Струйная цементация грунтов (Jet grouting)
Технология струйной цементации или струйная геотехнология, позволяет получать практически любой формы и размеров грунтоцементный массив, который обладает достаточно высокими прочностными, деформационными характеристиками, более чем на порядок превышающими характеристики грунта.
Это способ, позволяющий разрушать струей высокого давления грунт в скважине и смешивать его с цементным раствором путем нагнетания раствора в грунт. В результате происходит разрушения и одновременное перемешивание грунта с цементным раствором.
Порядок производства работ
Технологический процесс закрепления грунта по технологии струйной цементации делят на два основных этапа:
При обратном ходе происходит перемешивание грунта с раствором и частичным (или полным) выносом размытого грунта из пробуренной скважины. В результате, вокруг скважины, образуется новый материал – грунтобетон, обладающий высокими прочностными, деформационными и противофильтрационными характеристиками.
Основным фактором, влияющим на прочностные характеристики грунтоцемента, является расход цемента на 1 м 3 закрепленного грунта. Закрепление грунтов методом струйной цементации, в зависимости от грунтовых условий, назначения и требуемой прочности, и фильтрационных свойств создаваемой грунтоцементной конструкции, может производиться по следующим технологиям:
Преимущества технологии струйной цементации
Метод струйной цементации может применяться в песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтах. Компания «Нью Граунд» может осуществлять работы с применением технологии струйной цементации в стесненных условиях плотной городской застройки.
Область применения
Метод струйной цементации используется при создании искусственно улучшенных оснований фундаментов, армированных грунтобетонными элементами; временных и постоянных несущих и ограждающих конструкций из грунтобетонных элементов, выполненных в виде цилиндрических массивов типа свай, противофильтрационных завес в виде конструкций из взаимно пересекающихся грунтобетонных элементов (jet-свай), устройстве грунтовых анкеров.
Технология применяется как в гражданском, так и промышленным строительстве, в устройстве береговой линии, строительстве дорог и т.д.
Адрес центрального офиса:
641081, г. Пермь, ул. Кронштадтская, д. 35,
e-mail: info@new-ground.ru
тел: (342) 236-90-70 (многоканальный)
115114, г. Москва, 2-й Кожевнический пер., д.12, стр. 5
тел: (985) 643-78-54, (495) 994-93-91
дизайн и разработка сайта Axiom Graphics
2020
Струйная цементация грунтов Jet Grouting
Струйная цементация грунтов Jet Grouting — это метод укрепления грунта, который в отличие от классических форм цементирования, при которых цементный раствор проникает в почву под не большим давлением, использует высокую кинетическую энергию в виде высокоскоростной струи цементного раствора для разрушения почвы и одновременного смешивания цементного раствора с грунтом. В результате образуется свая состоящая из грунта и цементного раствора, обладающая высокими прочностными и деформационными характеристиками.
Размер колоны полученной в результате струйной цементации грунтов зависит от типа грунта, плотности грунта, давления и расхода цементного раствора, скорости вращения, скорости подъема и типа используемой системы, Jet-1, Jet-2, Jet-3.
Область применения струйной цементации
Технология струйной цементации грунтов Jet Grouting применяется для повышения прочности почвы и уменьшения деформации грунта, а также для снижения водопроницаемости грунта.
Струйная цементация может использоваться для следующих видов буровых работ:
Преимущества струйной цементации
Несомненным преимуществом струйной цементации является то, что она может быть эффективной во всех типах грунтов начиная от песков, глин и заканчивая щебенистыми грунтами. В отличие от классических методов цементации, которые основаны на проницаемости через пустоты присутствующие во многих грунтах, струйная цементация разрушает окружающий грунт и перемешивает его с цементным раствором создавая при этом прочные грунтоцементные колонны. Инъекция может начинаться практически на любой глубине и завершаться на любом уровне ниже поверхности земли, в зависимости от необходимости укрепления грунта.
Основные преимущества технологии струйная цементация:
Оборудование для струйной цементации
Оборудование для производства работ по технологии струйная цементация:
Основным отличием буровых установок для струйной цементации от буровых установок работающих по другим технологиям, является наличие проходного вращателя, длинной мачты, таймера скорости подъёма и регулировки скорости вращения. Оптимальным выбором может стать буровая установка MDT 180, способная справится с большинством проектов имея в своём оснащении проходной вращатель и мачту с возможностью бурить скважины глубиной 21 метр за один проход без демонтажа и до стыковки штанг.
Среди насосов струйной цементации наиболее надёжными и качественными являются насосы производства компании Tecniwell. Модель Tecniwell TW 352 и TW400 способным выполнить большинство работ по струйной цементации и поэтому считаются самыми универсальными моделями. Трёхплунжерный насос Tecniwell TW 400 создаёт давление до 800 бар, расход цементного раствора до 580 литров в минуту.
Цемент и вода поступают в смесительную установку, где перемешиваются в необходимой пропорции. Среди смесительных установок стоит обратить внимание на Tecniwell TWM 20 рассчитанную на приготовление цементного раствора до 20 м3 в час. Растворный узел замешивает цементный раствор в необходимой пропорции, и подаёт их по рукавам высокого давления к трёхплунжерному насосу и далее к буровой установке.
Для большинства работ достаточно компрессора с производительностью 12 м3/час и давлением 10 бар.
Цементный раствор подаётся по рукавам высокого давления, рассчитанным на рабочее давление от 400 бар и выше. Гайка РВД фиксируются на цементном вертлюге, обеспечивающем свободное вращение бурового инструмента. Буровые штанги различны для технологий Jet-1, Jet-2, Jet-3 и отличаются количеством секций внутренней трубы. По буровым штангам раствор подаётся к монитору и через форсунки выходит наружу.
Диаметр форсунок может быть выбран от 1,5 до 5 мм в зависимости от типа грунтов, а также формы и размера требуемой грунтоцементной колонны.
Разновидности технологий Jet Grouting
Существует три разновидности технологии струйная цементация; Jet-1, Jet-2 и Jet-3.
Однокомпонентная технология Jet-1
Двухкомпонентная технология Jet-2
Двухкомпонентная технология – это одновременная подача цементного раствора и воздуха через двустенные буровые штанги. Система Jet-2 позволяет выполнять сваи большего диаметра чем однокомпонентная технология. Данная система более эффективна в связных грунтах. Диаметр сваи, выполняемой по технологии Jet-2, максимально может достигать 2500 мм.
Трёхкомпонентная технология Jet-3
Трёхкомпонентная технология является самой сложной системой струйной цементации из-за одновременного впрыска трех разных компонентов, воздуха, воды и цементного раствора. Все три компонента подаётся по специальным, тройным буровых штангам. В данной технологии разрушение грунта происходит за счёт струи воды и воздуха, а цементный раствор подаётся из форсунок, расположенных ниже и пи подъёме, постепенно поднимает на поверхность размытый грунт. В результате этого готовые сваи в своём составе содержат меньшее количество грунта и большее количество цементного раствора. Диаметр сваи, выполняемой по технологии Jet-3, максимально может достигать 3000 мм.
Процесс бурения по технологии струйная цементация
Струйная цементация выполняется два этапа: бурение и цементация. Производится лидерное бурение скважины до проектной отметки. В качестве бурового инструмента по мягким грунтам могут использоваться буровые долота различных классификаций; двухлопастные, трёхлопастные, пикообразные. Для бурения твердых грунтов и строительного мусора, могут использоваться трёхшарошечные долота.
Во время бурения через монитор постоянно подаётся вода под давлением до 50 бар, которая размывает грунт подготавливая его к цементации. По достижении проектной отметки цементный раствор от растворного узла подаётся к буровой установке под большим давлением и начинается процесс цементации скважины.
Во время подъёма бурового инструмента с монитором должна быть соблюдены определённые условия, от которых будет зависеть профиль сваи и качество выполнения работ.
1. Скорость вращение
2. Скорость подъёма
3. На сколько секунд монитор должен остановиться
4. Шаг подъёма монитора
5. Рабочее давление подачи цементного раствора
6. Объём цементного раствора в минуту
7. Соотношение воды и цемента в 1 м3
Данные параметры рассчитывается во время разработки проекта и подтверждается экспериментально перед началом бурения свайного поля.
Нагнетание цементного раствора под давлением осуществляется одновременно с подъёмом колонны штанг. Именно во время фазы подъёма, за счёт постоянной величины давления, скорости подъёма и вращения колонны штанг, можно получить объём будущей сваи необходимой формы и размера. Поле того, как буровые штанги будут подняты на проектный уровень, цементация завершается, и буровая установка переезжает на следующую сваю. При наличии боковых нагрузок, свая может быть армирована двутавром, стальной трубой или железобетонной сваей.
Возможные формы свай
Технология струйной цементации позволяет получать сваи различных форм и сечений.
По вопросам выполнения буровых работ по технологии струйная цементация грунтов Jet-Grouting, просим связаться с нами используя контакты указанные ниже.
Что необходимо знать о технологии Jet grouting?
Струйная цементация грунтов или Jet grouting — это метод, который применяется для получения грунтоцементного массива разных форм, плотности, размеров. Получаемые элементы отличаются высокой плотностью, но при этом подвергаются деформации. Поскольку струя имеет высокое давление, цементация может спровоцировать разрушение почвы в скважине. Кроме того, она способна смешивать почву с раствором цемента методом нагнетания раствора. Это приводит к разрушению и перемешиванию грунта с раствором цемента.
Как проводить струйную цементацию?
Суть данной технологии заключается в разрушении породы и смешивании почвы со стабилизирующим раствором. Чтобы выполнить армирование породы, требуется подготовить такое оборудование:
Почему этот метод стал востребованным?
Технология Jet grouting обладает следующими преимуществами:
Для ограждения котлована применяются секущиеся грунтоцементные сваи (их диаметр может составлять 800 мм, а шаг — 650 мм) или сваи с меньшим диаметром, расположенные в два ряда. Для фиксации ограждения также могут использоваться грунтоцементные сваи. Их угол должен составлять 30-45 градусов по вертикали. Для объединения сверху креплений и свай ограждений используется монолитная железобетонная обвязочная балка.
Чтобы стены, выполненные методом струйной цементации, получились более прочными и устойчивыми, следует провести армирование трубами из стали. В данном случае идеально подходят трубы (их диаметр должен составлять 500-600 мм) или прокатные балки с шагом 1,5-2 м вдоль стен.
Применить данную технологию невозможно без следующих атрибутов:
Как проводится укрепление грунтов?
Чтобы определить самую подходящую технологию цементации, глубину бурения, состав раствора, требуется протестировать грунт на объекте. Для изготовления грунтоцементных свай необходимо выполнить следующие действия:
Какое оборудование применяется?
Эффективно разрушить и замешать грунт не получится без применения высоких значений кинетической энергии струи раствора. Для реализации такой технологии требуется использовать цементировочный насос. Важно следить за тем, чтобы давление нагнетания составляло 400-700 атм., а мощность двигателя — от 350 л. с. Немаловажную роль также играет монитор, который дополнительно оснащается соплами. Их действие направлено на конвертирование высокого давления раствора цемента в кинетическую энергию струи. Поскольку у цементного раствора высокие абразивные свойства, для создания сопел применяется металлокерамический состав.
Где применяется технология?
Струйная цементация грунтов идеально подходит для установки одиночных свайных, ленточных фундаментов. Без нее крайне сложно обойтись в том случае, если планируется устройство сплошных фундаментов из грунтоцементных свай, которые пересекаются друг с другом. Ее используют для обеспечения склонам и откосам устойчивости во время возведения стен. Кроме того, метод Jet grouting подходит для закрепления слабой почвы вокруг колодцев, тоннелей, коллекторов. С помощью струйной цементации также удастся улучшить свойства грунта методом внедрения армирующих свайных элементов.
Алмазное бурение бетона — это технология формирования отверстий в бетонных, железобетонных или кирпичных конструкциях с использованием инструментов с коронками, оснащёнными алмазными зубцами.
Каркасы для буронабивных свай изготавливаются из металлической арматуры. В них несущие части — стрежни, расположены вертикально, сверху на них по спирали приваривается арматура (толстая проволока). Такая конструкция выдерживает значительные нагрузки и относится к технологически правильной.
В городах ограничено количество пригодных для застройки участков. Это привело к важности максимально эффективно использовать каждый квадратный метр земли, в том числе за счет увеличения подземных уровней.
Реконструкция, капитальный ремонт часто предполагают усиление конструкций всего здания либо его наиболее уязвимой части. Это позволяет существенно продлить срок эксплуатации сооружения.
Строительство зданий, мостов, различных сооружений на сложных грунтах и у воды нередко связано с обустройством свайного фундамента. В некоторых ситуациях сваи не являются единственно правильным решением, но такой вариант все чаще выбирают, чтобы сократить трудозатраты, ускорить возведение конструкции, повысить качество работ.
Благодаря современному оборудованию устройство свайного фундамента становится возможным на грунтах с разными свойствами. Вид свай, которые будут использоваться для формирования фундамента, выбирают в зависимости от специфики грунтового покрытия на участке, а также от размера и веса здания.
Возведение зданий в условиях плотной городской застройки или строительство на сложных грунтах требует использования безопасных и одновременно надежных технологий обустройства фундаментов. Обсадные трубы для буронабивных свай позволяют не только получить крепкие конструкции, но и продлить срок их эксплуатации.
При строительстве зданий, независимо от размера или назначения, важны такие технические характеристики фундамента, как надежность, способность выдерживать увеличенные нагрузки, длительный срок службы, невысокая себестоимость. Всем перечисленным критериям отвечает фундамент, в основе которого устанавливают буронабивные сваи.