Павел Малинин: «Струйная цементация (Jet grouting) – оптимальная технология для укрепления грунтов и усиления фундаментов»


19.10.2020 09:22

Технология струйной цементации грунтов появилась в России в 2000-х годах и с тех пор всё активнее используется в жилищном и транспортном строительстве: это укрепление слабых грунтов, усиление фундаментов существующих зданий, а также создание подпорных стен и ограждений котлованов в обводнённых грунтах. Более подробно  о ней рассказал порталу ASNinfo.ru  директор компании GeoSet Павел Малинин.


Суть технологии струйной цементации (Jet grouting) заключается в перемешивании грунта с цементным раствором под высоким давлением (400-500 атм). В результате чего формируется укрепленный грунт (грунтоцемент) с улучшенными деформационными и прочностными характеристиками. Согласно СП 291.1325800.2017. «Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования», объем грунта, укрепленного струйной цементацией, называют «грунтоцементными элементом». Очень часто многие называют её «грунтоцементной сваей». Это не совсем верно, так как в разных задачах Jet элемент выполняет разную функцию. Если грунтоцементная свая армируется металлическим элементом и расположена с большим шагом, тогда её можно считать сваей. Но чаще технология используется без армирующего элемента, для укрепления толщи слабых грунтов или для создания противофильтрационной завесы в обводненных грунтах.

Диаметр Jet элемента зависит от типа грунтов и может достигать от 600-800 до 1500-2000 мм. Это позволяет выполнять горизонтальные противофильтрационные завесы или грунтовые распорные диски для котлованов большой площади.

Так как бурение выполняется диаметром всего 100-130 мм, технология Jet grouting отлично подходит для усиления фундаментов существующих зданий, в том числе и в центре города. В этом случае используется малогабаритная буровая установка, позволяющая выполнять сваи внутри существующего здания. Только технология струйной цементации позволяет через отверстия в фундаменте в 100 мм выполнить сваю диаметром 600 мм! Благодаря низкому шуму и отсутствию вибрации оборудование может использоваться в жилой зоне днём и ночью.

Струйная цементация позволяет на этапе проектирования рассчитать все прочностные и деформационные характеристики конструкции, т.к. наработана обширная база прочности и модуля деформации в разных грунтах на выполненных объектах.

Сейчас струйную цементацию грунтов начинают активнее использовать в жилищном строительстве. В частности, технология уже применялась известными жилищными застройщиками, такими как «ПИК» и ФСК «Лидер». Это связано с её экономической эффективностью. Выполнить укрепление грунтов по технологии струйной цементации в основании нового здания часто бывает выгоднее, чем выполнить свайный фундамент из забивных или буронабивных свай.

Также зачастую экономически целесообразнее укрепить только слабый грунт, чтобы уменьшить осадку здания на плитном фундаменте до нормативной осадки (10-20 см) вместо того, чтобы забивать или бурить глубокие сваи до несущих грунтов. Также можно укрепить слабый грунт только на глубине, не цементируя хороший вышележащий грунт. Например, можно пробурить 10 м и укрепить последние 5 м. Это позволяет сэкономить основной материал – цемент. Второй компонент грунтоцемента, грунт, является бесплатным природным материалом.

Кроме того, технология очень производительна. На большой площадке в сутки можно выполнять от 200 до 300 погонных метров Jet свай. Всё это позволяет получать очень дешёвый фундамент в сложных грунтах для многоэтажных зданий и сооружений.

География применения Jet grouting постоянно расширяется. Благодаря ей построены сложные уникальные объекты, такие как: гоночная трасса «Формулы 1» в Сочи, порты на Дальнем Востоке, сухие доки в Мурманске.

Наша компания GeoSet всегда решает поставленные задачи комплексно: от проектирования до выполнения работ. Каждый проект в геотехнике интересен и уникален. Наша команда поможет подобрать оптимальное техническое решение для каждого проекта.

www.jet-grouting.ru


РУБРИКА: Актуальная тема
АВТОР: Виктор Краснов
ИСТОЧНИК ФОТО: пресс-служба компании GeoSet

Поделиться:


11.02.2019 14:36

В Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете (СПбГАСУ) на прошлой неделе прошла Международная научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные вопросы геотехники: новые материалы, конструкции, технологии и расчеты». О мероприятии, петербургской школе геотехники и современных проблемах отрасли «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий кафедрой геотехники СПбГАСУ, заслуженный работник высшей школы, член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН), вице-президент Российского общества механики грунтов, геотехники и фундаментостроения (РОМГГиФ), д. т. н., профессор Рашид Мангушев.


