Технология струйной цементации или струйная геотехнология, позволяет получать грунтоцементный массив практически любой формы и размеров, который обладает высокими прочностными, деформационными характеристиками, более чем на порядок превышающими характеристики исходного грунта.
Сущность технологии заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора, для разрушения и одновременного перемешивания грунта с цементным раствором в режиме «mix-in-place» (перемешивание на месте). После твердения раствора образуется новый материал - грунтобетон, обладающий высокими прочностными и деформационными характеристиками.
По сравнению с традиционными технологиями инъекционного закрепления грунтов, струйная цементация позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов - от гравийных отложений до мелкодисперсных глин, илов, песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов. Компания «Союз Смесь» может осуществлять работы с применением технологии струйной цементации в стесненных условиях плотной городской застройки и на различную глубину.
Устройство грунтоцементных элементов (Jet свай) выполняется в два этапа – в процессе прямого и обратного хода буровой колонны.
Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки. В процессе обратного хода в форсунки (сопла) монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны, подают под высоким давлением 15……50 МПа, цементный раствор и начинают подъем колонны с одновременным ее вращением. Происходит перемешивание грунта с раствором и частичным (или полным) выносом размытого грунта из пробуренной скважины. В результате образуется новый материал – грунтобетон, обладающий высокими прочностными, деформационными и противофильтрационными характеристиками.
Разрушение грунта производят струей цементного раствора. Давление нагнетания раствора составляет 25-50 МПа. Технология Jet1 наиболее проста в исполнении, требует минимального комплекта оборудования, однако диаметр получаемых свай также является наименьшим по сравнению с другими вариантами технологии.
Расход цемента составляет 200…400 кг на метр закрепления. Диаметр грунтобетонных элементов в глинистых грунтах составляет 300…450 мм, в песчаных грунтах – 450…650 мм.
Для увеличения длины водоцементной струи используют энергию сжатого воздуха. Расход цемента составляет 350…650 кг на метр закрепления. Плотность и прочность грунтобетона ниже на 10 - 15%, чем по технологии (Jet1), диаметр грунтоцементных элементов больше и достигает в глинистых грунтах 800…1000 мм, в песках 1300 мм;
Этот вариант отличается от предыдущих тем, что водовоздушная струя используется исключительно для размыва грунта и образования в нем полостей, которые впоследствии заполняются цементным раствором. Преимуществом данного варианта является получение Jet свай из чистого цементного раствора.
К недостаткам следует отнести сложность технологической схемы, требующей применения тройных штанг, а также дополнительного технологического оборудования. При правильном подборе технологических параметров можно получить элементы диаметром 2500 мм.
Прочность грунтоцемента на сжатие в песчаных грунтах составляет в среднем 5-10 МПа, в глинистых 2-4 МПа. В некоторых случаях возможно достижение более высоких прочностей, для этого используется повышенный расход цемента, и струйная цементация выполняется до полного замещения грунта.
Представляет конкурентный способ замены буронабивных свай в качестве фундаментов.
Для того чтобы возвести здание, продлить срок его службы и обеспечить эксплуатационную надежность подземной части, необходимо улучшить качество грунта. Часто здания строятся в сложных инженерно-геологических условиях, и нет возможности использовать сваи в качестве фундамента. Один из методов, который используется в этом случае – использование технологии "геомассив" или искусственно улучшенного основания.
Геотехнический массив («геомассив») — это система природных и техногенных образований, создаваемая в основании инженерного сооружения путем включения в природный массив грунта и в его поверхность техногенных элементов (уплотненных или закрепленных зон и слоев, бетонных и грунтоцементных блоков, плит и т.д.). Такая комплексная система формирует единую пространственную структуру с высокой распределительной несущей способностью.
В случае, когда строительные свойства основания неудовлетворительны, и устранить проблемы экономически невыгодно или модификацией других компонентов системы является нецелесообразной, устраивается «структурный геомассив».
Для того, чтобы установить геомассив выполняется вертикальное армирование грунтового слоя жесткими элементами, с помощью технологии струйной цементации грунта, а также создается поверхностный гибкий распределяющий слой.
Гибкий распределяющий слой (гибкий ростверк) необходим для включения в совместную работу грунтового основания и армирующих элементов. Он имеет толщину 300 ...600 мм и обычно выполняется из укатанного щебня фракции 20...50 мм.
В итоге грунт укрепляется и в процессе твердения формируется жесткий каркас. Усиленный таким образом грунт является новым техногенным формированием, а его структура напоминает корневую систему дерева.
