Гцс что это в строительстве

Гцс что это в строительстве

Технология грунтоцементных свай представляет собой создание мощных подземных колонн путем смешивания цементного молока и грунта в месте расположения будущей сваи. Показанием к применению такого метода является строительство объектов на очень слабых грунтах, не отличающихся однородностью. Компания Установка Свай занимается проектированием и изготовлением грунтоцементных свай по любым предложенным проектам.

Технология производства

1. Первым делом создается лидерная скважина. Для этого спецтехника располагается непосредственно на месте будущей скважины, обеспечивается непрерывная подача цемента и воды. Также создаются условия для оттока излишков жидкости, чтобы не заболачивать стройку. Буровым раствором, состоящим из цемента и воды, из грунта вымывается шлам, одновременно образуя скважину. Наконечник непрерывно, со скоростью до 1 м\с, опускается вниз, вымывая грунт и углубляя скважину.

2. Когда глубина станет равной расчетной, начинается наполнение скважины плотным цементным раствором. При этом наконечник поднимается наверх с небольшой скоростью, не более 0.5 м\с и вращением, чем достигается равномерное заполнение всех полостей будущей скважины. Если требуется усиленная по ряду причин колонна, ее армируют металлом. В иных случаях добавляют бетонит.

3. После наполнения колонны цементу дают время набрать прочность. На это требуется от двух недель до полутора месяцев. До истечения этого срока нагружать грунтоцементную сваю ни в коем случае нельзя! Как правило, влаги из окружающего грунта достаточно для полного схватывания цемента. Во избежание растрескивания верхнего слоя его присыпают влажными опилками.

4. Пока крепнет готовая грунтоцементная свая, приступают к созданию следующей таким же методом.

Смотрите так же:

Преимущества грунтоцементных свай

Основные преимущества грунтоцементных свай, мы выделим следующие:

✔ Этот метод применим не только при классическом возведении фундаментов, но и при создании тоннелей и подземных этажей, а также для фиксации полов при плавающих грунтах;

✔ Для проведения работ требуется минимум места в стесненных условиях застройки;

✔ Метод хорошо работает в условиях высокой сейсмоактивности и помогает хорошо укрепить уже построенные здания;

✔ Технология хорошо себя зарекомендовала для стабилизации массивов породы, склонной к сползанию;

✔ Универсальность грунтоцементных свай при работах в условиях разнородного грунта. Какая бы порода, галечник или песок ни окружали сваю, она будет одинаково прочно удерживаться во всех слоях;

✔ Технология производства свай не предусматривает их транспортировку, а доставка сырья к месту работ занимает меньше времени и средств. Сваи не нужно никуда перевозить, они создаются на месте;

✔ Готовые сваи намертво сцепляются с грунтом, что гораздо надежнее, чем забивка или другие способы установки;

✔ Технология позволяет создавать колонны любого диаметра, что порой недосягаемо при других решениях;

✔ Конечный результат никогда не бывает хуже расчетного.

недостатки ГРУНТОЦЕМЕНТНЫХ СВАЙ

• ✔ Требуется огромное количество воды, особенно для промывки породы, необходимость в обеспечении подвода и отвода жидкости. Связанная с этим заболоченность места стройки;
• ✔ Для закачки цемента необходимо применять только спецтехнику. Давление цементного раствора достигает 700 атмосфер, что недосягаемо без применения спецоборудования;
• ✔ Высокая стоимость работ ввиду применения импортного оборудования и высокой стоимости его обслуживания и ремонта.

заказать грунтоцементные сваи

Наша компания хорошо зарекомендовала себя в производстве грунтоцементных свай. В наличии хорошо проработанные технологии подвода и отвода воды, имеется вся необходимая спецтехника. Мы выполняем полный спектр работ, от создания проекта, до сдачи готового фундамента. Обратившись в компанию Установка Свай, вы получаете готовый качественный результат! Работаем в Московском регионе.

Наша компания поставляет сваи и сваебойную технику — обращайтесь, поможем!

Гцс что это в строительстве

Струйная цементация грунтов или, как еще называют, Jet grouting, позволяет получать грунтоцементный массив любой формы, размеров и плотности. Такие элементы обладают высокой прочностью, могут деформироваться. Из-за того, что струя обладает высоким давлением, такая цементация может разрушать грунт в скважине, также обладает способностью смешивать грунт с цементным раствором путем нагнетания раствора в грунт. В результате происходит разрушения и одновременное перемешивание грунта с цементным раствором.

Появление такой технологии позволило открыть новые возможность в строительной сфере, а также снизить затраты.

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.

Преимущества технологии

Высокая производительность, простота, экономичность, отсутствие негативных ударных воздействий, возможность работы в стесненных условиях (вблизи существующих зданий), в сложных инженерно–геологических условиях, эффективность использования как при реконструкции, так и при строительстве новых объектов.

Конструкция ограждения котлована может выполняться из одного ряда секущихся грунтоцементных свай (например, диаметром 800 мм с шагом 650 мм) или с расположением свай меньшего диаметра в два ряда в шахматном порядке. Для крепления такого ограждения также могут быть применены грунтоцементные сваи, наклоненные под углом 30-45 градусов к вертикали. Сваи ограждения и крепления объединяются поверху монолитной железобетонной обвязочной балкой.

Для повышения устойчивости стен, выполненных методом струйной цементации, применяют их армирование стальными трубами диаметром 500-600 мм или прокатными балками (h = 400-600 мм), располагаемыми с шагом 1,5-2 м вдоль стены.

Необходимое оборудование: буровая установка, растворонасос с давлением нагнетания цементного раствора 400-700 атм., шланги высокого давления, монитор и керамические сопла.

Основные параметры струйной технологии «Jet Grouting» (Джет Граутинг):

• водоцементное отношение раствора – В/Ц = 1;
• плотность портландцемента М500 – 3 т/м 3 ;
• диаметр сопел – 3,2-4,0 мм (количество сопел – 1-2 шт.);
• диаметр подающего шланга – 25,4 мм;
• рабочее давление подачи раствора – 410-440 бар.

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.

Основные этапы укрепления грунтов по методике Jet Grouting

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

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.

Технологическое оборудование

Так как разрушение и замешивание грунта требует высоких значений кинетической энергии струи раствора, для реализации схемы струйной цементации необходимо применение мощного высоконапорного цементировочного насоса. Практика показала, что давление нагнетания должно составлять от 400 до 700 атм., а мощность двигателя должна быть не ниже 350 л. с. Другой важной частью технологического оборудования для цементации грунта является монитор, оснащенный соплами. Назначение сопел – преобразование высокого давления раствора, развиваемого цементировочным насосом, в кинетическую энергию струи. В связи с высокими абразивными свойствами цементного раствора сопла изготавливаются из специального металлокерамического состава. При выполнении работ применяется современное буровое и насосное оборудование немецкого и итальянского производства:

• Буровые установки PSM–20.
• Насос высокого давления SOILMEC 7T–500J.
• Автоматические миксерные установки GM–22. Производительностью 22 м³ раствора в час.
• Силоса для цемента ёмкостью до 45 т.
• Автоцементовозы.

Область применения

Из всего чрезвычайно обширного списка практических приложений технологии приведем лишь некоторые:

• устройство одиночных свайных фундаментов;
• устройство ленточных фундаментов и сплошных фундаментных плит из взаимно пересекающихся грунтоцементных свай;
• сооружение подпорных стен для повышения устойчивости склонов и откосов;
• закрепление слабых и обводненных грунтов вокруг строящихся поземных городских сооружений – колодцев, коллекторов, тоннелей;
• сооружение противофильтрационных завес.

Проведению работ по закреплению грунтов должна предшествовать разработка проектной документации, в которой должны быть заданы требуемые прочностные и фильтрационные свойства закрепленного массива грунта. Поэтому для модификации грунтов в зависимости от поставленной задачи должны применяться соответствующие технологии и растворы.