– Рашид Абдуллович, расскажите, пожалуйста, о прошедшей конфе­ренции.

– Это мероприятие традиционно проводится СПбГАСУ и собирает специалистов отрасли со всего мира. Вот и в этом году в конференции приняли участие ученые из Белоруссии, Японии, Казахстана, Индии, США, Южной Кореи, Монголии, Австрии, Камбоджи, Дании, Литвы и других стран. Кроме того, конечно, собрались ведущие специалисты со всей России – от Калининграда до Хабаровска. Всего в этой конференции приняло участие около 200 специалистов из вузов, научных, проектных и строительных организаций, а также студенты СПбГАСУ.

Мероприятие проходило в течение трех дней. Прозвучали серьезнейшие доклады по самым актуальным вопросам теории и практики геотехнических работ, состоялись интересные обсуждения и дискуссии с участием крупных специалистов России, ближнего и дальнего зарубежья.

В третий день для гостей была организована техническая экскурсия на объекты со сложными и уникальными фундаментами – стадион на Крестовском острове, Комплекс защитных сооружений от навод­нений и на ряд строительных площадок, где сейчас идут геотехнические работы.

– Почему именно СПбГАСУ выступает организатором этого форума?

– Санкт-Петербург является одним из пионеров в России в области обустройства подземного пространства. Как правило, больше обращают внимания на надземную часть зданий и сооружений. Но специфические инженерно-геологические условия нашего города стимулировали изучение и использование на практике очень многих и очень разных современных геотехнических технологий, которые ранее, в советское время, не использовались.

Это новые типы фундаментов, буронабивные фундаменты, технология «стена в грунте». Для глубоких котлованов используются методы топ-даун и полутоп-даун, когда вначале делается распорное перекрытие, опирающееся на ранее выполненные сваи, а потом грунт вырабатывается из-под «подошвы» этой плиты. Впервые эта технология была применена нами при строительстве Второй сцены Мариинского театра, потом – при возведении ТЦ Stockmann на Невском проспекте, полутоп-даун – при строительстве ТЦ «Галерея» на Лиговском. Сейчас этот метод уже освоен и достаточно часто применяется.

В результате в Петербурге сформировалась одна из лучших геотехнических школ в России. Ведущие компании города в этой сфере – «Геоизол», «Геострой», «Геосфера» – стали первопроходцами в освоении новых технологий, а мы – оказываем им научную поддержку. Вообще, у нас прекрасные отношения. В этих компаниях работают наши выпускники – и это способствует нашему взаимопониманию. Когда у них возникают вопросы по нюансам использования различных методов или поиску технологии, оптимальной для данного конкретного проекта, – они обращаются к нам, и СПбГАСУ выполняет научно-технические работы по их заказам.

Такая крепкая связь с производством позволяет нашей кафедре не бороться за гранты, актуальность тем которых не всегда велика. Вместо этого мы ведем исследование тех вопросов, которые возникают непосредственно при проведении подземных строительных геотехнических работ и востребованность которых очевидна.

Для обеспечения практической проверки наших расчетов и вычислений и для проведения экспериментов у нас имеется исследовательская лаборатория, оснащенная современным оборудованием.

– И СПбГАСУ, как я понимаю, – это ядро петербургской геотехнической школы?

– Фактически – так оно и есть. Мы, во многом, являемся мозговым центром геотехнической отрасли в Петербурге. Наша кафедра – единственная в городе, которая выпускает специалистов-геотехников. Обучение у нас сейчас ведется по двухуровневой, так называемой болонской системе. Сначала в течение четырех лет готовятся бакалавры по направлению «Строительство». Затем идет магистратура, в которой у нас ежегодно  обучается 25–30 человек. Магистранты занимаются изучением теории и практики подземного строительства и по итогам обучения выполняют диссертационные работы по той или иной актуальной геотехнической проблематике. Кроме этого, СПбГАСУ готовит  специалистов по трем категориям уникальных зданий и сооружений: по большепролетным конструкциям, по мостам и по подземному строительству. Сохранение специалитета, на мой взгляд, позволяет сохранять высокий уровень подготовки инженеров в нашем вузе. Могу без ложной скромности сказать, что выпускники нашей кафедры, что называется, нарасхват, это очень востребованные специалисты.

