Струйная цементация грунтов. Современные геотехнологии в решении сложных задач освоения подземного пространства
По оценке экспертов, в инженерно-геологическом отношении территория Петербурга весьма непростая и потребность в закреплении грунтов при новом строительстве и реконструкции зданий достаточно высока. Многое, конечно, зависит от особенностей конкретной площадки и поставленных текущих задач, но специалисты рекомендуют при работе с грунтами и фундаментами обращаться к технологии струйной цементации (jet grouting). В частности, она уже была задействована на таких городских объектах, как Западный скоростной диаметр, (ЗСД), станция метро «Адмиралтейская», новое здание Мариинского театра и т.д.
Впрочем, струйная цементация грунтов сейчас при реализации сложных проектов активно используется не только в Петербурге, но и в Москве и в других городах. Кроме того, технологию начинают применять и в массовом строительстве, так как она, в ряде случаев, более целесообразна, чем создание свайного фундамента из забивных или буронабивных свай.
Выбирая эффективность
Сущность технологии jet grouting, рассказывает Дмитрий Малинин, технический директор ООО «СК «ИнжПроектСтрой» (входит в группу компаний Malinin group), заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания раствора с грунтом. Струйная цементация позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов: от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов, практический во всех климатических условиях. При этом достигается высокая скорость сооружения грунтоцементных свай; сохраняется возможность работы в стесненных условиях; отсутствует динамическое воздействие на фундаменты близко расположенных зданий.
«Для закрепления грунтов на большой площади и при отсутствии окружающей застройки эффективнее применять двухкомпонентную технологию Jet2 (цементная смесь + воздух), это снизит стоимость работ и ускорит сроки их выполнения. Однако, в случаях, когда деформация оснований существующих конструкций недопустима, следует использовать технологию Jet1 (цементная смесь), т.к. однокомпонентная технология не приводит к значительному подъему поверхности окружающего грунта»,- подчеркнул он.
По словам руководителя проектов АО «Нью граунд» Светланы Рубцовой, струйная цементации грунта позволяет значительно упростить процесс строительства на нестабильных, обводненных и нарушенных породах и может использоваться практически в любых грунтах, от мелкодисперсных до глинистых. «Данная технология позволяет, - добавляет эксперт, - открыть новые перспективы в строительстве на участках со сложными геологическими условиями, решая ряд серьезных проблем, связанных с безопасностью существующего или будущего сооружения. Струйная цементация грунта используется для улучшения прочностных, противофильтрационных и деформационных характеристик в пределах пятна застройки новых зданий, используется при создании противофильтрационных завес, при укреплении откосов и склонов, при строительстве дорог и при реконструкции зданий. При этом работы могут выполняться в стесненных условиях плотной городской застройки».
Без технологии струйной цементации невозможно осваивать подземное пространство исторического мегаполиса, считает генеральный директор института «Геореконструкция» Алексей Шашкин. «Именно поэтому мы приняли активное участие в создании норм, посвященных этой тематике (СП 291.1325800.2017). Уникальность технологии заключается в том, что она позволяет сформировать конструкцию в грунте до откопки. Эта конструкция по своим механическим свойствам на два порядка лучше грунта, но на порядок хуже бетона. Поэтому при проектировании следует руководствоваться простыми правилами: бетон не работает на растяжение и изгиб – закрепленный грунт тем более. Там, где не сработает бетон, бесполезен и грунтоцемент», - уверен он.
Важный фактор
Качество проведения струйной цементации во многом зависит от используемого оборудования. Одно из преимуществ технологии – возможность выполнения работ малогабаритными буровыми машинами, в том числе в условиях ограниченного пространства.
«Jet grouting относится к специальным работам, когда невозможно применение традиционных технологий или при выполнении аварийных и контраварийных работ в строительстве. В последние годы новых компаний в данной отрасли практически не встречается, как правило, это уже опытные игроки, освоившие технологию еще в начале 2000-х годов. Выбор одно- или двух компонентной технологии струйной цементации определяется проектировщиком исходя из физико-механических свойств грунта и типа сооружения (противофильтрационная завеса, укрепление основания и т.д.) Трехкомпонентная система в России не встречается. При выборе данного оборудования одним из основных критериев является длина мачты, т.к. при формировании грунтоцементой сваи желателен непрерывный подъем бурового става», - отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов.
