Меню Рубрики

Установки для струйной цемента

Системы струйной цементации Jet-1, Jet-2, Jet-3: особенности и отличия

Струйная цементация – методика закрепления породы нового поколения, позволяющая значительно упростить процесс строительства на нестабильных, обводненных и нарушенных породах. Каковы преимущества техники Jet Grouting, в чем отличия представленных на рынке систем цементации и какой отдать предпочтение для конкретного проекта?

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 нарушенных породах.

В каких случаях требуется укрепление грунта?

  • Необходимость улучшить характеристики грунта в пределах пятна застройки;
  • Обустройство противофильтрационных сооружений для защиты от подземных вод;
  • Создание туннелей и других подземных объектов;
  • Укрепление опорных конструкций в ходе ремонта и возведения зданий;
  • Укрепление откосов, берегов водоемов.

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.

Методы закрепления подразделяются по типу раствора (цементация, силикатизация, смолизация), а также по методу введения стабилизирующей смеси в породу (инъекционный способ и струйная цементация).

Нагнетание стабилизирующего раствора по инъекционной технологии проходит под небольшим давлением (до 20 атм.), для ввода раствора в грунт используются забитые в породу перфорированные трубы-инъекторы либо скважины (рис. 1).


Рис. 1. Инъекционная цементация через скважины, распространение стабилизирующего раствора по трещинам породы.

Каковы недостатки инъекционного укрепления?

  • Использование инъекционного метода возможно лишь на породах, обладающих достаточно большим коэффициентом фильтрации (от 0, 2 м/сут);
  • При закреплении трещиноватых грунтов стабилизирующий раствор может распространяться на десятки метров, что ведет к непредсказуемым увеличениям расходов на строительство;
  • Результат инъекционного закрепления во многом зависит от характеристик породы и ее внутренней структуры (наличия включений, полостей, трещин), в связи с чем инъекционная методика не позволяет создать равномерно укрепленную грунтовую основу под крупное сооружение.

В чем преимущество струйной цементации в сравнении с инъекционной?

Методика Jet Grouting начала применяться в Японии и ряде европейских стран во второй половине XX века. За несколько десятилетий прогрессивная технология стала использоваться во всем мире и на сегодняшний день задействуется как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Струйная цементация сочетает в себе достоинства инъекционных технологий (эффективность, возможность проведения работ в ограниченном пространстве, вблизи построек) и такие специфические плюсы, как:

  • Возможность работы с грунтами с любым коэффициентом фильтрации и структурой, включая песок, гравий и суглинок;
  • Возможность создания монолитного грунтоцементного массива, обладающего предсказуемыми и стабильными характеристиками, не зависящими от типа породы.

Грунтоцемент, созданный по методике Jet Grouting, обладает искусственно созданной равномерной консистенцией и установленными свойствами (коэффициент фильтрации, коэффициент сжатия и т.п.), благодаря чему уже во время проектирования можно добиться высокой точности расчетов и свести к минимуму риск неправильной осадки. Из-за особенностей технологии созданный в ходе струйной цементации грунтоцемент имеет форму круглых в сечении свай (рис. 2).


Рис. 2. Процесс строительства противофильтрационной завесы из грунтоцементных свай.

Как выполняется цементация по методике Jet Grouting

Суть метода Jet Grouting – параллельное разрушение породы и перемешивание грунта и стабилизирующего раствора в формате mix-in-place (англ. «смешивание на месте»). Прогрессивный метод не только отличается эффективностью, но и позволяет экономить ресурсы, одновременно выполняя две технологические операции.

Для армирования породы методом Jet Grouting используется следующий базовый набор оборудования:

  • Специализированная буровая установка с буровым шнеком, оснащенным соплами;
  • Инъекционный насос для бетона;
  • Смесительная станция для производства стабилизирующего раствора.

Буровой инструмент

По своему устройству буровой инструмент для Jet Grouting отличается от стандартной из-за наличия канала для подачи стабилизирующего раствора. Достигнув конца шнека, бетонный раствор подается во внутреннее пространство монитора – специального устройства, соединенного с буровым долотом. Монитор оборудован форсунками, преобразующими энергию высокого давления в кинетическую энергию потока, разрушающего и перемешивающего породу.

