Технология jet grouting: Цементация грунтов — Jet-Grouting | Буровая компания «Дельта»

Содержание

Drilltech — Технология устройства грунтоцементных свай. Стабилизация грунтов. Струйная цементация грунтов. Jet Grouting. Инъектирование грунтов. Цементация грунтов.

Термин «инъектирование под давлением» или «струйная цементация» используется в области строительства фундаментов глубокого заложения и определяет метод смешивания грунта и цементного раствора под высоким давлением, и в последствии, формирования прочной конструкции из грунта и связующего агента (цементного раствора). Этот метод также часто называют «стабилизацией грунта».

  • Jet grouting — Устройство грунтоцементных свай путем разрушения грунта и полного замещения неустойчивых грунтов цементным раствором под воздействием высокого давления, нагнетаемого насосом высокого давления.
  • Jet 1 — метод струйной цементации, при котором струя бетонного раствора входит в грунт и смешивает его с бетонным раствором. Струя бетонного раствора в данном случае размывает и цементирует грунт.
  • Jet 2 — метод стабилизации грунтов (струйной цементации), при котором посредством сдвоенной буровой трубы, бетонный раствор и сжатый воздух подаются через отверстия в трубе под высоким давлением, нагнетаемым насосом высокого давления, что позволяет увеличить мощность размытия грунта и соответственно диапазон струи бетонного раствора. Еще одно преимущество этой технологии заключается в том, что повышается эффективность второй стадии процесса, когда материал выносится обратно.
  • Jet 2 — метод струйной цементации, с использованием бетонного раствора и воды. Работа по разработке грунта осуществляется струей воды под давлением, а не бетонным раствором. В сдвоенной буровой трубе два выпускных отверстия используются сначала для подачи воды под давлением и затем последовательно бетонного раствора под низким давлением на одной и той же стадии процесса.
  • Jet 3 — метод струйной цементации (цементный раствор, вода и воздух), представляющий собой усовершенствованный вариант предыдущего метода.
    Для увеличения эффективности струя воды под давлением поступает в кольце сжатого воздуха. Для этого метода используется тройная буровая труба.

Технические условия

Грунтоцементные сваи (ГЦС) устраиваются, преимущественно, в песчанисных грунтах, а также в суглинках, неплотных глинистых грунтах, в разрушенном известняке.

Глубина грунтоцементных свай может составлять до 40 метров.

Диаметры грунтоцементный свай, мм: до 1 метра.

Описание

Струйная цементация грунтов (Jet-grouting или устройство грунтоцементных свай ГЦС) является одним из современных методов, позволяющим существенно улучшить характеристики неустойчивых грунтов для дальнейшего ведения в них подземного строительства.

На первом этапе производства работ выполняется бурение скважины диаметром 126 мм до проектной отметки специальной буровой колонной, снабженной монитором и форсунками для последующей подачи цементного раствора.

На втором этапе, в процессе обратного хода буровой колонны с вращением, под высоким давлением через форсунки и монитор производится нагнетание цементного раствора с необходимым В/Ц, в результате чего образуется грунтоцементная свая диаметром 500-800 мм. При этом оператор буровой установки может регулировать диаметр, глубину и прочность сваи, путем изменения давления нагнетания, скорости подъема колонны и водоцементного соотношения.

Вышеописанным методом выполняются сваи Jet1, при добавлении к подаваемому цементному раствору сжатого воздуха диаметр сваи можно увеличить до 1500 мм., и такая технология называется Jet2.

Грунтоцементные сваи методом Jet Grouting можно выполнять как отдельно стоящими, так и соприкасающимися друг с другом, под углом к поверхности, а также применять армирование формирующихся свай.

Реализованные проекты

  

Струйная цементация грунтов -Jet Grouting

Техника доступная на условиях аренды.
  • Буровая установка Klemm – 709
  • Буровая установка Soilmec PSM 20
  • Трёхплунжерный насос Metax MP-7 610
  • Трёхплунжерный насос Tecniwell TW 352
  • Миксерная станция Tecniwell TWM 20
  • Миксерная станция Soilmec GM-22
  • Силос для цемента Metax

Сдаём в аренду комплекс для выполнения работ по струйной цементации грунтов Jet grouting с опытным экипажем. Минимальный срок аренды составляет 30 дней.

В каких случаях аренда техники выгоднее её покупки?

Аренда выгоднее приобретения техники в следующих случаях:

  • Строительная компания не имеет собственного оборудования для струйной цементации грунтов, а приобретение невозможно по причине нехватки средств
  • Покупка техники может быть не выгодна если объём работ не большой, а срок окупаемости техники значительный
  • Компания не желает нести расходы на техническое обслуживание техники и заказ запасных частей
  • Нет желания принимать в штат операторов и машинистов, обслуживание техники требует особой квалификации
  • Возможен простой техники из-за отсутствия новых объектов. В данном случае аренда исключает финансовые потери

В данном разделе представлено оборудование доступное для аренды.

 

Трёхплунжерный насос Metax MP-7 610

Год выпуска 2010
Наработка моточасов 500
Технические характеристики
Максимальный расход, л/мин 550
Максимальное давление, бар 900
Мощность, кВт (л.с.) 400 (600)
Двигатель дизельный Cummins 610 HP Gear X 15
Емкость бака, л 500
Бортовое напряжение, В 24
Габаритные размеры в транспортном положении:
Длина, мм 6060
Ширина, мм 2450
Высота, мм 2590
Общий вес, кг 14000

Трёхплунжерный насос Tecniwell TW 352

 

Насос Tecniwell TW 352, используется  для  нагнетания цементного раствора под высоким давлением. Применяется для выполнения работ  по укреплению фундаментов, котлованов, массивов горных пород, путем создания грунтоцементных колонн по технологии jet- grouting.

Основные характеристики Модель TW 352

Максимальное давление:                        800 бар // 80 МПа (11.600 пси)

Максимального расхода:                         700 лит/мин

Мощность дизельного двигателя:        425 л. с.

Диаметр поршня:                                        101,6 мм (4”)

Ход поршня :                                                152,4 мм (6”)

Скорость хода:                                             150/мин (150 РП)

Диаметр подающего шланга:                 101,6 мм (4”)

Выходной диаметр шланга, на подачу цементного раствора:               38,1 мм (1 1/2”)

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ И ВЕС

Ширина 2.438 м. Высота 2.591 м. Длина 6.055 м. Вес 12.000 Кг.

ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Iveco Модель курсор C13ENTX20.00, Мощность 425 л. с. при 1800 об / мин,

Емкость топливного бака 400 литров, 24 В напряжение электрической сети.

Миксерная станция Tecniwell TWM 20

 

Миксерная установка Tecniwell TWM 20, предназначена для приготовления водно-цементного раствора в необходимом  соотношении, и последующей подачи, на насос высокого давления.

Технические характеристики:

  • Макс. смешивающая способность в час20 м3
  • Электронная система взвешивания с весовыми датчиками
  • Установленная электрическая мощность19 кВт 

Смеситель

  • Макс. Вместимость1.300 л
  • Насос с открытым рабочим колесом (Макс. скорость подачи при 1 бар)1.500 л/мин
  • Электромотор насоса11 кВт

 Накопитель для готового раствора

  • Вместимость резервуара 2.600 Л
  • Электромотор 2,2 кВт

 Резервуар для воды

  • Макс. Вместимость1.200 л

 Воздушный компрессор

  • Рабочая нагрузка400 л/мин
  • Воздухосборник100 л
  • Электромотор3 кВт

 Насос подкачки

  • Макс. скорость подачи (при 1 бар)700 л/мин
  • Электромотор насоса2,2 кВт

 Общие габариты и вес

Ширина — 2438 мм

Длина — 6055 мм

Масса — 5600 кг

Миксерная станция Soilmec GM-22

Смесительная установка, размещенная в стандартном 20-футовом контейнере, представляет собой
автоматизированную установку, которую можно использовать и в ручном режиме работы. Смесительная установка
была разработана для поэтапного производства цементной смеси с суммированием веса. Различные модели этой
смесительной установки могут контролировать до 3 жидких и 5 порошковых компонентов. Затем цементная смесь
перемещается в другие блоки оборудования в зависимости от соответствующей геотехнической деятельности.

