Для избежания неконтролируемого распространения раствора за пределы упрочняемого массива по периметру фундамента этим же способом предварительно создаются вертикальные контуры. Горизонтальным контуром, ограничивающим прорыв раствора на поверхность, является подошва самого фундамента (рис.9.17).
|
Рис. 9.17 Схема напорной инъекции через инъектор с теряемым наконечником 1 - инъектор оконтуривания, 2 - рабочий (уплотняющий) инъектор, 3 - зона оконтуривания, 4 - зона уплотнения. |
В результате в массиве создаются более жёсткие техногенные включения. Несущая способность массива грунта повышается благодаря двум процессам - уплотнению грунта внедряемым раствором и его армированию за счёт создаваемых более жёстких включений
Достоинствами метода напорной инъекции являются:
- независимость от проницаемости грунта, что позволяет упрочнять слабые глинистые грунты, где использование традиционных инъекционных методов ограничено;
- использование недорогих и распространенных материалов и оборудования.
К недостаткам следует отнести неконтролируемость распространения раствора и отсутствие расчётно-теоретической базы.
Струйные технологии укрепления грунтов, известные также под названием «jet-grouting», разработаны в середине 70-х годов прошлого века в Японии. Они основаны на гидравлическом разрушении грунта вращаемыми высокоскоростными струями цементного раствора, нагнетаемыми под давлением 30-50 МПа. В результате структура грунта полностью разрушается и осуществляется перемешивание на месте его частиц с раствором с созданием однородной массы, которая со временем твердеет.
Раствор подаётся в грунт через инъекционный монитор, имеющий на боковой поверхности специальные сопла. В нижней части монитор имеет отверстие для подачи материала, в верхней - подводящие трубопроводы и штангу для опускания монитора в скважину.
Технологически процесс струйной технологии состоит из двух этапов:
- бурение до проектной глубины лидерной скважины и опускание в неё струйного монитора (или гидропогружение монитора);
- медленный подъём буровой колонны с одновременным вращением монитора, через сопла которого подают горизонтально направленную размывающую струю и укрепляющий раствор.
В результате на месте скважины образуется столб перемешённого с раствором грунта (рис. 9.18). При разных соотношениях скоростей подъёма и вращения монитора можно получать различные конфигурации упрочняемого массива.
Существует три основных варианта реализации струйной технологии, отличающиеся разным числом рабочих агентов и, соответственно, разным составом используемого оборудования и получаемыми результатами укрепления грунта.
|
а) б) в) г)
Рис. 9.18 Схема закрепления грунтов струйной технологией а - проходка скважины и погружение монитора, б, в и г – закрепление грунта. |
Однокомпонентная технология предусматривает размыв грунта одной или двумя противоположно направленными струями укрепляющего раствора. При однокомпонентной технологии струя распространяется в жидкой среде, то есть работает в затопленном режиме. Разрушение грунта происходит на расстоянии 20-35 см от сопла, а диаметр получаемой грунтобетонной сваи или столба составляет 0,5-0,8 м.
При двухкомпонентной технологии подача струи цементного раствора осуществляется одновременно с подачей концентрично расположенной с ней кольцевой струи воздуха. Такой подход позволяет увеличить радиус воздействия разрушающей струи до 0,9-1,5 м от сопла, а диаметр столба укрепленного грунта до 2-3 м.
Трехкомпонентная технология отличается тем, что разрушение грунта производится водовоздушной струей (водяная струя в ореоле сжатого воздуха). Одновременно через второе отверстие, расположенное ниже воздушно-водного канала, подается цементный раствор. Диаметр укрепления достигается такой же, как и при двухкомпонентной технологии, при этом уменьшается расход закрепляющего раствора, так как исключаются его потери за счёт частичного выноса вместе с размытым грунтом на поверхность.
Прочность закреплённого грунта зависит от свойств грунтов, состава и свойств раствора, технологии нагнетания и может достигать 5-6 МПа. Раствор может приготовляться заранее (например, цементный, цементно-глинистый) или изготавливаться в процессе работы путём подачи к соплам составляющих, смешивание которых происходит непосредственно в струе (например, жидкое стекло и отвердитель или цементный раствор и ускоритель схватывания). В зависимости от поставленных целей столбы могут образовывать сплошные или прерывистые массивы и стены.
Приближенные расчёты параметров струйной технологии инъекционного армирования грунтов осуществляются в следующей последовательности:
1. Выбор требуемой конечной прочности укрепляемого грунта;
2. Определение требуемого диаметра упрочнённого столба и расчёт потребного количества цемента на единицу его длины;
3. Подбор состава цементного раствора;
4. Выбор параметров инъектирования (давление нагнетания, размер и количество сопел, время инъекции на 1 п.м. грунтоцементного столба, шаг подъёма буровой колонны, скорость её вращения и т.д.).
Обоснованность выбранных параметров упрочнения грунта проверяется путем опытного закрепления.
Струйная технология позволяет армировать практически любые грунты - от гравия до мелкодисперсных глин и илов. К преимуществам струйной технологии также относятся:
- высокая производительность работ;
- возможность выполнения работ в стеснённых условиях;
- отсутствие динамических воздействий на фундаменты близлежащих зданий;
- возможность регулировать прочностные свойства армируемого грунта в широком диапазоне;
- возможность использования серийных механизмов (нестандартными являются только струйный монитор и установка для его привода) и др.
К недостаткам струйной технологии следует отнести то, что при закреплении техногенных и глинистых грунтов не всегда удаётся добиться сплошности обработки грунтового массива или достичь требуемых параметров закрепления.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
