Jet Grouting (JG)

Описание технологии

Метод струйной инъекции — Jet Grouting — позволяет улучшать механические свойства грунтов и его уплотнение. Формирование колонн происходит следующих 3-х производственных процессов:

уничтожение структуры почвы струей раствора, подаваемого под большим давлением;
выход избытка бурового раствора на поверхность;
перемешивание грунта с водоцементным раствором, который в конце создает грунтоцемент

В состав бурового комплекта входит производственный узел (силос, мешалка, насос высокого давления), который подключается с помощью шлангов высокого давления к буровому оборудованию. Буровая машина имеет специальную штангу, которая приспособлена к свойствам почвы, усиливается, а также параметров колонн JG (диаметр, форма, положение). Для устройства цементного раствора чаще всего используется портландцемент марки CEM 32,5 или CEM 42,5. С целью увеличения плотности дополнительно используется бентонит (в ситуации, когда несущая способность имеет второстепенное значение).
Этапы выполнения колонны:

выполнение буровой скважины диаметром около 10 см на проектную глубину;
закачка раствора объемом от 200 до 400 л/мин., который подается через сопла (диаметр от 1 до 10 мм), находящихся в конце буровой штанги, и уничтожение структуры почвы, от чего создается цементогрунтовая пульпа;
формирование колонны, возникает от параметров подъема штанги. Когда выполняются колонны, одновременно с подъемом выполняется оборот. Когда выполняются панели (ламели), штанга поднимается без оборота.

В процессе работы обязательным является систематическое устранение шлама с поверхности рабочей платформы. Используют три системы устройства струйной инъекции:

одинарная система. В процессе подачи раствора происходит 3 процесса: уничтожение скелета грунта, вынос растворимого шлама под влиянием большого давления и также перемешивания раствора с почвой;
двойная система. При такой системе поток воздуха создает оболочку вокруг раствора, который закачивается, таким образом увеличивая эффективность инъекции. Дополнительно давление воздуха значительно улучшает вывод шлама;
тройная система. При тройной системе для уничтожения структуры почвы добавляется вода и воздух, подаваемые под давлением. Раствор подается из независимого сопла, попадает в размытый грунт и легко с ним перемешивается, создавая грунтоцемент.

Применение

Характеристика колонн Jet Grouting (диаметр колонн, длина панели, степень перемешивания, плотность, прочность на сжатие и др.) Зависит от параметров их устройства (скорость подъема жерди, время выполнения, давление раствора, плотность раствора и др.), также и от грунтовых условий (вид почвы, размер частиц почвы, плотности почвы и др.), а также системы исполнения колонн (одинарная, двойная или тройная система). Этим методом можно усиливать пластические несвязные грунты, пески различных фракций, а при соответственно подобранных технологических параметрах также органические почвы (торфа и илы). Прочность материала цементогрунтовых колонн находится в границах от 2 до 30 МПа.
Метод Jet Grouting может использоваться:

как усиление грунтового основания под распределенную нагрузку (полы складов, фундаментные плиты, береговые сооружения, различные насыпи), а также под сосредоточенные нагрузки (фундаментные стопы, опоры мостов). Часто такие решения связаны с необходимостью использования распределительного слоя;
для создания плотной преграды в виде стен, экранов или дамб, выполняя изоляцию, а также выполняя ограждения глубоких котлованов, когда работа выполняется в стесненных условиях;
для устройства грунтовых анкеров и временных ограждений тоннелей;
в труднодоступных местах (подвалы домов), а также в местах с ограниченной площадью работ (ограничена застройка, историческая часть городов).

Преимущества технологии

Универсальность — возможность использования почти в любых грунтовых условиях, включая почвы слабые, органические или антропогенные. Благодаря этому методу можно выполнять усиления фундаментов подземных этажей в очень водонасыщенных песчаных почвах.
Приспособление к параметрам конструкции — возможность выполнения усиления внутри помещений, в большинстве случаев позволяет усиливать фундаменты существующих объектов.
Хорошее соответствие — ввиду низкого соотношения жесткости к площади сечения, после выравнивания и очистки оголовков на колоннах Jet Grouting можно непосредственно посадить плиты или фундаментные стопы.
Размещение без ограничений — возможность формирования колонн блоками (фундаменты опор мостов), группами (фундаменты павильонов) или отрезками (ограждение котлованов). Также есть возможность формирования колонн в непосредственной близости от существующих строительных объектов (отсутствие вибрации и сотрясений в грунтовой основе).