Технические характеристики

Макс.мощность смешивания (соотношение двойной смеси 1/1) 22 м3 час
Общая электрическая мощность(мин-макс) [50 Гц] кВт 28-65
Макс.грузоподъемность системы взвешивания кг 4000

Смеситель
Предельная нагрузка л 2000
Производительность центробежного насоса л/мин 2400
Мощность электрического мотора центробежного насоса кВт 15

Резервуар для хранения с мешалкой
Предельная нагрузка  л 2500
Производительность центробежного насоса  л/мин 1050
Мощность электрического мотора центробежного насоса кВт 5,5

Резервуар с водой
Максимальная нагрузка л 1150

Размеры и вес
Ширина м 2,45
Длина м 6,06
Высота м 2,59
Вес кг 6500

 

Буровая установка Klemm – 709

 

Буровая установка предназначена для выполнения работ по струйной цементации грунтов и установке грунтовых анкеров.

  • Эксплуатационная масса: 13,5 т
  • Номинальная мощность:
    1 29 кВт
  • Основные гидравлические параметры: 2 х 115 л / мин
  • Глубина бурения « за один проход» (HDI): макс. м 20,0

Силос для цемента Metax

Горизонтальные бункеры модели SLh36 представляют собой контейнеры для хранения цемента, заполнителя или
бентонита. Бункеры имеют максимальную вместимость 26 м3, изготовлены из металлических листов и имеют
такую форму, чтобы обладать достаточной прочностью и способствовать естественному падению материала на
горизонтальный шнековый транспортер, закрепленный внизу бункера.

Горизонтальные бункеры модели SLh36 предназначены для установки на крыше смесительных установок и для
автоматического управления, осуществляемого самой установкой.

Технология бурения 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:

  • Усиление всех типов фундаментов
  • Противофильтрационные завесы при строительстве котлованов в обводнённых грунтах
  • Закрепление грунтов по периметру туннелей
  • Укрепление откосов и склонов
  • Закрепление слабых и обводнённых грунтов при строительстве колодцев и коллекторов.
  • Подпорные стены и ограждение котлованы
  • Фундаменты гражданских и промышленных зданий и сооружений
  • Укрепление фундаментов существующих зданий
  • Устройство ленточного фундамента
  • Армирование грунтов
  • Заполнение подземных выработок и карстовых пустот

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:

  • Возможность работы в различных грунтах (песок, глина, ил, гравий)
  • Возможность проводить цементацию на любой глубине, ниже устья скважины
  • Высокая скорость сооружения свай
  • Отсутствие вибрации и ударных нагрузок
  • Цементацию можно производить вертикально, горизонтально и наклонно относительно поверхности грунта.
  • Возможность работать в стеснённых условиях, в том числе и внутри зданий
  • При строительстве котлованов в обводнённых грунтах, подпорные стены и дно не пропускают воду в котлован, выполняя роль противофильтрационной завесы.

Оборудование для струйной цементации

Оборудование для производства работ по технологии струйная цементация:

  • Буровая установка
  • Трёхплунжерный насос высокого давления
  • Смесительная установка
  • Силос
  • Бак для воды
  • Компрессор (для Jet-2, Jet-3)
  • Буровая установка

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.

 

  • Трёхплунжерный насос высокого давления

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.

 

  • Растворный узел

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.

 

  • Буровой инструмент

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

      Однокомпонентная технология самая простая, цементный раствор проходит через буровые штанги и выходит через форсунки, установленные в мониторе. Энергия цементной струи разрушает грунт и замещает её смесью цементного раствора и грунта, образуя при этом однородную массу. Технология Jet -1 наиболее эффективна в несвязных грунтах. Диаметр сваи, выполняемой по однокомпонентной технологии, может максимально достигать 1000 мм.

 

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

      Прежде чем разместить буровую на точку бурения, необходимо убедиться в том, что грунт ровный, устойчивый, способный выдержать вес буровой установки . Выполняется разбивка скважины, поле чего буровая установка подъезжает к скважине, центр долота должен быть расположен над колышком разбивки скважины. Перед началом бурения необходимо привести мачту буровой установки в вертикальное положение проверив вертикальность по уровню.

      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.

SEROMAX — Группа компаний

Для подведения фундаментов и сооружения подземных ограждающих конструкций широко применяется струйная цементация грунтов или Джет граутинг (Jet Grouting).

Струйная цементация грунтов эффективно решает многие традиционные задачи геотехники. Разнообразие возможных применений этой технологии позволяет найти новые решения многочисленных сложных проблем в области строительства.

Сущность технологии заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания грунта с цементным раствором. После твердения цементного 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 разновидностей грунтов — от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов.

Другим важным преимуществом технологии является высокая предсказуемость результатов укрепления грунтов. Это дает возможность уже на этапе проектирования достаточно точно рассчитать геометрические и прочностные характеристики создаваемых подземных конструкций (грунтобетонная колонна, стена в грунте, массив укрепленного грунта и т.д.), и соответственно — трудозатраты, стоимость материалов и т.п.

Непрерывный компьютерный контроль параметров бурения и струйной цементации дает возможность создавать подземные грунтобетонные конструкции заданной конфигурации и прочности.

Из обширного списка практических приложений технологии приведем лишь некоторые:

  • устройство одиночных свайных фундаментов под существующими зданиями
  • устройство ленточных фундаментов и сплошных фундаментных плит из взаимно пересекающихся грунтобетонных колонн
  • сооружение ограждений строительных котлованов
  • закрепление слабых и обводненных грунтов вокруг строящихся подземных сооружений — колодцев, коллекторов, тоннелей
  • сооружение вертикальных противосуффозионных завес и геотехнических экранов
  • сооружение горизонтальных противофильтрационных завес из взаимно пересекающихся грунтобетонных колонн
  • опережающее закрепление слабых и обводненных грунтов для обеспечения проходки тоннелей
  • ликвидация дефектов стены в грунте при разработке котлованов

К основным преимуществам технологии относится:

  • высокая скорость сооружения грунтобетонных конструкций
  • возможность работы в стесненных условиях — в подвальных помещениях, вблизи существующих зданий, на откосах и т.д.
  • отсутствие ударных нагрузок на грунт и на фундаменты близко расположенных зданий и сооружений.

 

Необходимый комплект оборудования

 

Чтобы осуществлять цементацию по технологии Jet Grouting, на строительной площадке нужно иметь следующий комплект:

  • буровая установка;
  • миксерная станция;
  • производительный насос;
  • ёмкий силос.

 

Пример выброса раствора через форсунки гидромонитора

 

Метрострой | Технологии

Для закрепления стен котлованов, улучшения свойств грунта и создания противофильтрационной завесы используются различные технологии.

 

1. «Стена в грунте»

Траншейный способ

Оборудование: кран на пневмоходу Grove RT540E, кран Locatelli Grill 830, грейферная установка Bauer MC-32 (с двухчелюстным грейфером HDSG-50), порционный смеситель суспензии SKC-500-K, резервуар для хранения бентонита с мешалкой RB-h45.