В прошлом году, добавляет представитель компании-производителя спецоборудования, XCMG выпустила модель буровой XMZ120A для выполнения работ по струйной цементации с глубиной бурения в один проход 15,4 м. А в этом году модельный ряд пополнился компактной буровой установкой XMZ90. Габаритные размеры этой машины позволяют работать внутри тоннелей и зданий. А опорно-поворотное устройство мачты позволяет позиционировать машину в любых труднодоступных местах.
Пермская школа
Эксперты подчеркивают, что кроме высокотехнологичного оборудования, конечно же, важен опыт и знания специалистов, которые будут проводить работы по укреплению грунтов и фундаментов по данной технологии. В настоящее время на рынке представлены ряд крупных компаний из Перми, которые реализовывают проекты по всей стране. К таковым, в том числе, относятся «ИнжПроектСтрой» и «Нью граунд».
По словам Алексея Шашкина, при реализации проектов «Геореконструкция» привлекала профессионалов, которым не надо рассказывать, какими должны быть кадровое обеспечение, парк спецтехники и как с нею работать. Таких подрядчиков удалось найти далеко за границами Петербурга – в Перми, где существует сильная геотехническая школа. Сегодня они «прописались» и на петербургских, и на московских объектах.
«По нашим проектам с их помощью созданы, например, подземные объемы под зданием бывшей кузни и корпусом 12 ансамбля «Новая Голландия» в Петербурге, под павильоном «Поволжье» ВДНХ в Москве. Под защитой распорного диска, образованного с помощью jet grouting ниже дна котлована по разработанному нами методу «жесткого контура», выполнены подземные сооружения в непосредственном примыкании к историческим зданиям, в том числе, на Загородном проспекте и Воскресенской набережной. При этом – что уникально для нашего города – осадки соседних зданий остались в рамках допустимых нормами значений», - подчеркнул глава института «Геореконструкция».
Подрядчик, выполняющий работы в области подземного строительства, должен обеспечивать комплексный подход к решению геотехнической задачи, считает Дмитрий Малинин. Он отметил, что в группе компаний Malinin group успешно реализован данный принцип. Мы обладаем необходимым опытом и знаниями для выполнения проектных работ, практического применения технологии струйной цементации, производства бурового оборудования и инструмента. Особенно интересен опыт компании совмещения технологий jet grouting c технологией deep-soil-n-mixing (DSM) и технологией устройства анкеров Атлант. А результате совмещения с последней получена новая технология АtlantJET для устройства грунтовых анкеров и свай повышенной несущей способности.
«Наша компания выполняла работы на таких значимых объектах как подземный межтерминальный переход в аэропорту Шереметьево, центр строительства крупнотоннажных морских сооружений в г. Мурманск, трасса гонок «Формула 1» и горная дорога к олимпийским объектам в Сочи, метрополитены в Москве, Екатеринбурге, Казани и Челябинске, усиление оснований под ёмкостями для хранения нефтепродуктов в Тель-Авиве (Израиль) и т.д», - сообщил Дмитрий Малинин.
Светлана Рубцова также рассказала о некоторых достижениях компании «Нью Граун». Она отметила, что с помощью метода струйной цементации за годы своего существования организация реализовала более 2 тыс. объектов, от реконструкции зданий культурного наследия до усиления причалов и плотин гидротехнических сооружений и создания новых территорий в акватории реки.
«Одним из последних крупных объектов, реализованных в 2020 году, стала подземная часть комплекса ТРК «Эспланада» в городе Перми. В самом центре города было организовано подземное пространство размерами и глубиной с пятиэтажный жилой дом. Вокруг него находятся высотные здания, дороги и трамвайные пути, инженерные сети целого района. Перед специалистами компании стояла задача придумать и воплотить такую конструкцию, которая бы позволила сохранить все это без изменений. Было получено и проанализировано большое количество геологических данных площадки; выполнено компьютерное моделирование всех этапов строительства и эксплуатации здания, для строительства использованы специальные технологии: «стена в грунте» и струйная цементация грунта, постоянно велся мониторинг технического состояния окружающей застройки, контроль работ выполнялся независимой специализированной организацией. В конечном итоге сложная инженерная задача была решена пермскими специалистами в короткие сроки и с высоким качеством», - подчеркнула Светлана Рубцова.
