Главная » Буровые работы » Струйная цементация грунтов Jet Grouting

Струйная цементация грунтов 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.

 

  • Компрессор

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.

Представительство в России
г. Санкт-Петербург, набережная реки Волковки, д.15 оф.17
Часы работы: с 09:00 до 20:00