Технология: после сооружения форшахты начинается разработка породы грейферной установкой под защитой бентонитового раствора, после разработки породы до проектной отметки и установки отсекателя осуществляется армирование заходки, затем производится бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы.

  

Буросекущие сваи

Оборудование: автокран Grove GMK 4080-1, буровая машина BAUER BG-28

Буросекущие сваи в земляном разрезе смотрятся сплошной стеной. Параметры их расположения и глубины залегания должны быть тщательно рассчитаны в проекте.

Технология: после сооружения форшахты бурят скважины на проектную глубину укрепления. В готовые скважины закачивается бетон, далее применяются армированные сваи. В новые скважины перед заливкой бетона помещают объемные арматурные каркасы. Как правило, каркасом укрепляют сваи через одну. По завершении монтажных работ устройства буросекущих свай их по верхнему уровню связывают железобетонным поясом. Он придает дополнительную прочность и законченность конструкции.

 

 

 

2. Струйная цементация (jet grouting)

Jet grouting — это разрушение и перемешивание грунта высоконапорной струей цементного раствора, исходящего под высоким давлением из монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны. В результате этого в грунтовом массиве формируются сваи диаметром 0,6–1,0 м из нового материала — грунтобетона — с достаточно высокими несущими и противофильтрационными характеристиками.

   

3. Шпунтовое ограждение

Оборудование: кран РДК-25, вибропогружатель ВПГ-32, машина УВШ

Тип шпунтового ограждения: «Ларсен-5 УМ»

Технология: вибропогружение — метод, при реализации которого шпунт углубляется в землю под воздействием высокочастотных низкоамплитудных колебаний.   


Замораживание

Оборудование: холодильная установка WTE-D1KCP-100/-30 R404A

Способ достаточно универсален и применим для всех типов рыхлых, связных и сыпучих грунтов. Из замороженного грунта создается временное ограждение, препятствующее проникновению грунтовой воды или водоносных неустойчивых грунтов в выработку при выполнении проходческих работ.

В 2009 году при сооружении наклонного хода станции «Звенигородская» был применен комбинированный способ предварительного закреплении грунтов. На первом этапе осуществлялась струйная цементация грунтов (jet grouting) в области свода тоннеля, затем грунт замораживался посредством специальных колонок.


ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ «JET-GROUTING» НА ПРИМЕРЕ ИСКУССТВЕННОГО ВОДОПОНИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО РЕЗЕРВУАРА В Г.КРАСНОДАР

Клевеко Владимир Иванович1, Пикулева Валерия Олеговна2
1Пермский национальный исследовательский политехнический университет, доцент кафедры Строительного производства
2Пермский национальный исследовательский политехнический университет, магистр

Библиографическая ссылка на статью:
Клевеко В.И., Пикулева В.О. Применение технологии «Jet-grouting» на примере искусственного водопонижения подземного резервуара в г.Краснодар // Современная техника и технологии. 2017. № 5 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2017/05/13327 (дата обращения: 03.10.2021).

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 перемешивания 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.[1]

Область применения технологии.

Наиболее широкое применение технологии:

– устройство одиночных свайных фундаментов;

–устройство ленточных фундаментов и сплошных фун-даментных плит из взаимно пересекающихся грунтоцементных свай;

– сооружение подпорных стен для повышения устойчивости склонов и откосов;

– закрепление слабых и обводненных грунтов вокруг строящихся подземных городских сооружений – колодцев, коллекторов, тоннелей.

– сооружение противофильтрационных завес.

К преимуществам технологии относится:

– 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 удаленной удобной площадке;

– отсутствие ударных нагрузок, так как в отличие от забивания железобетонных свай устройство грунтоцементных свай не сопровождается негативным ударным воздействием на фундаменты близко расположенных зданий и сооружений. [2]

Сущность технологии.

Устройство свай из грунтобетона выполняют в два этапа – в процессе прямого и обратного хода буровой колонны.

Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки. Буровой раствор поступает через открытый клапан в буровой наконечник для удаления шлама в процессе бурения. В качестве бурового раствора используется вода, бентонитовый или цементный раствор.

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

При создании высокого давления прямой клапан закрывается, преграждая проникновение цементного раствора в буровой наконечник, поэтому весь цементный раствор поступает исключительно в сопла монитора.

Основные этапы технологии представлены на рис.1.

Рис.1. Основные этапы технологии.

а-прямой ход, б, в, г-обратный ход, д-установка арматуры.

В настоящее время существует три основных разновидности технологии.

Однокомпанентная технология JET-1. В этом случае разрушение грунта производят струей цементного раствора. Давление нагнетания раствора 400-600 атм. В процессе размыва грунта происходит его перемешивание с цементным раствором. После твердения образуется новый материал – грунтоцемент, обладающий по сравнению с первоначальным грунтом повышенными прочностными, деформационными и противофильтрационными характеристиками. Технология JET-1 наиболее проста в исполнении, требует минимального комплекта оборудования – миксера и цементировочного насоса, однако диаметр получаемых свай является наименьшим по сравнению с другими вариантами технологии. Например, в глинах диаметр колонн не превышает 0,6 м, в суглинках и супесях – 0,7-0,8 м, в песках – до 1,0 м.

Двухкомпонентная технология JET-2. В этом варианте для увеличения длины водоцементной струи используют энергию сжатого воздуха. Для раздельной подачи в монитор цементного раствора и сжатого воздуха применяют двойные концентрические полые штанги. По внутренним штангам подают цементный раствор, а по внешним – сжатый воздух. Монитор также имеет более сложную конструкцию, включающую сопло для водоцементного раствора и дополнительное кольцевое сопло для формирования воздушной рубашки, окружающей струю. Воздушная рубашка, защищающая водоцементную струю, резко снижает сопротивление окружающей среды по боковой поверхности струи и тем самым увеличивает её разрушающее действие. Диаметр получаемых колонн по этой технологии в глинах достигает 1,2 м, в суглинках и супесях – 1,5 м, в песчаном грунте – 2,0 м.

Трёхкомпонентная технология JET-3. Этот вариант отличается от предыдущих тем, что водовоздушная струя используется исключительно для размыва грунта и образования в нём полостей, которые впоследствии заполняются цементным раствором. Преимуществом данного варианта является получение колонн из чистого цементного раствора. К недостаткам следует отнести сложность технологичсекой схемы, требующей применения тройных штанг для раздельной подачи воды, сжатого воздуха и цементного раствора, а также дополнительного технологического оборудования – компрессора и цементировочного насоса. [3]

Графически разновидность технологий приведена на рис.2.


Рис.2. Разновидность технологий струйной цементации

Практическое применение технологии «Jet-grouting» на примере искусственного водопонижения подземного резервуара в г.Краснодар.

Подземный монолитный железобетонный резервуар состоит из двух объемов, разделенных между собой деформационным швом (Рис.3)

Объем №1 (в осях А-Ж/1-2) имеет размеры в плане 21,5 х 20,6 м, среднюю габаритную высоту – 5,7 м. Объем резервуара – 2500 м3, железобетонных вес конструкций – 1450 т, приведенная плотность – 0,58 т/м3, площадь опирания – 443 м2, давление на грунт в незаполненном состоянии – 3,27 т/м2.

Объем №2 (в осях А-Ж/3-4) имеет размеры в плане 21,5 х 8,1 м, среднюю габаритную высоту – 4,15 м. Объем резервуара – 720 м3, железобетонных вес конструкций – 430 т, приведенная плотность – 0,60 т/м3, площадь опирания – 175 м2, давление на грунт в незаполненном состоянии – 2,45 т/м2. Глубина заложения объема №1 составляет 6,0 (23,0) м, глубина заложения объема №2 4,2 (24,8) м от существующей поверхности земли. Согласно проектной документации расчет резервуара по условиям всплытия в незаполненном состоянии не производился, дополнительная анкеровка в грунт не предусматривалась.