Усиление фундаментов зданий, устройство котлованов вблизи существующих зданий, устройство свай повышенной несущей способности, закрепление грунтов, создание противофильтрационных завес может быть решено с использованием струйной технологии. По ней могут выполняться как цилиндрические сваи, анкера, колонны закрепленного грунта диаметром до 2 м, так и плоские горизонтальные и вертикальные элементы в грунте при подъеме монитора без вращения (панельные, щелевые).

Данная технология также позволяет улучшить (выровнять) прочностные и деформационные свойства грунта, внедрением в него армирующих свайных элементов. При этом грунт и внедренные в него грунтобетонные сваи рассматриваются как единый геотехнический массив.

Закрепление грунтов основания, методом струйной технологии, для нового строительства, как правило, применяется в следующих случаях:

• При наличии в основании проектируемого сооружения слабых водонасыщенных и заторфованных грунтов, имеющих модуль деформации Е ≤ 5,0 Мпа.
• При значительных нагрузках на фундаменты (передающих давление на грунт 0,3 МПа и более).
• В случае примыкания к существующему зданию и сооружению нового строения.

Jet–1 (Single Fluid System, однокомпонентная система)

Самый экономный вариант, для работы необходимо оснастить буровое оборудование шнеком с каналом, куда будет подаваться бутовая смесь. Нагнетание стабилизирующего раствора походит под давлением до 650 атм., материал проходит из форсунок в сторону, точно перпендикулярно ходу движения бурового шнека. Из–за этого, порода разрушается только с помощью струи бетонного элемента, в малопроницаемых глинистых породах максимальный размер грунтоцементной сваи становится меньше.

Оборудование которое необходимо:

• буровая машина;
• буровой шнек с каналом для подачи бетонной смеси;
• насос для Jet Grouting, смесительная станция.

Максимальный диаметр свай: до 65 см в суглинках, до 85 см в песчаных породах.

Jet–2 (Double Fluid System, двухкомпонентная система)

Струя бетонного элемента может еще усиливаться с помощью подачи очень сжатой струи воздуха, направленного в ту же сторону. Для проведения строительных работ необходим специальных насос для Jet–2 и оборудование для бурения, которое оснащённо двухканальным шнеком. Воздух подается с помощью специальных воздушных форсунок. Использование энергии сжатого воздуха помогает увеличить масштабы работы и позволяет создавать сваи, которые больше обычных в диаметре. Как и при цементации по технике Jet–1, двойная бетоновоздушная струя подается в боковом направлении, разрушая породу вокруг бурового шнека.

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

Максимальный диаметр свай: до 115 см суглинках, до 155 см в песчаных породах.

Jet–3 (Triple Fluid System, трехкомпонентная система)

Самая дорогая и наиболее тяжелая технология, здесь требуется использование трехканального бурового шнека состоящего из трех разных насосов, а также значительное повышение расходов на основной материал – цемент. От остальных методов этот отличается тем, что при цементации Jet–3 порода уничтожается только с помощью сильной водовоздушной струи, которая подается перпендикулярно стороне бурения через сопла. Стабилизирующий раствор подается вверх через форсунки, находящиеся сверху, что позволяет не использовать примеси в теле сваи и создать объемные бетонные конструкции большего размера. На сегодняшний день методика Jet–3 – единственная в своем виде технология цементации грунтов, с применением которой можно произвести полное замещение породы бетоном. Система цементации Jet–3 широко используется при работе на нарушенных грунтах с включениями, карстовыми пустотами и т. д.

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 255 см.

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

Самая недорого стоящая методика Jet–1 требует работы базового набора спецтехники, сравнительно проста в работе и отлично подходит для армирования несложных грунтов, изготовления завес для защиты от подземных водных источников, а также для более детального укрепления фундаментов. Тяжелый вес конструкции, а также работа на районах, сложенных водоупорными глинистыми грунтами, их можно назвать показаниями к работе системы Jet–2, которая позволяет воспроизвести создание грунтоцементных свай большего диаметра. Наиболее дорогая и ресурсозатратная система Jet–3 – отличный выбор при работе с масштабными конструкциями и постройками, а также при работе на участках с проблемными нарушенными породами.

Струйная цементация грунтов

Технология закрепления грунтов на основе струйной цементации, основанной на перемешивании и замещении исходных грунтов цементными растворами различных типов. Осуществляется путем подачи раствора на забой скважины под высоким давлением до 500 бар на обратном или прямом ходе буровой колонны через форсунки. Конечным продуктом является грунто-минеральный массив с улучшенными прочностными характеристиками.

ПРЕИМУЩЕСТВА СТРУЙНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ

• Возможность работы в ограниченном пространстве: высота — от 2 метров, ширина — от 1,5 метров.
• Возможность изготовления грунто-цементных элементов от 300 до 1500 мм (в зависимости от характеристик грунтов).
• Высокая скорость сооружения грунто-цементных элементов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУЙНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУЙНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ:

• закрепление грунтов;
• устройство ограждающих конструкций котлованов;
• ПФЗ стен и дна котлованов, шахт, колодцев;
• укрепление склонов и откосов;
• устройство фундаментов зданий и сооружений;
• усиление фундаментов аварийных зданий и сооружений;
• закрепление грунтов при проходке тоннелей;
• закрепление грунтов в основании автодорог, дамб, насыпей;
• устройство противофильтрационных завес и экранов;
• устройство гидроизоляционных ограждающих конструкций различных типов.

Варианты Применения

Используется кинетическая энергия одной струи для разрушения и перемешивания грунта. При этой технологии достигается максимально возможная прочность грунтобетона. Технология применяется при усилении фундаментов исторических зданий, а также в случаях, когда необходимо провести работу вблизи или внутри зданий и рядом с коммуникациями

Для разрушения и перемешивания грунта используется кинетическая энергия двух компонентов: воздушного и водоцементного. Технология позволяет существенно увеличить диаметр грунтоцементной сваи при меньшей прочности грунтобетона по сравнению с JET-1. Технология используется для закрепления больших массивов грунта.

Этапы Технологии

Материалы

Для формирования тела буроинъекционных элементов в скальных породах и строительных конструкциях с высокими требованиями по несущей способности, в том числе в качестве добавки в портландцементы.

В любых технологических системах, связанных с заполнением техногенных и природных пустот в том числе с небольшим раскрытием.

Устройство противофильтрационных гидроизолирующих завес и экранов в грунте при устройстве ограждающих конструкций хранилищ жидких отходов, котлованов, карьеров, гидротехнических сооружений, дамб, с применением технологии «стена в грунте» в различных горных породах.

Устройство противофильтрационных гидроизолирующих завес и экранов в грунте при устройстве ограждающих конструкций различного назначения, котлованов, карьеров, гидротехнических сооружений, дамб и.т.д.

Грунтоцементные сваи

Укрепление грунта – это необходимая часть строительных работ при возведении практически любого массивного сооружения. Земля, сама по себе редко имеет подходящие характеристики и без этой процедуры в большинстве случаев, обойтись не представляется возможным, так как от этого будет зависеть устойчивость и надежность будущего здания. Одним из самых эффективных способов укрепления грунта являются грунтоцементные сваи.

Как таковых, способов стабилизации грунта существует несколько разновидностей и каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками, которые будут уместны в той или иной ситуации. Грунтобетонные сваи также имеют ряд преимуществ, которые в отдельных случаях могут иметь определяющее значение и оказаться наиболее оптимальным выходом.

Сваи грунтоцементные

Технология грунтоцементных свай пришла к нам из-за рубежа – цементация грунта с успехом использовалась на территории Японии, Англии и Италии. Особенно часто струйная цементация применяется при возведении подземных сооружений, для укрепления структуры природного массива – использование грунтовых свай стало оптимальным решением для стабилизации подвижных грунтов.

Основу данной технологии составляет использование кинетической энергии жидкости для разрушения, дробления и перемешивания грунта с раствором цемента. Формирование сваи происходит на месте во время бурения лидерной скважины. После затвердевания, на месте скважины образуется колонна из грунтобетона, который обладает высокими характеристиками прочности и стойкостью к деформации.

Основы технологии

Грунтовые сваи формируются в два этапа, посредством первичного и обратного бурения лидерной скважины. Во время первичного этапа скважина доводиться до необходимой глубины посредством бурового раствора, который подается через прямой клапан и может состоять как из воды, так и из цементного состава – жидкость разрушает грунт и удаляет шлам, который образуется при бурении.

Во время обратного хода, прямой клапан в буровом наконечнике перекрывается, после чего в боковые сопла монитора под давлением подается бетонный раствор, который служит основным материалом для создания бетонной колонны. Постепенно поднимаясь, буровая колонна вращается вокруг своей оси, тем самым осуществляя равномерное формирование сваи.

Расчет несущей способности свай

Одним из основных преимуществ грунтовых свай является высокая степень предсказуемости результатов укрепления. При проектировании одиночных свай используются параметры СНиП 2.02.03 – 85. «Свайный фундамент». В том случае если свая опирается нижним концом на скальную породу — расчеты осуществляются исходя из пункта 4.1 СНиП.

Если грунтовые сваи имеют “висячее” расположение расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи осуществляется по формуле (11) СНиП, которая используется для расчета несущей способности висячей сваи.

Технологические параметры

Общий расход цементного расхода для укрепления 1 куб. м. грунта составляет в среднем около 400 л в супесях и суглинках. Если почва имеет органический состав, то расход жидкости может быть увеличен до 600 л на 1 куб. м. Соответственно для создания одного погонного метра сваи, диаметр которой будет составлять порядка 60 – 70 см потребуется около 110 л в суглинистых почвах и до 200 л в органическом грунте.

Временная составляющая формирования сваи зависит от скорости погружения и обратного хода (подъема) буровой колонны. В среднем скорость бурения составляет около 1 м/сек, а скорость подъема зависит от диаметра сваи и производительности бетонного насоса – среднее значение может находиться в пределах 0,3 – 2 м/сек.

Устройство грунтовых свай требует наличия высокого значения кинетической энергии жидкости, посредством которой осуществляется бурение и формирование контура сваи, соответственно данный процесс нуждается в достаточно мощном оборудовании. Для создания необходимого давления нагнетания в 700 атмосфер необходимо присутствие двигателя, мощность которого должна составлять350 л.с. Как показывает практика, использование менее мощных аналогов нецелесообразно.

Другой специализированой частью необходимого оборудования для создания фундамента на сваях является монитор, в состав которого входят боковые сопла, а также обратный и прямой клапана. Посредством сопел, высокое давление цементного раствора, развиваемое насосом, преобразуется в кинетическую энергию струи. Бетонный раствор имеет высокую абразивную способность в связи с чем, материалом для их изготовления служит высокопрочный металлокерамический сплав.

Диаметр отверстий в соплах может составлять от 1,5 до 3,0 мм, а их количество может варьироваться от 2 до 6. Чем большее количество сопел содержит монитор, тем однороднее происходит замешивание грунтобетона. Напорная магистраль: клапана, металлорезиновые и буровые шланги, вертлюги – также должны выдерживать наличие постоянного высокого давления.

Практически все вышеперечисленные составляющие (за исключением двигателя) приобретаются за рубежом, так как отечественная промышленность не производит данные наименования – струйная цементация это достаточно новая для нашей страны технология и соответствующей технической базы еще долгое время не будет в наличии. В связи с этим их цена будет достаточно существенной.

Обратите внимание! Для снижения расходов – у зарубежных производителей часто приобретается не полный комплект, а только основные компоненты буровой установки, которые играют определяющую роль в процессе бурения, а именно: цементный насос, монитор, шланги и вертлюг. Остальные части установки приобретаются у отечественных заводов – это практически не отразиться на ее работоспособности.

Характеристики

Достоинства

Возможность укрепления почвы в стесненных условиях. Если сооружение свай необходимо привести вблизи других зданий, подвальном помещении или откосах – грунтобетонные сваи могут стать единственным возможным решением, так как использовать другие способы погружения свай в грунт из-за недостатка пространства не представляется возможным;

Универсальность. Струйная цементация позволяет укрепить практически все виды грунтов – от мелкодисперсных глин до отложений гравия, что не всегда представляется возможным при использовании инъекционной технологии закрепления. Также посредством данной технологии успешно формируются сваи для вечномерзлых грунтов;

Отсутствие сейсмических колебаний. При бурении лидерной скважины для грунтобетонной сваи не происходит каких-либо колебаний грунта, что позволяет производить укрепление вблизи других сооружений. Устройство набивных свай в обводненных грунтах также осуществляется без ударной нагрузки на грунт, однако струйная цементация имеет ряд существенных преимуществ перед набивной технологией;

Круговое уплотнение грунта. Под воздействием струйной цементации происходит существенное увеличение плотности грунта вокруг формируемой колонны. Прессование происходит под воздействием высокого давления цементной струи и дополнительного уплотнения со стороны грунтоцементной колонны;

Сцепление с грунтом. Между контуром сваи и грунтом во время цементации образуется слой из цементного состава, который значительно повышает степень сцепления колонны с грунтом. Поверхность сваи обладает продольной волнообразной структурой, что также существенно увеличивает параметры сцепления;

Создание опоры. Висячие сваи — изготавливаемые в грунте опираются на грунт, который покрытый коркой из чистого цементного раствора, а не на буровой шлам, как это происходит в случае с буровыми сваями. Это существенно увеличивает их устойчивость в висячем положении;

Недостатки

Обводнение. К недостаткам данной технологии следует отнести обширное обводнение близлежащего грунта при осуществлении процесса бурения. Впоследствии это приводит к повышению уровня грунтовых вод на определенный срок. Также при промывке скважины осуществляется вынос большого количества пульпы на поверхность строительной площадки;

Грунтоцементные сваи — это один из самых эффективных способов укрепления грунта на сегодняшний день. Несмотря на то, что осуществить установку свай своими руками не представляется возможным, так как требует обязательного присутствия специалистов — данная технология с успехом используется для укрепления почв практически всех видов и составов, что делает ее незаменимой в отдельных случаях.

Грунтоцементные сваи

При данном способе устройства грунтоцементных свай применяют специальные смесительные буры с режущими и перемешивающими лопастями. Цементная суспензия подается при этом через буровую штангу и далее через специальные насадки, расположенные с тыльной стороны режущих лопастей.

Подача суспензии и ее перемешивание с грунтом происходит как при погружении бура, так и при его извлечении из скважины. Для лучшего перемешивания грунтоцементной смеси бур можно погружать и извлекать несколько раз. Расход цементной суспензии, подаваемой растворонасосом, контролируется с помощью расходомера с самописцем. Расход цемента составляет 80. 200 кг/м3 ствола сваи.

Такой бур был разработан в 60-х годах XX в. и позволял изготавливать грунтоцементные сваи диаметром до 0,7 м и глубиной до 7 м. При использовании данной технологии в лессовых грунтах удавалось получить прочность грунтоцемента в пределах 1,0. 3,0 МПа. В дальнейшем данная технология применялась за рубежом с использованием агрегатов большей мощности, позволяющих изготавливать сваи диаметром до 2,2 м и глубиной до 10 м.

Струйная технология устройства грунтоцементных свай

Грунтоцементные сваи получают путем размыва и перемешивания грунта с цементной эмульсией. Рабочим инструментом для образования сваи является струйный монитор, из форсунки которого выходит струя воды или цементной эмульсии под давлением 6. 100 МПа. Высоконапорная струя может резать практически любой грунт. Для увеличения радиуса резания и разрушающего действия струя может подаваться под защитой воздушного потока. Подробнее.

Высоконапорная инъекция

При закреплении грунтов оснований цементацией избыточное давление в инъекторе обычно не превышает 0,6 МПа. Процесс закачки цементной суспензии длится от 40 мин до нескольких часов в зависимости от характера пористости грунта. При этом естественное сложение грунта не нарушается. В основном диапазоне слабо проницаемых глинистых грунтов цементация неприменима.

Однако уплотнение и изменение структуры слабопроницаемого грунта с соответствующим увеличением несущей способности возможно путем разрыва сплошности грунтового массива при нагнетании цементной суспензии при давлении 1,2. 10 МПа. Высоконапорная инъекция может использоваться не только для сплошного упрочнения определенной зоны основания, но и для образования в грунте отдельных упрочненных столбов — грунтоцементных свай .

При использовании высоконапорной инъекции на открытых площадях обязательным условием является применение специальных инъекторов с распорными манжетами, предотвращающими выдавливание раствора из скважины на поверхность. Наиболее целесообразным является применение высоконапорной инъекции при усилении существующих фундаментов , в том числе при исправлении кренов или вертикальных отметок отдельных фундаментов. В этом случае значительно облегчается устройство специальных распорных манжет непосредственно в теле фундамента.

Работы выполняются в следующей последовательности:

• бурение скважины диаметром 80. 100 мм через фундамент мелкого заложения;
• промывка скважины;
• установка в скважину инъекционной трубки с распорной манжетой в теле фундамента;
• нагнетание цементного раствора при увеличении давления до расчетного значения с контролем расхода раствора;
• перекрытие инъекционной трубки после получения отказа при сохранении наибольшего значения давления.

Заметим, что значение наибольшего давления принимается в зависимости от конструкции и площади усиливаемого фундамента с учетом возникающего суммарного вертикального усилия, действующего на подошву фундамента .

Примером удачного использования высоконапорной инъекции могут служить работы по подъему основания тоннельных печей для изготовления шамотных изделий длиной 180 м в Чехии. Работы по упрочнению основания вели из шахт диаметром 3,6 м глубиной 7 м, из которых веерообразно бурили горизонтальные скважины диаметром 97 мм, перекрывающие все пространство под фундаментами печей. Скважины оснащали инъекционными трубками с манжетами. Для инъекции использовали цементно-бентонитовый раствор. Всего в основание печей было закачано около 600 м3 раствора. Максимальная величина подъема основания составила 10 см.

Опыт устройства свайного фундамента из грунтоцементных свай при строительстве многоэтажного жилого дома

Рассмотрен опыт устройства грунтоцементных свай, в качестве свайного фундамента многоэтажного жилого дома. Проведены статические испытания грунтоцементных свай. Выполнено сравнение полученных значений с расчетной несущей способности свай по грунту.

Ключевые слова: грунтоцементная свая, свайный фундамент, несущая способность, статические испытания.

В настоящее время при строительстве многоэтажных домов проектировщики нередко сталкиваются с проблемой устройства фундаментов в слабых грунтах. В этом случае можно запроектировать либо свайный фундамент, позволяющий передать нагрузку от здания на более прочные нижележащие грунты, либо фундаментную плиту на укрепленном основании. Решение о применении того или иного типа фундамента принимается исходя из его надежности и стоимости.

При строительстве 3-х секционного многоэтажного дома в г. Ярославль заказчик поставил задачу устройства свайного фундамента в сложных инженерно-геологических условиях.

При первоначальном проектировании свайного фундамента из забивных свай возникла опасность невозможности устройства данного типа свай в плотных песках и близостью окружающей застройки. Также строительство осложняло наличие текучих при водонасыщении супесей.

При более детальной проработке конструкции и стоимости свайного фундамента нашей организацией было предложено устройство грунтоцементных свай. Данные свай обладают рядом преимуществ по сравнению с забивными, буровыми, набивными или буроинъекционными сваями. Данный тип свай обладает улучшенным условием опирания сваи на грунт, а также обладает более высоким сцеплением сваи с грунтом по ее боковой поверхности.

В инженерно-геологическом строении площадка строительства с поверхности до глубины 2-3 м сложена насыпными грунтами. Ниже на глубину до 25 м залегают песчано-глинистые грунты, представленные пылеватыми и мелкими песками, а также суглинками мягкопластичной и тугопластичной консистенции. Геологическое строение площадки с запроектированными грунтоцементными сваями показано на рис. 1.

Проектируемое здание имеет 3 секции расположенные в форме буквы «Г». Нагрузки на ленточный фундамент здания составляют 70-660 кН/п.м., нагрузки от колонн 330-2900 кН.

Расчет грунтоцементных свай включает в себя расчет несущей способности свай по грунту и расчет прочности ствола свай на осевое сжатие.

Расчет несущей способности грунтоцементных свай по грунту выполняется как для буровых свай. В случае висячей сваи была применена формула 7.11 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

При этом коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности принимался как для буроинъекционных свай.

Исходя их опыта устройства свай в аналогичных инженерно-геологических условиях в расчетах диаметр свай нами был принят равным 600 мм по всему сечению, длина свай составляет от 7 до 11 м.

Расчет несущей способности грунтоцементных свай по грунту выполнялся для пяти различных геологических скважин. В расчет расположения свай с учетом нагрузок на ростверки принималась свая с минимальной несущей способностью.

Для подтверждения принятых расчетных параметров на площадке строительства в соответствии ГОСТ 5686-94 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» были выполнены статические испытания несущей способности свай. Для испытания свай были выбраны 3 сваи из числа рабочих, длиной 7-9 м. Испытательная установка приведена на рис 2.

В соответствии с программой испытаний грунтоцементные сваи испытывались до нагрузки, превышающей расчетную нагрузку в 1,2 раза или до осадки 40 мм.

Результаты расчетов допускаемых нагрузок на грунтоцементную сваю, их несущей способности, а также испытательных нагрузок приведены в таблице 1.

Таблица 1. Значения несущей способности, расчетных и испытательных нагрузок на грунтоцементные сваи

Длина сваи, м	Несущая способность сваи, кН	Расчетная нагрузка на сваю, кН	Предельная нагрузка на сваю при испытании, кН
7,0	532	380	457
8,0	610	436	523
9,0	693	495	595
10,0	760	543	—
11,0	827	591	—

По результатам проведенных испытаний были построены зависимости осадка-нагрузка, которые приведены на рис. 3-5.

Как видно из графиков сваи не были доведены до срыва по грунту (осадки свай составили 6-25 мм), то есть результаты натурных испытаний подтвердили расчетное значение несущей способности свай.

При этом, напряжения возникающие грунтоцементных сваях не должны превышать ее прочности по материалу. Для определения прочности свай по материалу был выполнен отбор и испытание образцов (кернов) грунтоцемента. По результатам испытаний кернов на осевое сжатие средняя прочность составила 2,6 МПа, при минимальном значении 2,0 МПа.

По результатам выполненных натурных испытаний и устройства грунтоцементных свай можно сделать следующие выводы:

— Возможность применения и использования грунтоцементных свай в качестве свайного основания проектируемых сооружений.

— Грунтоцементные сваи обладают рядом преимуществ по сравнению другими типами свай.

— В соответствии технологией устройства свай, они имеют повышенную несущую способность и обладают возможность устройства в сложных грунтовых условиях.

— Результаты испытаний свай статической нагрузкой, показали высокую несущую способность свай в данных инженерно-геологических условиях.

— Выполнение данного типа свай позволило оптимизировать первоначальный проект и уменьшить предполагаемые сроки производства работ.