствором, формирования и набора прочности выполненного элемента. Результатом процесса струйной технологии является закрепленный элемент грунтового массива примерно цилиндрической формы – цементогрунтовая колонна с диаметром и свойствами, зависящими от параметров технологического процесса и свойств закрепляемого грунта. Уменьшая расстояние между колоннами, можно соеднинить несколько элементов с целью создания пространственной конструкции из закрепленного массива грунта. Колонны, получаемые по струйной технологии так же можно при необходимости армировать различными элементами.

В основном технология Jet grouting применяется при усилении оснований, устройстве противофильтрационных завес, устройстве ограждений котлованов, строительстве тоннелей.

Технологический процесс закрепления грунтового массива методом Jet grouting можно разделить на несколько этапов:

  • Бурение до нижней проектной отметки закрепления с промывкой водой или буровым раствором;
  • Подъем буровой колонны с одновременным размывом полости в грунтовом массиве и перемешиванием с инъекционным раствором грунта через одну или несколько насадок расположенных внизу бурового инструмента, при этом часть грунта выносится в виде цементогрунтовой пульпы на поверхность.
  • Формирование колонны за счет гидролиза и гидратации цемента в полученном цементогрунтовом растворе размытой в грунте полости.

рис.2 Принципиальная схема технологического процесса

Элемент буровой колонны через который производится нагнетание в грунт инъекционного раствора называется монитором, внутри монитора располагаются одна или несколько насадок через которые жидкостная струя выходит непосредственно в сторону грунтового массива при его обработке.


рис. 3 Монитор для струйной геотехнологии

Подъем монитора при обработке грунтового массива жидкостной струей может производится двумя способами:

  • Непрерывно (по спирали);
  • Пошагово (с размывом отдельных колец в грунтовом массиве).

Фирмой ООО «НПФ «Фундаментстройпроект» применяются установки с пошаговым подъемом монитора – Comacchio MC800/MC400. При таком способе обработки грунта имеется возможность воздействия струи несколько раз на одну и ту же точку грунтового массива при вращении монитора, что обеспечивает более высокое качество выполняемых конструкций.

На сегодняшний день существует несколько вариантов струйной технологии:

а) Однокомпонентная система – для разрушения и последующего закрепления грунтового массива применяется только струя цементного раствора выходящая из насадки монитора, при этом используются одинарные буровые штанги;

б) Двухкомпонентная система – для разрушения и последующего закрепления грунтового массива применяется струя цементного выходящая из насадки монитора окруженная воздушным потоком выходящем через отдельную кольцевую насадку расположенную вокруг жидкостной насадки, при этом используются двойные буровые штанги. Возможен вариант двухкомпонентной системы, когда размыв грунтового массива производится водяной струей или другой жидкостью, а его закрепление - струей цементного раствора, при этом насадки для нагнетания воды располагаются чуть выше насадок для нагнетания цементного раствора;

в) Трехкомпонентная система – размыв грунтового массива производится водяной струей или иной жидкостью выходящей из монитора окруженной воздушным потоком, выходящего через отдельную насадку, закрепление грунтового массива - струей цементного раствора;

г) Предварительный размыв – процесс размыва полости в грунтовом массиве струей воды или иной жидкости для дальнейшего применения одной из перечисленных систем. Данная операция производится с целью увеличения диаметра формируемой колонны и уменьшения объемов технологических потерь цементного раствора.

При применении двух и трехкомпонентной систем прочность получаемого закрепленного массива оказывается значительно ниже по сравнению с применением однокомпонентной системы и может приводить к более значительным технологическим осадкам, в связи с чем такие варианты в ООО «НПФ «Фундаментстройпроект» не применяются.


Рис. 4 Устройство цементогрунтовых колонн методом Jet grouting

Прочность получаемого закрепляемого массива методом Jet grouting зависит от грунтовых условий и содержания цемента в цементогрунтовой смеси.

Вопрос получения требуемого диаметра зачастую большинством организаций решается на основе применения эмпирических методов расчета, что, как правило, не дает достоверных результатов в связи с недостаточной изученностью технологии и отсутствием специальных нормативных документов или путем выполнения тестовых колонн на специально устраиваемых экспериментальных площадках. ООО «НПФ «Фундаментстройпроект» для решения подобных задач использует специальное оборудование позволяющее выполнить определение эффективных параметров технологического процесса для конкретных грунтовых условий без выполнения и откопки тестовых колонн – скорости подъема монитора, что особенно важно при применении технологии Jet grouting для закрепления грунтового массива на значительной глубине.


Рис.3 Анатолий Егорович Погорелов (погиб в автокатастрофе 23.02.12) –
соавтор статьи и изобретения показывает откопанную колонну
из закрепленного грунта по струйной технологии на Центральном детском Мире
на Лубянской площади в г. Москве

Контроль качества выполненного закрепления грунтового массива методом Jet grouting обычно выполняется следующими методами:

  • Анализ характеристик выходящей пульпы;
  • Откопка верхней части цементогрунтовых колонн на возможную глубину;
  • Отбор и испытание керна из закрепленного массива грунта;
  • Испытание цементогрунтовых колонн на статическую нагрузку;
  • Геофизические методы наблюдения.

Использование технологии Jet grouting для закрепления грунтового массива в особо ответственных случаях нормами СП 22.13330.2011 регламентируется специальное геотехническое сопровождение объекта. Гарантированным получением требуемых параметров закрепленного грунта являются исследования в лабораторных условиях путем подбора водо-грунто-цементного соотношения с последующим определением прочностных параметров закрепляемого массива. В связи со значительным расходом цемента при струйной технологии необходимо определить эффективные параметры технологического процесса либо с применением специального оборудования либо при устройстве экспериментальных площадок с моделированием принятого проектного решения и контролем напряженно-деформированного состояния усиливаемого грунтового массива и осадок сооружения.

Для выбора идеального технологического режима вначале изготавливаются экспериментальные сваи. Чтобы определить прочность и геометрические характеристики экспериментальных свай используют такие методы контроля, как:

  • Анализ вымываемого шлама
  • Выбуривание
  • Испытание керна
  • Испытание свай различными нагрузками (статистическими)

Альтернативой является определение оптимальных параметров струйной технологии для грунтов на различной глубине путем отбора проб грунта и их размыва с помощью калибратора В.Я.Шишкина, Погорелова А.Е.;

Струйная технология завершает спектр известных методов закрепления грунтов, большинство из которых ограничивается применением в песчаных грунтах и может решить ряд вопросов строительства в сложных современных геотехнических условиях.

Технология Jet grouting имеет целый ряд преимуществ:

  • Высокую скорость производства работ;
  • Возможность работы в стесненных условиях;
  • Отсутствует динамическое воздействие от применяемого оборудования;
  • Ограждающая конструкция, выполненная из отдельных элементов, воспринимает не только вертикальную и горизонтальную нагрузку, но и может служить противофильтрационной завесой;
  • Имеется возможность закрепления как песчаных, так и глинистых грунтов.

ООО «НПФ «Фундаментстройпроект» предлагает услуги по проектированию и выполнению строительных работ по закреплению грунтов методом Jet grouting/струйной технологии/струйной цементации и проведению геотехнического сопровождения объектов строительства.

СТОИМОСТЬ РАБОТ:

ПРОЕКТНЫЕ РАБОТЫ (подробнее)

Новый фундамент от 150 р/м2
Ограждения котлована от 200 р/м2
Усиление фундамента от 200 р/м2

ОБСЛЕДОВАНИЕ (подробнее)

Обследоват. работы от 30 р/м2
Статич. испытания свай от 20000 р.

СТРОИТЕЛЬСТВО (подробнее)

Новый фундамент от 5000 р/м2
Ограждения котлована от 5000 р/м2
Усиление фундамента от 1000 р/м2

-

Наш адрес:
г. Москва, Рязанский проспект, д. 61, корп.14,
офис 14. тел. +7 (495) 618-12-90
График работы:
Пн-Пт: 9-00 до 18-00
Сб-Вс: выходной.

Контактная информация

Схему проезда Вы можете увидеть слева. Более подробная схема находится в разделе контакты. Там же вы найдете наши контактные телефоны. Ждем Вас в нашем офисе!

Замечания и предложения

Ваши замечания и предложения по сайту, а так же по работе нашей организации Вы можете отправлять на адрес . Мы внимательно изучаем все просьбы, замечания, предложения и постараемся сделать наше взаимодействие максимально эффективным и плодотворным!