Согласно данных инженерно-геологических изысканий резервуар расположен в массиве суглинков, изначально по консистенции находящихся в полутвердом состоянии.

В период изысканий (октябрь 2015 г) подземные воды вскрыты на глубине 6,5 м, установились на глубине 5,2 м, что соответствует абсолютным отметкам 23,25-23,30 м.

Питание горизонта грунтовых вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. В периоды интенсивного выпадения осадков возможно повышение уровня подземных вод на 1,0 м от замеренного, до отметок 24,25-24,30 м и образование вод типа верховодки на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли.

Строительно монтажные работы по устройству резервуара выполнялись в открытом котловане, в качестве выравнивающего слоя основания и выполнения обратной засыпки применена песчано-гравийная смесь. [4]

После выпадение обильных дождевых осадков (январь 2016г.) произошло всплытие обоих объемов резервуара, сопровождающееся развитием кренов в двух направления. Схема развития деформаций, построенная по данным геодезического мониторинга (28.01.2016) приведена на рис.4.

Рис.3. План подземного резервуара с закрепленными точками геодезического мониторинга.


Рис.4. Схема развития деформаций по данным на 28.01.2016 г.

Исходя из условия, что резервуар представляет жесткую конструкцию коробчатого сечения, его собственными деформациями можно пренебречь, в этом случае величина дифферента объема №1 составляет 3,7 град., угол отклонения от продольной оси – 50 град; для объема №2 величина дифферента составляет 2,3 град.

Причина возникновения неблагоприятной ситуации.

В ходе выпадения обильных осадков с большой долей вероятности произошло поднятие уровня подземных вод и смыкание вод зоны аэрации (верховодка) и зоны водонасыщения (грунтовая вода), при этом возникло полное водонасыщение грунта обратной засыпки.

Гидростатическое давление пульпы в этом случае составляет в проектном уровне подошвы объема №1 pw = 5,28 т/м2, объема №2 pw = 3,69 т/м2, что в 1,5 раза превышает давление от собственного веса конструкций.

В связи с переходом грунта обратной засыпки в полностью водонасыщенное состояние, его можно рассматривать как «тиксотропную рубашку» и трением по боковой поверхности конструкций о грунт, можно пренебречь.

В этом случае произошло неравномерное всплытие резервуаров и перемещение водогрунтовой пульпы из обратной засыпки в основание.

В основание объема №1 – 450 м3, объема №2 – 130 м3, общий объем – 580 м3, что составляет около 50% от общего объема обратной засыпки в плотном теле – 1130 м3.

Равновесное положение давлений собственного веса конструкций и гидростатического давления воды устанавливается на глубине 4,0 метра для объема №1 и 3,0 метра для объема №2, что в целом соответствует максимальным уровням подъема 2,0 и 1,0 м.

Таким образом фактическое положение резервуара соответствует модели поведения пустотелой конструкции, плавающей в вязкой жидкости. [5]

Техническое решение по устранению неблагоприятной ситуации.

Техническое решение, предложенное специалистами предприятия, заключалось в следующих основных технологических этапах:

  1. Удаление обратной засыпки по периметру котлована на глубину до 5,0 метров и устройство угловых приямков (глубиной ниже проектной отметки дна резервуара) для сбора водогрунтовой пульпы. Это позволит снять гидростатическое давление и обеспечит пространство для вытеснения пульпы из под днища.

  2. Выполнить дифферентовку резервуара по схеме перемещения жидких грузов в отсеках. Для этого при помощи превенторов выполнить перфорацию железобетонного днища резервуара и управляемо заполнить внутренние отсеки резервуара водогрунтовой пульпой

  3. После выполнение дифферентовки выполняется погружение резервуара равномерным принятием водогрунтовой смеси во все отсеки, через технологические отверстия в железобетонном днище. Управляемое затопления достигается использованием превенторов: Тип 1 – для перфорации днища и Тип-2 для регулирования притока водогрунтовой пульпы. Для установления отрицательной плавучести требуется принятие около 600 м3 водогрунтовой пульпы, общая глубина затопления отсеков около 1,5 метров. В этом случае также создается вертикальное давление на пульпу в основании резервуара и происходит ее выдавливание в дренажную полость по периметру котлована.

    После возвращения резервуара в работоспособное состояние необходимо выполнить его анкеровку в грунте, для предотвращения повторного всплытия и стабилизацию грунтов в основания для снижения воздействия гидростатического давления воды на железобетонное днище резервуара.

  4. Анкеровка резервуара в грунте выполняется с помощью устройства анкерных грунтоцементных элементов ГЦЭа1 и ГЦЭа2 диаметром 0,6м. Длина анкерных ГЦЭа составляет 10,0м.

Стабилизация грунтов в основании резервуара предусмотрена путем армирования природного грунта жесткими грунтоцементными цилиндрическими элементами ГЦЭ1 и ГЦЭ2 диаметром 0,6м. Длина элементов ГЦЭ составляет 3,0м.

Грунтоцементные элементы ГЦЭ и анкерные грунтоцементные элементы ГЦЭа выполняются по однокомпонентной технологии струйной цементации грунтов «jet-grouting», основанной на использовании энергии струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания природного грунта с частичным замещением его цементным раствором. Замещенный грунт вместе с цементным раствором в виде пульпы изливается через устье технологических скважин. После твердения образуется новый материал – грунтоцемент, обладающий по сравнению с природным грунтом повышенными прочностными и деформационными характеристиками.

Основные параметры струйной цементации грунтов при производстве работ:

  • Предварительный размыв полости в грунте водой осуществляется с расходом воды 400л/п.м.;

  • В/Ц = 1, плотностью (ρ) – 1,51г/см3. Расход цемента на 1п.м элемента – 220кг. Цемент – марка ЦЕМ II/А-П 42.5Н СС по ГОСТ 31108-2003. Для ускорения схватывания раствора применена добавка жидкого стекла по ГОСТ 13078-81 в объеме 1,5% от веса цемента. Цемент ЦЕМ II/А-П 42.5Н СС по ГОСТ 31108-2003 допускается заменять на ПЦ500 по ГОСТ 10178-85.

  • Давление нагнетания раствора – 450 атм.

Рецептурно-технологические параметры струйной цементации приняты по опыту работы предприятия ООО «Нью Граунд» в аналогичных грунтах и подтверждаются в процессе опытных работ. [6]

Заключение.

В процессе проработки проекта производства работ была достигнута основная цель – привидение железобетонного резервуара в работоспособное техническое состояние в системе «сооружение-основание»; выполнено укреплённое основание под резервуар с его дальнейшей стабилизацией на площадке.

Исходное состояние резервуара и достигнутый результат водопонижения графически представлены на рис.5 – рис.8


Рис.5. До закрепления грунтов основания.

Резервуар находится в обводненном состоянии

Рис.6. До закрепления грунтов основания.

Резервуар находится в обводненном состоянии


Рис.7. После закрепления грунтов основания.


Рис.8. После закрепления грунтов основания.


Библиографический список
  1. Зуев С.С., Маковецкий О.А., Хусаинов И.И. Применение струйной цементации для устройства подземных частей комплексов//Жилищное строительство. –2013. – № 9. – С. 10-13.
  2. Хусаинов И.И., Маковецкий О.А., Кашеварова Г.Г. Сравнительный анализ опытных и расчетных деформаций грунтового массива, закрепленного струйной цементацией//International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. –2012.– Т. 8, № 2. – С. 126-132.
  3. Маковецкий О.А., Галимова В.В., Миллер К.А. Вопросы проектирования и применения геотехнического барьера, выполненного по технологии струйной цементации грунта//Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2014. – № 1 (13). – С. 99-104.
  4. Маковецкий О.А., Серебренникова Д.К. Применение технологии струйной цементации грунта для повышения надежности основания земляных сооружений//Дороги и мосты. – 2013. – № 2 (30). – С. 086-098.
  5. Кашеварова Г.Г., Хусаинов И.И., Маковецкий О.А. Опыт применения струйной цементации для устройства подземных частей комплексов//Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. – 2013. – № 31-2 (50). – С. 258-263.
  6. Буравская А.В., Маковецкий О.А.Анализ методов закрепления грунтов в строительстве//Современные технологии в строительстве. Теория и практика. –2016. – Т. 1. – С. 126-130.

Все статьи автора «Пикулева Валерия Олеговна»

Струйная цементация грунтов «Jet Grouting»

Информация об услуге

Вам нужно укрепить проблемные грунты?
Мы готовы предложить вам метод Jet Grouting, звоните 8 (861) 210-16-52!

 

Струйная цементация грунтов («Jet Grouting») — метод закрепления грунтов, основанный на одновременном разрушении и перемешивании грунта с цементным раствором посредством струи высокого давления. Укрепление грунта представляет собой изменение его физико-механических свойств под воздействием нагнетаемого инъекционного раствора. Результатом применения технологии становится трансформация породы в грунтоцементный массив, обладающий высокой прочностью и противофильтрационными характеристиками.

Существует три основных разновидности технологии Jet grouting:

1. Однокомпонентная технология (Jet1). В этом случае разрушение грунта производят струей цементного раствора. Давление нагнетания раствора составляет 400-600 атм. В процессе размыва грунта происходит его перемешивание с цементным раствором. После твердения образуется новый материал – грунтоцемент, обладающий по сравнению с первоначальным грунтом повышенными прочностными, деформационными и противофильтрационными характеристиками. Диаметр грунтоцементных свай составляет 500-600 мм в глинистых грунтах и 700-800 мм в песчаных грунтах. Технология Jet 1 является наиболее популярной, предсказуемой и высокопроизводительной.

2. 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 концентрические полые штанги. По внутренним штангам подают цементный раствор, а по внешним – сжатый воздух. Монитор также имеет более сложную конструкцию, включающую сопло для водоцементного раствора и дополнительное кольцевое сопло для формирования воздушной рубашки, окружающей основную струю. Воздушная рубашка, защищающая водоцементную струю, резко снижает сопротивление окружающей среды по боковой поверхности струи и, тем самым, увеличивает ее разрушающее действие. Диаметр свай, получаемых по этой технологии, в глинах достигает 1200-1500 мм, а в песках – 1500-2000 мм.

3. Трехкомпонентная технология (Jet3). Этот вариант отличается от предыдущих тем, что водовоздушная струя используется исключительно для размыва грунта и образования в нем полостей, которые впоследствии заполняются цементным раствором. Преимуществом данного варианта является получение колонн из чистого цементного раствора. К недостаткам следует отнести сложность технологической схемы, требующей применения тройных штанг для раздельной подачи воды, сжатого воздуха и цементного раствора, а также дополнительного технологического оборудования – компрессора и цементировочного насоса. При правильном подборе расхода воды, цементного раствора, скорости подъема монитора можно получить колонны с диаметром, достигающим 2,5 м.

Появление струйной цементации позволило открыть новые перспективы в строительстве на участках с проблемными геологическими условиями, а также добиться значительного снижения финансовых рисков при возведении различных объектов на слабых грунтах.

ПРИМЕНЕНИЕ СТРУЙНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ:

— Закрепление грунтов
— Устройство ограждающих конструкций котлованов
— ПФЗ стен и дна котлованов, шахт, колодцев
— Укрепление склонов и откосов
— Устройство фундаментов зданий и сооружений
— Усиление фундаментов аварийных зданий и сооружений
— Закрепление грунтов при проходке тоннелей
— Закрепление грунтов в основании автодорог, дамб, насыпей

смотреть все услуги

Jet-Grouting струйная цементация грунта | Главная

Струйная цементация грунтов (jet-grouting) — метод закрепления грунтов, основанный на одновременном разрушении и перемешивании грунта высоконапорной струей цементного раствора. В результате струйной цементации в грунте образуются цилиндрические колонны диаметром 600-2000 мм.

Порядок производства работ:

      а) бурение лидерной скважины диаметром 112-132 мм до проектной отметки (прямой ход)

      б) подъем буровой колонны с вращением и одновременной подачей струи цементного раствора под давлением до 500 атм. (обратный ход)

      в) погружение в тело незатвердевшей грунтобетонной колонны армирующего элемента

    После твердения грунтоцементной смеси в грунте образуется новый материал – грунтобетон. В зависимости от типа грунта и расхода цемента на 1 м3 укрепляемого грунта, прочность на сжатие грунтобетона может изменяться в широком диапазоне.

Преимущества технологии струйной цементации грунтов:

  • Высокая скорость работ за счет малого диаметра бурения скважин
  • Выполнение работ в стесненных условиях (высота от 2 м, ширина от 1,5 м)
  • Отсутствие динамических воздействий
  • При ограждении котлованов (подпорных стен) конструкция из грунтобетонных свай выполняет несколько функций:
  1. ​воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки
  2. является вертикальной противофильтрационной завесой

С помощью технологии струйной цементации грунтов возможно решение следующих задач:

  • Подпорные стены и ограждение котлованов
  • Усиление всех типов фундаментов
  • Противофильтрационные завесы и экраны
  • Армирование грунтов и геомассив
  • Закрепление грунтов при проходке тоннелей и строительстве автодорог
  • Укрепление откосов и склонов
  • Закрепление грунтов в основании проектируемых фундаментов с целью повышения прочностных и деформационных характеристик
  • Разъединительные стенки влияния деформаций
  • Устройство буровых свай
  • Контролируемое заполнение подземных выработок и карстовых пустот
  • Заглубление подвалов и надстройка зданий

 

Данная технология также позволяет выровнять прочностные и деформационные свойства грунта, внедрением в него армирующих элементов. При этом грунт и внедренные в него грунтобетонные сваи рассматриваются как единый геотехнический массив.

Струйная цементация | Технологии | Trevi

Струйная цементация улучшает механические и проницаемость грунта за счет использования высокоскоростных струй инъекционной обработки водно-цементных смесей.

Струйная заливка

может быть выгодна в следующих условиях:
• сложные логистические условия
• замкнутые пространства
• наличие препятствий для перехода
• глубокая обработка с пересечением пустот

Подходящие почвы

Технология струйной цементации позволяет улучшить широкий спектр типов почв.Поскольку она основана на эрозии почвы, ее эрозия имеет решающее значение для конечного результата. Чем плотнее обрабатываемая почва, тем меньше диаметр колонны. Поэтому колонны большего размера могут быть получены на рыхлых мягких грунтах, а меньшие — на связных.

Технологии

Консолидированные элементы — обычно колонны — строятся с помощью сверления малого диаметра (от 100 до 140 мм) с помощью легких и простых в обращении буровых установок. Кроме того, данная технология позволяет реализовывать консолидированные элементы грунта и преодолевать подземные препятствия (фундаменты, блоки и т. Д.).). Струйная цементация обычно проводится до глубины 20-30 м. Однако реализовывались и специальные проекты, достигающие глубины 100 м. Все методы струйной цементации предусматривают предварительную фазу бурения с последующим извлечением и вращением при заданных значениях и одновременной закачкой жидкости под высоким давлением.

В зависимости от количества используемых жидкостей европейский стандарт EN 12716 определил три основных метода:
• Monofluid (TREVIJET T1): вводится водоцементная смесь для разрушения и одновременного перемешивания почвы на месте.Диаметр обычно составляет от 0,4 до 1 м.
• Bifluid (TREVIJET T1 / S): смесь воды / цемента и воздуха вводится для разрушения и одновременного перемешивания почвы на месте. Диаметр обычно составляет от 0,8 до 2,5 м.
• Triple Fluid (TREVIJET T2): комбинированная водно-воздушная струя используется для разрушения и частичного удаления грунта на месте, в то время как перемешивание грунта обеспечивается за счет меньшего впрыска воды / цемента.

Струйная цементация | Keller North America

Jet Grouting использует высокоскоростные струи жидкости для создания в грунте цементированного грунта различной геометрии.

Процесс

При струйной цементации создается геометрия грунтбетона (залитого грунта) на месте с использованием монитора заливки, прикрепленного к концу бурильной колонны. Монитор струйного раствора продвинут на максимальную глубину обработки. Затем из отверстий в мониторе запускаются высокоскоростные струи (цементный раствор с дополнительной водой и воздухом). Форсунки размывают и смешивают местный грунт с цементным раствором, когда бурильная штанга и монитор поворачиваются и поднимаются.

В зависимости от области применения и типа грунта используется один из трех вариантов: одинарная жидкостная система (струя жидкого цементного раствора), двойная жидкостная система (струя жидкого цементного раствора, окруженная воздушной струей) и тройная жидкостная система (окруженная водяной струей. воздушной струей, с отдельным отверстием для затирки).В процессе струйной заливки строятся бетонные панели, полные колонны или частичные колонны с проектной прочностью и / или проницаемостью.

Геометрия и физические свойства грунтбетона рассчитаны на основе грунтов in-situ. Поскольку это система, основанная на эрозии, эрозионность почвы играет важную роль в прогнозировании геометрии, качества и производительности. Несвязные грунты обычно более подвержены эрозии струйным цементным раствором, чем связные грунты.

Преимущества

Эффективен в широком диапазоне типов грунтов с любой системой цементации, включая илы и большинство глин.

Способность строить грунтбетон в ограниченном пространстве и вокруг подземных препятствий, таких как инженерные сети

Оборудование с низкой высотой помещения позволяет строительство в ограниченном пространстве, например в подвалах

Может воздействовать на определенные слои почвы на глубине без необходимости обработки почвы выше

Струйную цементацию можно комбинировать с другими методами для получения комплексного и экономичного геотехнического решения.

Обычно можно сделать без нарушения нормальной работы объекта

Контейнерное высокомобильное вспомогательное оборудование сокращает затраты и время на мобилизацию и демобилизацию

Гарантия качества

Для достижения цели проекта и обеспечения успеха программы струйного затирки перед началом производства обычно устанавливается программа испытаний на месте.Исходя из анализа проектных отверстий, применения и предыдущего опыта проекта, исходные параметры струйного раствора (или наборы параметров) устанавливаются и выполняются в полевых условиях для программы испытаний. Программа испытаний конкретно продемонстрирует расстояние между колоннами, перекрытие и геометрию элементов, залитых струей раствора. Программа испытаний также проверит согласованность дозирования раствора, оценит функциональность оборудования и подтвердит запись и отчетность в режиме реального времени о параметрах струйного раствора.Все эти процессы используются для создания стандартного протокола для каждого конкретного типа почвы, который является последовательным и повторяемым для производственных колонок.

Запатентованная система сбора данных (DAQ)

Keller позволяет нам непрерывно отслеживать и записывать конкретные параметры струйного раствора на буровой. Интерфейс сбора данных предоставляет информацию в реальном времени оператору буровой установки, а данные о конструкции колонны загружаются по беспроводной сети на сервер вскоре после завершения, чтобы использовать их для создания отчетов.Затем эти отчеты могут быть просмотрены руководством проекта практически в режиме реального времени и отправлены клиенту.

Струйная цементация | Keller Group plc

При струйной цементации используются высокоскоростные струи жидкости для создания в грунте цементированного грунта различной геометрии.

Процесс

При струйной цементации создается геометрия грунтбетона (залитого грунта) на месте с использованием монитора заливки, прикрепленного к концу бурильной колонны. Монитор струйного раствора продвинут на максимальную глубину обработки.Затем из отверстий в мониторе запускаются высокоскоростные струи (цементный раствор с дополнительной водой и воздухом). Форсунки размывают и смешивают местный грунт с цементным раствором, когда бурильная штанга и монитор поворачиваются и поднимаются.

В зависимости от области применения и типа грунта используется один из трех вариантов: одинарная жидкостная система (струя жидкого цементного раствора), двойная жидкостная система (струя жидкого цементного раствора, окруженная воздушной струей) и тройная жидкостная система (окруженная водяной струей. воздушной струей, с отдельным отверстием для затирки).В процессе струйной заливки строятся бетонные панели, полные колонны или частичные колонны с проектной прочностью и / или проницаемостью.

Геометрия и физические свойства грунтбетона рассчитаны на основе грунтов in-situ. Поскольку это система, основанная на эрозии, эрозионность почвы играет важную роль в прогнозировании геометрии, качества и производительности. Несвязные грунты обычно более подвержены эрозии струйным цементным раствором, чем связные грунты.

Преимущества

Эффективен в широком диапазоне типов грунтов с любой системой цементации, включая илы и большинство глин.

Возможность строительства грунтбетона в ограниченном пространстве и вокруг подземных препятствий, таких как инженерные сети, обеспечивает уникальную гибкость проектирования.

Оборудование с малой высотой позволяет возводить грунтбетон в ограниченных пространствах, например, в подвалах.

Возможность обхода подземных препятствий, таких как инженерные сети, обеспечивает уникальную гибкость проектирования.

Может воздействовать на определенные слои почвы на глубине без необходимости обработки почвы выше

Часто позволяет сэкономить на графике строительства

Обычно можно сделать без нарушения нормальной работы объекта

Контейнерное высокомобильное вспомогательное оборудование сокращает затраты и время на мобилизацию и демобилизацию

Гарантия качества

Обладая 40-летним опытом работы по всему миру, Келлер видел и выполнил больше проектов по заливке цементным раствором, чем любой другой подрядчик в мире.

Кроме того, постоянные усовершенствования технологий, такие как запатентованный Келлер метод определения диаметра колонки: Acoustical Column Inspector или ACI, обеспечивают выполнение требований проекта.

Струйная затирка Технологии санации фундамента

Рекультивация фундамента струйной затиркой

Струйная затирка


Струйная затирка — одна из технологий санации фундамента.
Восстановление фундамента действующих зданий очень сложно, и необходимо адаптировать технологию к условиям на месте.

Струйная цементация — это метод улучшения почвы, при котором определенный объем почвы превращается в строительный раствор, разрушая структуру почвы с помощью струй жидкости высокой энергии. Одновременно частицы почвы смешиваются с цементной суспензией и заполняют пораженный участок. Избыток смеси стекает по отверстию скважины на поверхность.

Колонны для струйной цементации выполняются для обеспечения передачи нагрузки здания на более глубокие слои (коренные породы или более глубокие слои с лучшей несущей способностью) и устранения дальнейшего смещения и дифференциальной осадки.

Закачка под существующий фундамент выполняет усиление грунта, которое фактически является углублением фундамента.

