Струйная цементация — относительно новая технология в подземном строительстве. Сегодня мы сделаем её обзор и разберём сущность технологии, области применения, преимущества и недостатки, а также необходимое оборудование. Листайте вниз↓
История развития технологии
Струйная цементация грунтов или Jet Grouting появился в строительстве в начале 70-х гг. XX в. Основой для неё стала технология разрушения горных пород водяной струёй, известная в гидромеханизации ещё с 30-х гг.
Развитие технологии струйной цементации получило в Японии, Италии и Великобритании. В 1979 году в СССР технология была впервые использована для устройства временной противофильтрационной завесы (ПФЗ) в котловане низовой плотины Загорской ГАЭС.
С середины 90-х гг, струйная цементация грунтов стала всё чаще использоваться как в гражданском, так и в промышленном строительстве.
Технология и области применения
Технология струйной цементации грунтов решает как минимум 5 задач в области подземного строительства:
- Усиление грунтов — сделать слабый грунт прочнее
- Ограждение котлована — сделать так, чтобы грунт при строительстве не обвалился в котлован
- Усиление фундаментов существующих зданий — предотвратить осадку фундаментов уже выполненных зданий
- Устройство грунтовых анкеров с Jet корнем — удержать ограждающую конструкцию при разработке котлована
- Противофильтрационная завеса — отсечь воду от сооружения
Дополнительно струйная цементация используется с классическими технологиями — буронабивными или железобетонными сваями для увеличения их несущей способности.
При первом знакомстве с технологией, она может показаться обманчиво простой — берём воду и цемент, делаем раствор. Затем в грунте пробуриваем скважину до необходимой глубины и подаём туда раствор под давлением. Раствор перемешивается с грунтом и получается грунтоцементная колонна, но дьявол кроется в деталях.
Первая деталь — цементный раствор. Он подаётся с расходом до 200 литров в минуту.
Следующий момент — давление. Оно достигает 400 атмосфер.
Чтобы выполнить эти условия, необходим специальный комплекс оборудования — миксерные станции, высоконапорные насосы, силосы для хранения цемента, баки для воды. Для бурения скважины нам понадобится буровая установка с модулем Jet и буровой инструмент для струйной цементации.
У образовавшейся грунтоцементной колонны есть три важные характеристики — прочность, модуль деформации и диаметр.
Прочность — максимальная нагрузка, которую способна воспринять грунтоцементная колонна от возводимого здания
Модуль деформации — влияет на величину осадки сооружения
Диаметр — объём укреплённого массива грунта. Чем больше диаметр колонны, тем большее количество грунта вокруг укреплено.
В зависимости от решаемой задачи используется одна из разновидностей технологии струйной цементации — одно- двух- и трёхкомпонентная или Jet-1, Jet-2 и Jet-3 соответственно.
Jet-1 (Однокомпонентная)
Цементный раствор
Грунтоцементная колонна получается за счёт перемешивания грунта с цементным раствором, подаваемым под давлением 400 атм. Максимальный диаметр получающихся колонн до 800 мм.
Jet-2 (Двухкомпонентная)
Цементный раствор + Воздух
Струя цементного раствора подаётся в грунт вместе с воздухом. Максимальный диаметр колонн в этом случае достигает 2000 мм.
Jet-3 (Трёхкомпонентная)
Цементный раствор + Воздух + Вода
Струя цементного раствора подаётся с водой и воздухом. Максимальный диаметр колонн достигает 3000 мм.
Преимущества и недостатки
Плюсы
Производительность до 200 п.м. в смену.
Минимальное воздействие на окружающую застройку. Это преимущество критически важно при работах вблизи существующих сооружений.
Возможность усиления уже выполненных фундаментов.
Возможность работы в стеснённых условиях. Для работ достаточно 2 метров в высоту.
Работы с уровня земли в параллель с ограждающими конструкциями. Это приводит к уменьшению сроков работ за счёт того, что после разработки котлована появляется готовое основание и можно сразу приступать к монолитным работам.
Экономия места на строительной площадке. Комплекс оборудования можно уместить на площадке размером 6х10 метров (метраж средней 2-3 комнатной квартиры)
Минимальная потребность в материалах. Для производства работ нужен только цемент и вода.
Усиление грунта может происходить практически на любой глубине. Благодаря этому, можно использовать технологию для строительства метро, а также решения задач в горнодобывающей отрасли.
Минусы
Необходимо сложное оборудование, производящееся в Европе, например высоконапорные насосы марок Tecniwell, Soilmec, Metax и других.
Технология применима только для «слабых» грунтов.
Относительная новизна технологии. До сих пор многие проектировщики с опаской относятся к технологии, предпочитая ей консервативные и не всегда экономически и конструктивно подходящие методы.
Выводы
В этой статье мы сделали для вас краткий обзор технологии струйной цементации. Если у вас будут дополнительные вопросы, то можете написать их на почту: sales@geospt.ru
