Меню

Струйная цементация грунта цементом

Что такое струйная цементация грунтов?

Технология струйной цементации грунта была реализована тремя государствами одновременно: Японией, Великобританией и Италией. Идея оказалась настолько эффективной, что в течение последних 10 лет, струйную цементацию стали применять строители всех стран Мира.

Струйная цементация грунта: суть технологии

Суть цементации грунта данного вида заключается в разрушении грунта струей цементного раствора с одновременным перемешиванием. После схватывания и твердения раствора в толще укрепляемого грунта образуется так называемый «грунтобетон».

Грунтобетон характеризуется высокой прочностью на сжатие – от 50 до 100 кгс/см2 для песчаного грунта и от 20 до 40 кгс/см2 для глинистой почвы. В ряде случаев можно получить более высокую прочность на сжатие. В этом случае в раствор добавляется больше связующего, а подача раствора осуществляет до тех пор, пока он не заместит весь участок укрепляемого грунта.

Преимущества струйной цементации перед другими технологиями иньектирования грунтов:

  • Техническая возможность укрепления грунтов всех типов: илистых, песчаных, мелкодисперсных глинистых, глинистых, грунтов с гравийными отложениями и пр.;
  • Стопроцентная предсказуемость планируемых прочностных характеристик – возможность точного расчета геометрических и прочностных характеристик планируемого сооружения еще на этапе разработки проектной документации;
  • Высокая скорость процесса;
  • Возможность работ в условиях ограниченного пространства – подвалах, в густо застроенных районах, на склонах и т.п.;
  • Усиливая фундамент, при диаметре начальной скважины 112 миллиметров, есть возможность получать бетонные сваи значительного диаметра – до 500-1500 миллиметров;
  • В отличие от свайного укрепления грунта, при струйной цементации отсутствует вредное влияние на фундаменты близстоящих зданий.

Когда необходима струйная цементация грунта?

  • Гарантированное укрепление слабого грунта при возведении тоннелей, коллекторов и других подземных сооружений;
  • Ограждение котлована на грунтах с высоким стоянием верховодки;
  • Строительство противофильтрационных заграждений;
  • Усиление фундамента при ремонте и увеличении высоты задания;
  • Придание устойчивости откосам и склонам;
  • Иньектирование карстовых пустот и трещин в скальном грунте.

Существуют следующие виды технологии струйного цементирования:

  • Однокомпонентная. Разрушение укрепляемого грунта под заполнение раствором происходит за счет энергии струи. При этом цементный раствор подается в грунт под давлением от 450 до 500 кгс/см2. Однокомпонентная технология характеризуется относительной простотой и необходимостью в минимальном наборе специального оборудования. Основной недостаток – возможность получать наименьшие диаметры свай по сравнению с технологиями других видов. К примеру, в илистом грунте по однокомпонентной технологии можно обустроить сваю диаметром до 600 миллиметров, а в песчаном грунте конструкцию диаметром не более 750-800 миллиметров;
  • Двухкомпонентная. Суть этого струйной цементации этого вида заключается в дополнительной подаче сжатого воздуха. Сжатый воздух подается для усиления энергии струи раствора и соответственного увеличения ее длины. При этом раствор и сжатый воздух попадают в лидерную скважину через двуполостной шланг – по центральной полости идет раствор, по внешней полости – воздух высокого давления. Диаметр свай в глинистом грунте получаемый по данной технологии – до 1200 миллиметров, в песчаном грунте – до 1500 миллиметров;
  • Трехкомпонентная. Принципиальное отличие этого вида цементации от двух предыдущих в ином формате образования полости пол заполнение раствором – сначала высоконапорной водовоздушной струей производится разрушение грунта, после чего в образовавшуюся полость подают цементный раствор. Основные преимущества – возможность получить колонну, состоящую из чистого раствора без примесей грунта и диаметр сваи до 2500 миллиметров. Основной недостаток – сложность технологии и необходимость в дополнительном дорогостоящем оборудовании.
Читайте также:  Керамогранит lasselsberger ceramics цемент стайл орнамент 6046 0359 45х45

Наборы оборудования для струйной цементации грунта

  • Однокомпонентная технология: специальный насос высокого давления, миксерная станция для приготовления цементного раствора производительностью 8-15 м3/ч, буровая машина с возможностью автоматического подъема бура с определенной скоростью, силос для цемента;
  • Двухкомпонентная технология. То же самое, что при однокомпонентной технологии, плюс компрессор и специальные двуполостные шланги;
  • Трехкомпонентная технология. То же самое, что при однокомпонентной технологии, плюс компрессор, второй насос высокого давления и специальные штанги для раздельной подачи воздуха, воды и цементного раствора.

Источник

Что такое цементация грунта? Технология выполнения укрепительных работ

Струйная цементация грунтов – это физико-химическое закрепление с целью создания окаменевшего основания. Проще говоря, данная технология позволяет создавать, укреплять или выравнивать фундаментные основания без рытья котлованов и откапывания существующих конструкций.

Струйная цементация (технология jet grouting) позволяет производить закладку фундаментного основания в условиях строительства вблизи других построек, когда рытье котлована невозможно. Так же, с помощью данной технологии, можно укрепить фундаменты существующих зданий, не нанося им никакого вреда. Работы могут производиться в различных условиях, при сесмически активных почвах, близком залегании природных вод и т.д.

1 Основные понятия

Струйная цементация грунтов (в переводе jet grouting) – наиболее старая технология, позволяющая произвести такое закрепление грунта.

Применять ее начали для укрепления рыхлых, крупнопесчаных, крупнообломочных почв. Дело в том, что рыть котлован на песке – вообще задача неблагодарная.

В условиях же крупнообломочных каменистых грунтов попытка нарушения целостности грунта (особенно это касается горных районов) вообще может привести к катастрофическим последствиям, типа оползней.

Применение метода струйной цементации для закрепления фундамента

Такое положение дел вряд ли бы порадовало застройщиков, поэтому пришлось изобретать метод, позволяющий произвести закрепление без нарушения целостности почвы.

Технология jet grouting заключается в том, что в почву вертикально вводятся специальные трубкоинъекторы (труба с отверстиями, диаметром 2-4 мм), через которую под большим давлением подается смесь воды и цемента (цементное молоко).

Вода под давлением производит гидроразрыв земельного основания, заполняя трещины цементной смесью.

Лишняя вода постепенно выдавливается на поверхность. Раствор же постепенно застывает и образует с почвой прочную неразмываемую смесь – грунтобетон.

Результат выполненных работ по закреплению грунта основания струйной технологией после откопки

Если закрепление грунта производится на небольшой глубине, инъектор забивают в землю. При работе на больших глубинах, его погружают в заранее пробуренную скважину.

1.1 Положительные и отрицательные стороны

Данный метод хорошо известен в кругу профессиональных застройщиков и архитекторов. Он имеет множество положительных особенностей. Что же касается его негативных сторон, то они больше связаны с невозможностью применения в бытовой сфере.

Читайте также:  Штукатурка фасада своими руками плиточным клеем

1.2 Плюсы струйной цементации

  1. Данная технология позволяет осуществлять закрепление грунтов практически без нарушения их целостности и без динамического воздействия на них. Благодаря этому jet grouting может использоваться для укрепления горных районов, реконструкции старых зданий, проведения работ в условиях плотной городской застройки.
  2. Оказывает на землю комбинированное воздействие. Во-первых, возникают новые и уплотняются старые межчастичные связи. Во-вторых, производится уплотнение основания под высоким давлением. В-третьих, в земле закладываются высокопрочные вертикальные сваи из грунтобетона на заданном расстоянии, а так же возникают хаотичные грунтобетонные горизонтальные прослойки.
  3. Закрепление основания таким способом позволяет достигать его высокой прочности.
  4. Данная технология позволяет практически полностью предотвратить проседание грунта.
  5. Дает возможность исправлять крены высотных зданий.
  6. Работы могут производиться на любых почвах как выше, так и ниже грунтовых вод.
  7. Цементация позволяет производить работы без проведения каких-либо отходов. Следовательно она может применяться для создания или укрепления саркофагов высокотоксичных или радиационных отходов без их выхода на поверхность, а так же с минимальным контактированием рабочих.

к меню ↑

1.3 Минусы цементации

Ранее к минусам jet grouting относили отсутствие возможности выполнения работ на грунтах высокой плотности. Однако новые технологии, применяющие микро гидроразрывы, позволяют производить закрепление абсолютно любых грунтов.

Цементация грунта производится только специальной техникой

Поэтому к недостаткам можно отнести лишь то, что данный метод не может быть использован в бытовых условиях, по крайней мере, самостоятельно. Цементация требует специального оборудования, навыков, затрат финансов и времени, а так же предварительной сейсморазведки. От особенностей грунта зависит давление и состав подаваемой жидкости.

2 Порядок выполнения работ

Технология струйной цементации грунтов, как уже говорилось ранее, позволяет производить закрепление любых грунтов в любых условиях.

Диаметр грунтобетонных свай, в зависимости от особенностей грунта и нужд застройщика, может находиться в пределах от 60 см до 2 метров.