Нельзя не сказать и о нашей аспирантуре. Только за последние несколько лет на кафедре защитилось 5 аспирантов. Они либо остаются у нас на кафедре и продолжают научно-преподавательскую деятельность, либо уходят на практическую работу в проектные и строительные компании. Большинство из них – совмещают и то, и другое.

Отличительная особенность большей части диссертаций, которые готовят наши аспиранты, – их прикладной характер. Например, Иван Маняхин сделал исследование по теме обеспечения устойчивости склонов при строительстве олимпийских объектов Красной Поляны в Сочи. Аспирант Иван Дьяконов, уже работающий на кафедре ассистентом, подготовил диссертацию по специфике устройства свай, выполненных по очень распространенной сегодня технологии «Фундекс». Ранее Александр Гурский, который сейчас работает главным геотехником компании «ПКТИ Фундамент Тест», исследовал влия­ние вдавливания шпунта на дополнительные осадки соседних зданий. Дмитрий Сапин, сегодня уже доцент кафедры, изучил вопросы осадки зданий окружающей застройки при использовании технологии «стена в грунте».

Также наша кафедра ведет активную издательскую деятельность, публикуя как научные работы, так и учебно-методические пособия.

Таким образом, СПбГАСУ удалось сформировать единую непрерывную цепочку, включающую обучение, научную деятельность и практическую работу. Это мы и называем полноценной геотехнической школой. Если же происходит отрыв одного направления от другого – обучения от науки или науки от производства – эффективность работы сильно падает.

В настоящее время гендиректор компании «ЛенТИСИЗ» Николай Олейник готовит магистерскую диссертацию на нашей кафедре. Гендиректор «Геосферы», к. т. н. Вадим Ермолаев – бывший наш аспирант. Гендиректор «Геостроя», к. т. н. Анатолий Осокин – докторант и доцент кафедры геотехники.

– Как я понимаю, специалисты СПбГАСУ и сами занимаются практической работой в сфере геотехники?

– Кафедра геотехники выполняет хоздоговорные работы, по договорам со строительными компаниями. Мы работали на многих знаковых объектах. Например, делали обоснование работ нулевого цикла МФЦ «Лахта Центр» (не самой башни, а сопутствующих зданий высотой до 85 м). Там надо было просчитать и обосновать устройство котлована, разработать технологию его отрывки, предложить и обосновать расстановку свай определенного типа и длины.

Участвовали мы в строительстве ста­диона на Крестовском острове. Говоря о его уникальности, обычно вспоминают раскрывающуюся крышу и выдвижное поле, но он уникален и с точки зрения геотехники. Трансформация кровли радикально меняет несущий момент опор. Выдвижение поля требует отсутствия малейших подвижек грунта или деформации свай. Мы выполняли расчетное обоснование свай под полем стадиона, чтобы учесть все эти нюансы.

Еще один объект со своей спецификой – портовые сооружения на намывных территориях Васильевского острова. Там в наши задачи входили оценка скорости уплотнения намытого песка, определение целесообразности использования специальных геотехнических дрен. Исследование показало, что вместо них эффективнее использовать дополнительный пригруз определенной высоты.

Сейчас мы ведем научно-техническое сопровождение строительства библиотеки Фондохранилища Эрмитажа. Там завершается устройство свайного поля. Работы производятся под нашим контролем. Затем начнется отрывка котлована в непосредственной близости от железной дороги, и необходимо обеспечить, чтобы работы никак не повлияли на существующие поблизости коммуникации и сооружения.

Мы сотрудничали и сотрудничаем со многими известными застройщиками, такими как Setl City, Л1, «Группа ЛСР», «Эталон ЛенСпецСМУ» и др. По сути дела, к нам обращаются компании и организации, у которых возникают какие-то сложные вопросы по фундаментам.

Наши специалисты используют современные программные комплексы и программы, позволяющие подготовить геотехническое обоснование проекта: определить, какую осадку получит новое здание, как лучше отрывать котлован, как повлияют работы на окружающую застройку (что особенно актуально при работе в историческом центре города). Такое обоснование сейчас является обязательной частью проектной документации и проходит экспертизу. Особое внимание нами уделяется научно-техническому сопровождению сложных геотехнических объектов, когда в процессе строительства вместе с застройщиком решаются любые возникающие проблемы.

 


АВТОР: Лев Касов
ИСТОЧНИК ФОТО: Никита Крючков

Поделиться: