Янв

Струйная технология JET-I и JET-сваи

Технология струйной цементации грунтов появилась практически одновременно в трех странах — Японии, Италии, Англии.

Инженерная 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 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:

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 устройства 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.

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

— силос 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.

Технология JET grouting заключается в использовании кинетической энергии струи цементного раствора, направляемой на разрушение и перемешивание грунта в массиве.

При использовании струйной технологии для укрепления слабых грунтов строительство проходит быстрее и дешевле.

Мы применяем при строительстве в стесненных условиях малогабаритные установки, позволяющие выполнять сваи по одноструйной технологии JET-1, в которой используются вода и цемент и в результате производятся сваи диаметром до 0,8 м.

JET-сваи также у спешно работают в качестве противофильтрационной завесы, по прочности сопоставимой с бетоном, исключающей проникновение в котлован воды.
Технологическая схема производства работ при устройстве армированных Jet-свай
Бурение лидерных скважин
Технология устройства Jet-свай

Последовательность операций при бурении скважин
Установка бурового станка на точку бурения
Бурение лидерных скважин:
— диаметром 350мм для свай армированных трубой 325х8мм;
— диаметром 240мм для свай армированных трубой 219х8мм;
Промывка пробуреной скважины
Подъем бурового става с отвинчиванием штанг
Замер глубины скважины
Бурение скважин 110мм с промывкой бентонитовым раствором до проектной отметки с наращиванием бурового става
Промывка пробуреной скважины
Подъем бурового става с отвинчиванием штанг
Замер глубины скважины
Погружение монитора в скважину до проектной отметки низа сваи
Последовательность операций при погружении монитора
Наворачивание монитора на буровую штангу
Погружение монитора на отметку низа Jet-сваи
Устройство грунтоцементных свай методом струйной цементации грунта при подъеме монитора
Последовательность операций при устройстве грунтоцементных свай методом струйной цементации
Приготовление цементного раствора
Пуск насосной установки СНА-320
Размыв грунта методом струйной цементации при подъеме монитора со скоростью 20-30 см/мин.

Статьи | RSS 2.0 |

Comments are closed.

Струйная технология JET-I и JET-сваи

Related Images: