Меню
Свайные фундаментыОграждение котлованаЦементация известняков (противокарстовые мероприятия)Грунтовые анкераУсиление фундаментов (существующих зданий)Укрепление грунтов для проходки тоннелейПротивофильтрационная завесаУкрепление грунтов в основании дорог

Струйная цементация грунтов (Jet grouting)

Технология струйной цементации грунтов появилась практически одновременно в трех странах - Японии, Италии, Англии. Схема создания сваиИнженерная идея оказалась настолько плодотворной, что в течение последнего десятилетия технология струйной цементации мгновенно распространилась по всему миру, позволяя не только более эффективно решать традиционные задачи, но и найти новые решения иных многочисленных сложных проблем в области подземного строительства.

Сущность технологии заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивании грунта с цементным раствором в режиме «mix-in-place» (перемешивание на месте).

После твердения раствора образуется новый материал - грунтобетон, обладающий высокими прочностными и деформационными характеристиками.

По сравнению с традиционными технологиями инъекционного закрепления грунтов струйная цементация

Схема создания сваи

позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов - от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов.

Другим важным преимуществом технологии является чрезвычайно высокая предсказуемость результатов укрепления грунтов.

Это дает возможность уже на этапе проектирования и заключения подрядных договоров достаточно точно рассчитать геометрические и прочностные характеристики создаваемой подземной конструкции.

Область применения

Грунтобетонная свая

Из всего чрезвычайно обширного списка практических приложений технологии приведем лишь некоторые:

  • Укрепление слабых грунтов (например, при строительстве тоннелей и коллекторов)
  • Ограждение котлованов в обводненных грунтах,
  • Устройство противофильтрационных завес,
  • Усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий,
  • Укрепление грунтов в основании плитных фундаментов,
  • Повышения устойчивости склонов и откосов,
  • Заполнение карстовых полостей в трещиноватых скальных грунтах.

Преимущества технологии струйной цементации

  • Высокая скорость сооружения грунтоцементных свай.
  • Возможность работы в стесненных условиях – в подвальных помещениях, вблизи существующих зданий, на откосах и т.д. В этом случае на объекте устанавливается только малогабаритная буровая установка, а весь инъекционный комплекс располагается на более удобной удаленной площадке.
  • Отсутствие негативного влияния на фундаменты близко расположенных зданий, в отличие от забивания железобетонных свай устройство грунтоцементных свай выполняется вращательным бурением.
  • Маленький диаметр лидерной скважины позволяет, например, при усилении фундаментов выполнять сваи диаметром 500-1500 мм через отверстие диаметром 112 мм.

Сущность технологии

Устройство грунтоцементных свай (Jet свай) выполняется в два этапа – в процессе прямого и обратного хода буровой колонны.

Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки.

В процессе обратного хода в форсунки (сопла) монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны, подают под высоким давлением цементный раствор и начинают подъем колонны с одновременным ее вращением.

Схема создания грунтоцементных свай

Существует три основных разновидности технологии.

Однокомпонентная технология (Jet1)

В этом случае разрушение грунта производят струей цементного раствора. Давление нагнетания раствора составляет 400-500 атм. Технология Jet1 наиболее проста в исполнении, требует минимального комплекта оборудования, однако диаметр получаемых свай также является наименьшим по сравнению с другими вариантами технологии. Так, например, в глинистых грунтах диаметр грунтоцементных свай не превышает 600 мм, в песчаных грунтах диаметр свай составляет 700-800 мм.

Двухкомпонентная технология (Jet2)

В этом варианте для увеличения длины водоцементной струи используют энергию сжатого воздуха. Для раздельной подачи в монитор цементного раствора и сжатого воздуха применяют двойные полые штанги. По внутренним штангам подают цементный раствор, а по внешним – сжатый воздух. Диаметр свай, получаемых по этой технологии, в глинах достигает 1200 мм, а в песках - 1500 мм.

Трехкомпонентная технология (Jet3)

Этот вариант отличается от предыдущих тем, что водовоздушная струя используется исключительно для размыва грунта и образования в нем полостей, которые в последствии заполняются цементным раствором. Преимуществом данного варианта является получение колонн из чистого цементного раствора. К недостаткам следует отнести сложность технологической схемы, требующей применения тройных штанг, а также дополнительного технологического оборудования. При правильном подборе технологических параметров можно получить сваи диаметром 2500 мм.

Прочность грунтоцемента на сжатие в песчаных грунтах составляет в среднем 5-10 МПа, в глинистых ­– 2-4 МПа. В некоторых случаях возможно достижение более высоких прочностей, для этого используется повышенный расход цемента и струйная цементация выполняется до полного замещения грунта.

Для более подробного изучения технологии струйной цементации имеется книга Малинина А.Г. «Струйная цементация». Для её приобретения направляйте заявки по электронной почте и телефону.

Технологическое оборудование

Комплект технологического оборудования, необходимый для производства струйной цементации грунтов с использованием технологического варианта Jet1, включает:

  • Цементировочный насос высокого давления.
  • Миксерную станцию.
  • Буровую установку.
  • Слос для хранения цемента.

Для технологического варианта Jet2 дополнительно необходим компрессор, а для технологического варианта Jet3 – компрессор и второй насос для нагнетания цемента.

Для приготовления цементного раствора в больших количествах необходима миксерная станция производительностью 10-20 м3/час.

Буровая установка, применяемая в технологии струйной цементации, должна быть оснащена дополнительным устройством автоматизированного подъема буровой колонны с заданной скоростью.

Буровая установка