Читайте также:  Установка акустики морель темпо 6

Основные этапы укрепления грунтов по методике Jet Grouting

Предварительным этапом работ становится испытания грунтов на участке строительства, необходимое для выявления оптимально подходящей технологии цементации, необходимого состава стабилизирующего раствора, а также глубины бурения. Изготовление грунтоцементных свай (рис. 3) включает в себя следующие шаги:

Рис. 3. Создание грунтоцементной сваи:
a – закачка бетона;
b – бурение до проектной отметки;
c – подача бетона под давлением;
d – формирование тела сваи.
  1. Приготовление бетонной смеси необходимой консистенции;
  2. Тестирование образца грунтобетона на коэффициент фильтрации и соответствие проектной прочности;
  3. Закачка стабилизирующей смеси в буровое оборудование;
  4. Погружение монитора в грунт до необходимой глубины;
  5. Разрушение породы и создание грунтобетона с помощью энергии струи, подаваемой под напором;
  6. Извлечение монитора с одновременным созданием тела грунтоцементной сваи.

Чем отличаются системы цементации Jet-1, Jet-2 и Jet-3?

Главное отличие между тремя существующими системами струйной цементации – организация процесса разрушения грунта и создания грунтоцементных свай. Представленное на современном рынке буровое оборудование для Jet Grouting позволяет выполнять разрушение грунта и формирование свай с помощью:

  • Подаваемого под напором бетонного раствора (Jet-1);
  • Бетонного раствора и воздушной струи (Jet-2);
  • Бетонного раствора, воздушной струи и водяной струи (Jet-3).


Рис. 4. Создание грунтоцемента с помощью систем Jet-1, Jet-2 и Jet-3.

С возрастанием сложности методики цементирования растет и максимально возможный диаметр создаваемой грунтоцементной сваи (рис. 5). Добавление к струе бетонного раствора струй воздуха и воды позволяет более эффективно разрушать породу, добиваясь большего объема тела сваи.


Рис. 5. Готовая грунтоцементная свая, замер диаметра с помощью рулетки.

Основными критериями выбора между тремя системами являются тип пород на участке строительства и экономическая эффективность применения конкретной методики цементации. Задействование наиболее дорогостоящей системы Jet-3, требующей использования дополнительного оборудования, оправдано лишь при масштабном строительстве крупных объектов на проблемных грунтах. Традиционная система Jet-1 применяется наиболее широко, самыми востребованными сферами использования являются создание противофильтрационных завес траншейного типа, укрепление грунтов и гражданское строительство. В том случае, если повышенный вес постройки требует дополнительно усиленной опоры, возможно применение системы Jet-2, позволяющей создавать сваи большего диаметра.

Рассмотрим подробнее специфику каждой системы, ее возможности и требуемое оборудование:

Jet-1 (Single Flu >

Необходимое оборудование: буровая машина, буровой шнек с каналом для подачи бетонной смеси, насос для Jet Grouting, смесительная станция.

Максимальный диаметр свай: до 60 см. в суглинках, до 80 см. в песчаных породах.

Наиболее малозатратный вариант, для реализации требуется оснастить буровое оборудование шнеком с каналом для подачи бетонной смеси. Нагнетание стабилизирующего раствора происходит под давлением до 600 атм., бетонная смесь подается из форсунков в направлении, перпендикулярном ходу движения бурового шнека. В связи с тем, что разрушение породы производится при помощи струи бетонного раствора, в малопроницаемых глинистых породах максимальный размер грунтоцементной сваи уменьшается.

Jet-2 (Double Flu >

Необходимое оборудование: буровая машина, двухканальный буровой шнек, насос для Jet Grouting, воздушный компрессор, смесительная станция.

Максимальный диаметр свай: до 110 см. суглинках, до 150 см. в песчаных породах.

Струя бетонной смеси дополнительно усиливается с помощью подачи сжатого воздуха в том же направлении. Для проведения работ требуется специализированный воздушный насос для Jet-2 и буровое оборудование, оснащенное двухканальным шнеком. Подача воздуха производится с помощью воздушных форсунков. Использование энергии сжатого воздуха увеличивает производительность и позволяет создавать сваи большего диаметра. Как и при цементации по технике Jet-1, двойная бетоновоздушная струя подается в боковом направлении, разрушая породу вокруг бурового шнека.

Jet-3 (Triple Flu >

Необходимое оборудование: буровая машина, специализированная буровая штанга с тремя отдельными каналами, насос для Jet Grouting цементный, насос для воздуха, насос для воды, смесительная станция.

Максимальный диаметр свай: до 250 см.

Наиболее дорогостоящая и сложная технология, требует применения трехканального бурового шнека и трех разновидностей насосов, а также повышенного расхода цемента. В отличие от перечисленных выше методик, при цементации Jet-3 порода разрушается исключительно с помощью мощной водовоздушной струи, подаваемой перпендикулярно направлению бурения через сопла. Стабилизирующий раствор подается вертикально через расположенные ниже форсунки, что позволяет исключить примеси в теле сваи и создать объемные бетонные сооружения большого диаметра. На сегодняшний день методика Jet-3 – единственная технология цементации грунтов, с помощью которой можно произвести полное замещение породы бетоном. Система цементации Jet-3 широко применяется при строительстве на нарушенных грунтах с включениями, карстовыми пустотами и т.д.

Заключение

Подбор технологии цементации грунтов Jet Grouting производится на основе всестороннего анализа геологических особенностей участка, параметров возводимого сооружения и экономической эффективности.

Наименее затратная методика Jet-1 требует применения базового набора оборудования, сравнительно легка в исполнении и оптимально подходит для армирования слабых грунтов, создания завес для защиты от подземных вод, а также укрепления фундаментов. Большой вес постройки, а также работа на участках, сложенных водоупорными глинистыми грунтами, являются показаниями к использованию системы Jet-2, позволяющей выполнить создание грунтоцементных свай увеличенного диаметра. Наиболее дорогостоящая и ресурсозатратная система Jet-3 – оптимальный выбор при возведении масштабных сооружений и построек, а также при строительстве на участках с проблемными нарушенными породами.

источник

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:

Когда необходима струйная цементация грунта?

Существуют следующие виды технологии струйного цементирования:

Наборы оборудования для струйной цементации грунта

источник

Оборудование для струйной цементации грунтов (Jet Grouting)

Jet Grouting (струйная цементация) — общий термин, скрывающий под собой совокупность методов укрепления грунта. По своему принципу данная технология несколько отличается от традиционного метода цементации.

Суть Jet Grouting заключается в подаче связующего раствора под высоким давлением, за счёт чего происходит разрушение первоначальной структуры грунта на множество мелких частиц и их последующее смешивание с подаваемым раствором. В результате образуется совершенно новый материал — грунтобетон. После затвердения он обретает прочную структуру, позволяющую ему выдерживать большие нагрузки.

Технология Jet Grouting может успешно применяться как для улучшения несущей способности грунтов при возведении новых сооружений, так и для укрепления уже существующих фундаментов. Применяется Jet Grouting и для организации противофильтрационных завес, а также для обустройства котлованов, находящихся в непосредственной близости от зданий и сооружений. Цементация грунтов струйным методом часто применяется при проходке тоннелей.

Различают три основных системы струйной цементации.

JET-1 (однокомпонентная система)

Данная система использует для разрушения грунта непосредственно само связующее вещество. Для осуществления работ данным методом необходимо наличие насосной и смесительной станций, а также буровой установки с полным комплектом оснащения. В процессе работы используются буровые штанги, имеющие лишь один канал для подачи цементировочной смеси.

JET-2 (двухкомпонентная система)

Система представляет собой технически усовершенствованную систему JET-1, отличаясь от неё тем, что струя подаваемого раствора окружена довольно большим ореолом сжатого воздуха. Такой подход позволяет несколько увеличить диаметр грунтобетонных колонн, получаемых в процессе цементации.

Для цементации грунтов с применением данной технологии необходимо иметь в наличии насосную и смесительную станции, буровую установку с полным оснащением, а также воздушный компрессор большой мощности. При работе используются буровые штанги особого типа с двумя каналами. Подача связующего вещества и воздуха осуществляется отдельно по каждому из каналов.

JET-3 (трёхкомпонентная система)

Данная система позволяет получать грунтобетонные колонны наибольшего диаметра за счёт разрушения первоначальной структуры грунта струёй воды, окружённой ореолом сжатого воздуха. Грунт при этом выносится на поверхность, а наличие воздуха и большое расстояние между стенками скважины и буровой колонной делает его выход беспрепятственным. Подача смеси осуществляется через форсунки, расположенные ниже, чем сопла подачи воздуха и воды.

Использование данной технологии требует от работников определённого опыта, а также наличия трёхканальных коаксиальных буровых штанг. Также обязательно знание ряда нюансов при работе со связующим веществом, воздухом и водой.

При выборе метода цементации в расчёт берётся множество факторов, начиная от параметров грунта и заканчивая предъявляемыми к нему требованиями прочности.

источник

Популярные записи

Установка инсталляции для подвесных унитазов viega
Установка iso ubuntu с flash
Установка автозвук юго запад
Установка и запуск второго жесткого диска
Установка пожарной колонки на гидрант конспект
Установка лебедки на снегоход арктик кэт