Струйная цементация грунтов
Струйная цементация – это технология укрепления грунта, повышающая его прочность, устойчивость к деформирующим нагрузкам. Систему также называют струйной геотехнологией. Методом цементации можно получить грунтоцементный массив практически любого объема без проведения земляных работ.
Суть технологии
На участке, который необходимо укрепить, бурят несколько скважин. В каждый створ подают цементную смесь под давлением. Мощная струя разбивает породу и образует с ней однородную массу, которая постепенно застывает и набирает прочность. В результате цементации меняется состав и структура грунта, формируется жесткий пространственный каркас, устойчивый к внешним воздействиям. Технология позволяет укреплять глинистые, песчаные и другие виды слабых почв для дальнейшего строительства.
Применение метода
Струйную цементацию используют для создания несущих площадок под фундаментами зданий и сооружений. Раствор в местах инъектирования образует прочные грунтобетонные элементы цилиндрической формы, которые также называют грунтовыми анкерами или jet-сваями. Конструкции из пересекающихся цементированных скважин используют как противофильтрационные завесы. Технологию также используют в дорожном строительстве, возведении ограждающих и несущих элементов зданий, устройстве набережных.
Другие области применения:
- укрепление несущих конструкций эксплуатируемых зданий;
- заполнение шахтных выработок, пустот;
- укрепление обводненного грунта при строительстве колодца;
- укрепление сводов туннелей;
- монтаж грунтовых анкеров и т. д.
Методы
Существуют две технологии закрепления грунтовых массивов. При выборе учитывают геологические условия, требования к прочности площадки, к фильтрационным свойствам формируемого монолита.
Методы струйной цементации:
- Jet1 – однокомпонентная цементация. Грунт разрушается потоком цементной смеси, формируется прочный и плотный грунтобетон. Расход раствора на 1 м3 закрепления составляет около 350-400 кг. По технологии Jet1 в песчаных почвах создают армирующие элементы диаметром 650-700 мм, в глинистых - 550-650 мм.
- Jet2 – двухкомпонентная цементация. Параллельно с раствором в скважину подается поток сжатого воздуха. Объем грунта увеличивается за счет дополнительного дробления, что позволяет довести подачу цемента до 800 кг на 1 м3. Технология Jet2 позволяет формировать грунтобетонные элементы диаметром до 1300 мм. Плотность конструкций на 10-15 % ниже, чем при цементации по Jet1.
Оба метода характеризуются высокой скоростью монтажа свай без ударных и вибрационных нагрузок. Компактное оборудование позволяет работать внутри зданий, на городских улицах. Можно формировать сваи на любой глубине в вертикальном, горизонтальном и наклонном направлениях.
Этапы работ
Технологический процесс состоит из двух стадий.
- На первом этапе бурят отверстие. В нижней части рабочего инструмента закрепляют специальный элемент с соплами, которые будут направлять поток раствора.
- На втором этапе поднимают буровые штанги и параллельно подают цементную смесь под давлением 40-50 МПа. Происходит смешение почвы с раствором и частичный вынос размытых пород из ствола скважины. Внутри отверстия формируется свая с высокой прочностью, несущей способностью. Часть грунтобетона скапливается на поверхности.