Струйные колонны для цементирования аналогичны сваям, а с помощью наклонных колонн можно передавать на землю горизонтальные силы, возникающие в фундаменте.

Оборудование для струйной цементации характеризуется равномерной скоростью впрыска, а также скоростью подъема. Внизу оборудования расположены форсунки, через которые закачивается цементная суспензия перпендикулярно оси бурового оборудования.Цементная суспензия закачивается под давлением 400 бар.

Есть четыре системы струйной цементации. Наиболее подходящий выбор зависит от типа почвы, типа применения и физических характеристик корпуса для струйной цементации, необходимого для конкретного применения.



Диаметр колонны струйной цементации зависит от технологии и типа грунта.
Когда струйная заливка выполняется с помощью одной жидкостной системы, образуются колонны диаметром от 0,6 до 1,2 м.Этот процесс может успешно применяться в гравии, песках и илах, в то время как в глинах он менее эффективен.

Выполнение двойной гидравлической системы позволяет достигать диаметров до 1 м в плотных почвах и до 1,8 м в рыхлых почвах.
В системе с тремя жидкостями можно получить более качественные колонны большего диаметра (0,9–1,5 м). Трехжидкостная система наиболее эффективна в связном грунте. При супер-закачке можно получить колонны диаметром от 3 до 5 м.
Для проверки проектных параметров необходимо провести испытательную площадку, на которой будет проводиться струйная заливка в соответствии с процедурой, предусмотренной в проектной документации.

Основным преимуществом струйной цементации является то, что ее можно использовать для усиления всех видов грунтов (гравий, песок, ил, глина) с помощью экологически чистых водоцементных инъекционных материалов. Инъекция может начинаться практически на любой глубине и завершаться на любом уровне ниже поверхности земли, в зависимости от необходимости укрепления почвы.
Укол может производиться вертикально, горизонтально и наклонно относительно поверхности земли.
Основным недостатком всех систем впрыска струи является требование обеспечения плавного сообщения (потока) жидкости от места нагнетания к поверхности.Если сообщение предотвращено, поровое давление в грунте увеличивается до давления закачки (от 300 до 500 бар), это может вызвать гидроразрыв грунта. Последствиями являются боковое смещение и возвышение земли.

Одним из наших проектов, в котором мы предусмотрели восстановление фундамента с помощью струйной заливки, является начальная школа «Каштаньер» в Пуле. Восстановление конструкции фундамента выполнено с помощью единой гидравлической системы. Колонны выполнены попарно диаметром 600,00 мм.Колонны были проведены на глубину не менее 1,0 м в коренных породах.









Мы также предусмотрели восстановление фундамента с помощью струйной цементации для реконструкции бывшего промышленного комплекса «Рикард Бенчич» .

https://www.youtube.com/watch?v=GsoGE-ho9aM&feature=youtu.be

УЛУЧШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ЗАТОЧКИ

«Затирка» может быть определена как закачка перекачиваемых материалов в породу или почвенную породу для изменения ее физических характеристик.Это эффективный метод контроля грунтовых вод и стабилизации грунта при подготовке к проходке туннелей в мягком грунте; очень эффективно улучшает условия в различных ситуациях. Уплотнение и компенсационная затирка — это реактивные процессы с элементом риска. Химическая и струйная заливка раствора снижают риск, так как продвигается вперед до выемки туннеля и проверяется, что цементный раствор установлен с требуемым качеством. К преимуществам химической заливки относятся ее способность изменять несущую способность гранулированных грунтов, не нарушая их, а также способность быть менее разрушительной.Однако его можно применять только к некоторым типам почв. Струйная цементация обеспечивает ценное решение широкого круга проблем, когда обычные методы инъекции непригодны, небезопасны или слишком дороги. Он может обрабатывать широкий спектр почв с помощью простых цементных растворов и имеет много других преимуществ; это самый быстрорастущий метод затирки швов. Описаны два примера его использования в туннелях метро США; в одном из проектов он использовался для контроля заселения. Развитие сложных и высококачественных методов затирки швов идет в ногу с развитием туннелей и подземного строительства.

  • Наличие:
  • Корпоративных авторов:

    ГОРНЫЙ ЖУРНАЛ ООО

    УЛИЦА ПОКЛОНЕНИЯ 60
    ЛОНДОН, Объединенное Королевство EC2A 2HD
  • Авторов:
    • Уокер, A
    • Перлман, S
    • Картофилис, Д
  • Дата публикации: 1997-11

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 00746948
  • Тип записи: Публикация
  • Агентство-источник: Транспортная исследовательская лаборатория
  • Файлы: ITRD
  • Дата создания: 17 апреля 1998 г., 00:00

Струйная цементация по новой разработанной технологии: метод Twin-Jet

https: // doi.org / 10.1016 / j.enggeo.2012.10.018Получить права и содержание

Аннотация

Представлен метод Twin-Jet, недавно разработанная технология струйной цементации для мгновенного затвердевания мягкого грунта. Представлены основные принципы метода Twin-Jet, и силикат натрия (жидкое стекло) выбран в качестве связующего для ускорения процесса твердения смеси цементного раствора и грунта. Представлены две истории применения метода Twin-Jet, проведенного как в вертикальном (построенном в песчаных почвах), так и в горизонтальном (построенном в глинистых почвах), чтобы показать их эффективность.Полевые работы показывают, что смесь раствора и почвы может загустеться в течение 5-10 секунд. Что касается истории болезни, построенной в песчаных грунтах, образцы керна показывают, что колонны струйного раствора сформированы должным образом с общим извлечением керна 80–100%, оценкой качества породы (RQD) 81–95% и диаметром колонны, достигающим 1,1 м. , в то время как испытания прочности на неограниченное сжатие (UCS) показывают, что 28-дневное UCS находится в диапазоне 5,0–6,0 МПа. Для истории болезни, построенной в глинистых почвах, полевые испытания на проникновение конуса (CPT) показывают, что диаметр колонны может достигать 1.2 м, а результаты испытаний UCS показывают, что 14-дневная UCS может достигать 0,5 МПа. Все эти результаты испытаний демонстрируют применимость этой недавно разработанной технологии как на песчаных, так и на глинистых почвах.

Основные моменты

► Мы представили новый метод строительства для струйной цементации с использованием быстрой гелеобразной добавки. ► Мы представили две истории болезни как на песчаной, так и на глинистой почве. ► Мы измерили прочность образца керна и диаметр колонн. ► Диаметр колонки рассчитан с использованием существующих подходов.

Ключевые слова

Струйная затирка

Быстрое гелеобразование

Песчаный грунт

Глинистый грунт

История болезни

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2012 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

(PDF) Практика струйной цементации: обзор

Журнал геотехнической инженерии SEAGS & AGSSEA Vol. 44 No 4 декабрь 2013 г. ISSN 0046-5828

95

9.ССЫЛКИ

Bell, A.L. (1993). Гидравлическая затирка. Ground Improvement (Первое издание),

Blackie, pp 149-174.

Ботто, Г. (1985). «Развитие технологий струйной цементации».

XII Ciclo di Conferenze di Geotecnica, Torino, перепечатка

Trevi.

Брио, Ж.Л. (2008). «Истории успеха эрозии почвы и горных пород:

Мост Вудро Вильсона, Меандр реки Бразос, Нормандия

Скалы и дамбы Нового Орлеана». Journal of Geotechnical and

Geoenvironmental Engineering, 134, выпуск 10, стр. 1424-1447.

Brill, G.T., Burke, G.K., and Ringen, A.R. (2003). «Десятилетняя перспектива струйной цементации

: достижения в области применения и технологии

». Затирка 2003: Затирка и грунт

Обработка. Специальная геотехническая публикация № 120,

Американское общество инженеров-строителей, Рестон, стр 218-234.