Остановимся подробнее на порядке выполнения работ:

  1. На первом этапе нужно произвести погрузку инъектора в грунт. Если того позволяет структура грунта и глубина цементации, инъектор вбивают без бурения скважины. Если же нет, производится бурение скважины диаметром 112 мм глубиной, соответствующей проектной отметке.
  2. При подъеме инъектора вверх, через отверстия в конусной насадке под давлением до 600 атмосфер подается цементная суспензия. Пропорции смешивания цемента и воды находятся в пределах от 1:0,4 до 1:10 в зависимости от степени водопоглощения грунта.
  3. Цементное молоко, выходя под большим давлением из форсунок (отверстий) в инъекторе, диаметром 2-4 мм, не только заполнчет естественные поры грунта, но и производит небольшие гидроразрывы, что позволяет закрепить большее пространство и не допустить в дальнейшем просадки здания.
  4. Сразу после заливки цементно-бетонных свай, при необходимости, производится их армирование. В зависимости от назначения, производится задавливание в смесь металлических или железобетонных столбов.

На прочность грунтобетонного основания, созданного по технологии jet grouting, влияет тип грунта и количество израсходованного цемента.

Схема выполнения работ по цементации грунта

Максимальная прочность достигается при работе в песчаных и гравилистых грунтах, минимальная – в глинистых.

Читайте также:  Цемент характеристики при перевозке

2.1 Область применения

Область применения технологии струйной цементации очень широка: от городского строительства домов до предотвращения оползней и заполнения шахтных выработок.

  • ограждение котлованов пересекающимися грунтобетонными сваями, выполняющими роль как вертикальной, так и противофильтрационной завесы;
  • усиление любых типов фундаментов: ленточных, свайных, из железобетонных монолитных плит для повышения деформационных характеристик грунтовых оснований;
  • установка буровых комбинированных свай, методом вбивания металлических или железобетонных элементов в грунтово-цементную смесь;
  • создание разъединительных стенок, противостоящих разрушению существующих зданий при строительстве новых;
  • заполнение горных, шахтных выработок и карстовых пустот;
  • проведение противооползневых мероприятий;
  • цементация используется для закрепления слабых грунтов при проведении дорожно-транспортного строительства, сооружения тоннелей и мостов;

Буровая установка для цементации грунта

2.2 Технологическое оборудование

Как уже упоминалось ранее, для проведения струйной цементации оснований нужно серьезное профессиональное оборудование.

  1. Буровые установки. Они могут быть крупногабаритными (для выполнения бурения на глубину до 50 метров) и мелкогабаритные (позволяют выполнять работы на глубине от 2 метров в условиях тесной застройки и небольшого рабочего пространства).
  2. Высоконапорные насосные установки, позволяющие подавать цементную суспензию под давлением от 450 до 600 атмосфер. Такое оборудование подает за одну минуту в скважину от 150 до 420 литров суспензии.
  3. Миксерные установки для приготовления водно-цементной суспензии.

к меню ↑

2.3 Технология струйной цементации грунтов (видео)

Источник

СТРУЙНАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ ГРУНТОВ

Струйная цементация представляет собой методику формирования фундамента с последующим укреплением. При этом не нужно подготавливать котлован и демонтировать конструкции, которые заложены в грунт. Такая технология довольно эффективна и проста. Она применяется при строительстве коммерческих объектов и частных домов.

Для струйной цементации подходит практически любой грунт. Это может быть глина, песок, каменистая или болотистая почва. При этом сейсмическая активность не оказывает существенного влияния на проведение работ, успех которых зависит от подготовки необходимого оборудования и правильного выбора смеси.

Прекрасным вариантом применения струйной цементации является ее выполнение на участках с песчаной почвой и неглубокими подземными водами. Также данный метод используется в условиях горного ландшафта, поскольку разрушение его структуры может привести к негативным последствиям. Струйная цементация активно используется при реставрации сооружений для устранения щелей и заполнения пустот.

Для цементации грунта необходимо вертикально ввести инъекторы для подачи цементного молока. Струя должна пробить основание и заполнить трещины. При этом лишняя вода выступает на поверхность, а цементная смесь смешивается с почвой. После этого происходит ее застывание.

Если инъектор нужно погрузить на большую глубину, то предварительно бурят скважину. Чтобы укрепить верхний слой грунта, отверстия не подготавливаются, а оборудование забивают прямо в землю.

Главными преимуществами струйной цементации являются достижение повышенной прочности, способность выдерживать серьезные нагрузки в ходе эксплуатации, низкая вероятность того, что грунт со временем просядет, а также отличные условия для последующей реставрации бетонных конструкций и устранения крена устаревших многоэтажек. В результате выполнения работ по струйной цементации практически отсутствуют строительные отходы.

Источник

Adblock
detector