Берк, Г.К. (2004). «Системы струйной цементации: достоинства и недостатки

». GeoSupport 2004: Просверленные валы,

Micropiling, глубокое перемешивание, восстановительные методы и специальные

системы фундамента.Специальная геотехническая публикация №

124, Американское общество инженеров-строителей, Рестон, стр. 875-

886.

Кумбер, Д. (1986). «Контроль грунтовых вод методом струйной цементации».

Подземные воды в инженерной геологии. Engineering Geology

Special Publication No. 3, Geological Society, London,

pp445-454.

Кроче П. и Флора А. (2000). «Анализ одножидкостной струи

цементного раствора». Géotechnique, 50, выпуск 6, стр. 739-748.

Кроче П. и Модони Г. (2007). «Проектирование отсеков струйной цементации».

Труды Института инженеров-строителей — Земля

Улучшение, 11, выпуск 1, стр. 11-19.

Даббаг, А. А., Гонсалес, А. С., и Пена, А. С. (2002). «Эрозия почвы

непрерывной водяной струей». Почвы и фундаменты, 42,

Выпуск 5, стр.1-13.

Эсслер Р. и Йошида Х. (2004). Гидравлическая затирка. Ground

Improvement (Second Edition), Spon Press, pp160-196.

Флора А., Линьола Г.П. и Манфреди Г. (2007). «Полугодовой вероятностный подход

к проектированию зонтов с цементным раствором

при проходке туннелей». Труды Института гражданских инженеров

— Улучшение грунта, 11, выпуск 4, стр. 207-217.

Хо, CE (2007). «Модель взаимодействия жидкости и грунта для струйной цементации».

Заливка швов для улучшения грунта: инновационные концепции и

приложения. Специальная геотехническая публикация №168,

Американское общество инженеров-строителей, Рестон, стр. 1-10.

Хо, CE (2009). «Анализ полевых испытаний глубокой струйной цементации в глине».

Современные темы модификации грунта, проблема

Почвы и геоподдержка. Специальная геотехническая публикация №

187, Американское общество инженеров-строителей, Рестон, стр. 233-

240.

Канемацу Х. (1980). «Метод цементации струей высокого давления».

Добоку Секох (Гражданское строительство), 21, выпуск 13.

Ким, Ю.Х. (2008). Технологическое руководство Twin-Jet. Корея

Foundation Technology (KFT) E&C, Сеул, Корея (на корейском языке

).

Линьола, Г.П., Флора, А., и Манфреди, Г. (2008). «Простой метод

для проектирования зонтов с струйным цементным раствором при проходке туннелей». Журнал

геотехнической и геоэкологической инженерии, 134,

, выпуск 12, стр. 1778-1790.

Лунарди, П. (1997). «Улучшение грунта методом струйной цементации

».Труды Института инженеров-строителей —

Благоустройство земли, 1, выпуск 2, стр. 65-85.

Мики, Г. (1985). «Улучшение почвы методом струйной цементации». Труды

3-го Международного геотехнического семинара по улучшению почвы

Methods, Сингапур, стр. 45-52.

Modoni, G., Croce, P., and Mongiovi, L. (2006). «Теоретическое моделирование

струйной цементации». Géotechnique, 56, Issue 5, pp335-

347.

Modoni, G., and Bzòwka, J.(2012). «Анализ фундамента

, армированного струйной цементной заливкой». Journal of Geotechnical and

Geoenvironmental Engineering, 138, выпуск 12, стр. 1442-1454.

Накашима С. и Наканиши В. (1995). «Универсальный тип

для армирования и закрепления в грунте и аппаратура из них

». США, номер патента: 5401121.

Наканиши, В., Наканиши, Ю. и Чжу, К.Л. (1997). «Метод струйной цементации высокого давления

— RJP (Rodin Jet Pile) и полевые практики в

Пекине».Китайский научный журнал по безопасности, 7, выпуск 4, стр. 35-42.

(на китайском языке)

Peng, F.L., Wang, H.L., Tan, Y., Xu, Z.L., and Li, Y.L. (2011).

«Полевые измерения и моделирование методом конечных элементов туннельной шахты

, построенной методом пневматического кессона в Шанхае с мягким грунтом

». Журнал геотехники и геоэкологии

Engineering, 137, выпуск 5, стр. 516-524.

Шен, С.Л., Ду, Й.Дж., и Луо, С.Ю. (2010). «Оценка эффекта

коррекции качения двойного туннеля с применением односторонней нагрузки

».Канадский геотехнический журнал, 47, выпуск 10,

, с. 1060-1070.

Шен, С.Л., Ким, Ю.Х., Хонг, З.С., и Бай, Ю. (2008a).

«Оборудование для быстрого затвердевания мягких грунтов

струйной заливкой с использованием двух типов вяжущих». Патент Китая, номер патента

: ZL200810033981.4 (на китайском языке).

Шен, С.Л., Хан, Дж., И Ду, Й.Дж. (2008b). «Глубокое перемешивание вызвало

изменений свойств в окружающих чувствительных морских глинах».

Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии,

134, выпуск 6, стр. 845-854.

Шен, С.Л., Ло, С.Й., Бай, Ю., Ким, Ю.Х., и Пэн, С.Дж. (2009a).

«Мгновенное отверждение мягкого грунта по горизонтали с помощью струйной заливки

». Современные темы модификации грунта,

проблемных почв и геообеспечения. Geotechnical Special

Публикация № 187, Американское общество инженеров-строителей,

Рестон, стр. 257-264.

Шен С.Л., Ло С.Ю., Сяо X.С. и Ван Дж. Л. (2009b).

«Повышение эффективности метода RJP в Шанхайском мягком депозите

».Достижения в благоустройстве земли. Geotechnical

Специальная публикация № 188, Американское общество гражданского общества

Engineers, Reston, pp170-178.

Шен, С.Л., Ван, З.Ф., Хорпибулсук, С., и Ким, Ю.Х. (2013a). Jet

Заполнение швов по новой технологии: метод Twin-Jet

. Инженерная геология, 152, вып. 1, стр. 87-95.

Шен С.Л., Ван З.Ф., Сун В.Дж., Ван Л.Б. и Хорпибулсук С.

(2013b). «Полевые испытания горизонтальной струйной цементации методом композитных труб

в мягких отложениях Шанхая».

Туннелирование и подземные космические технологии, 35, стр. 142-

151.

Шен, С.Л., Ван, З.Ф., Янг, Дж. И Хо, С.Е. (2013c).

«Обобщенный подход к прогнозированию диаметра столба струйного раствора

». Journal of Geotechnical and Geoenvironmental

Engineering, в печати, DOI: 10.1061 / (ASCE) GT.1943-

5606.0000932.

Шен, С.Л., и Сюй, Ю.С. (2011). «Численная оценка оседания земли

, вызванного откачкой грунтовых вод в Шанхае».

Канадский геотехнический журнал, 48, выпуск 9, стр. 1378-1392.

Шен, С.Л., Сюй, Ю.С., Хань, Дж., И Чжан, Дж. М. (2012). «Десятилетний обзор

по развитию технологий перемешивания почвы в

Китае». Затирка и глубокое перемешивание, 2012 г. Геотехнический

Специальная публикация № 228, Американское общество гражданских инженеров

, Рестон, стр. 343-356.

Сибазаки, М. (2003). «Практика струйной цементации». Затирка

2003: Затирка и обработка грунта.Geotechnical Special

Публикация № 120, Американское общество инженеров-строителей,

Рестон, стр.