ТЕХНОБАРЬЕР — новая пароизоляционная мембрана премиум класса ТЕХНОНИКОЛЬ
Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ выпустила новую битумно-полимерную мембрану ТЕХНОБАРЬЕР.
Материал предназначен для устройства пароизоляции в конструкциях плоских крыш, выполненных по железобетонному основанию. Новая мембрана значительно увеличивает потенциал производства работ в течение года в различных климатических зонах — вплоть до минус 20 градусов. В случае возникновения перерыва в кровельных работах ТЕХНОБАРЬЕР может быть использован в качестве временной гидроизоляции строительных конструкций.
Материал получают путем двустороннего нанесения на стекловолокнистую основу, сдублированную с металлической фольгой, битумно-полимерного вяжущего с последующим нанесением на обе стороны полотна защитных слоев. С лицевой стороны это мелкозернистая посыпка, с нижней — легкоплавкая полимерная пленка с индикаторным рисунком.
Такая структура помогает решать широкий спектр задач. Благодаря фольге ТЕХНОБАРЬЕР отличается высоким сопротивлением паропроницаемости и может применяться на зданиях жилого, общественного и промышленного назначения с любым влажностным режимом.
Материал при наплавлении имеет хорошую адгезию с железобетонным основанием и надежно перекрывает возможные пути влагопереноса.
Мелкозернистая посыпка лицевой стороны позволяет приклеивать теплоизоляционные плиты непосредственно на пароизоляционный слой с применением различных клеевых составов: клея-пены, мастики холодного и горячего применения, горячего битума.
ТЕХНОБАРЬЕР — новая возможность устройства высокоэффективной плоской крыши в зданиях разного назначения, в системных и индивидуальных проектных решениях.
Гидрошпонки ПАТРИОТ: продлеваем срок службы здания
Компания «ВЕМАТ», специализирующаяся на выпуске гидроизоляционных материалов, продолжает расширять продуктовую линейку гидрошпонок под брендом ПАТРИОТ. Данная продукция организации, быстро нашла свое применение в строительстве по всей стране, в сегментах гидроизоляции и защиты швов бетонных конструкций.
В частности, производитель отмечает, что гидроизоляционные шпонки ПАТРИОТ были задействованы при строительстве тоннеля к возведенному стадиону ЧМ-2018 в Самаре, при создании укреплений водохранилища на балке Шурдере в республике Дагестан, а также трассы автодрома "Игора Драйв" в Ленинградской области. Использовались они и при реконструкции аэропортов Домодедово в Москве и Кольцово в Екатеринбурге, на ряде крупных промышленных объектов. Также гидрошпонки ПАТРИОТ последние годы применялись и продолжают применяться в массовом жилом и индивидуальном строительстве.
Выбирая отечественное
Торговое название гидрошпонок ПАТРИОТ неслучайно. Тем самым производитель решил подчеркнуть, что на рынке представлен качественный и надежный отечественный продукт.
По словам генерального директора компании «ВЕМАТ» Николая Чугунова, в зарубежных странах производство гидрошпонок отлажено давно. Есть ряд именитых торговых марок гидрошпонок, которые тогда импортировались в Россию. Гидрошпонки этих брендов изготавливались по отлаженным технологическим процессам, нормативной базой для которых были либо государственные стандарты стран-импортеров, либо заводские ТУ. Например, в Германии гидрошпонки выпускаются по DIN стандарту. В России же еще в конце 2000-х, начале 2010-х было всего лишь 2-3 производителя гидрошпонок. Естественно масштабы отечественных производств были в разы меньше, и качество продукции оставляло желать лучшего. Именно в виду того, что это был развивающийся рынок, очень непросто было объяснить проектировщикам и заказчикам строительных объектов надежность и целесообразность применения гидрошпонок.
«Мы подумали, что пора переносить полученный опыт на отечественный строительный рынок. Заручившись поддержкой заинтересованных лиц, собственным опытом и рядом новых идей для рынка мы решили, что надо прекращать ввозить импортную продукцию и пора сделать что-то и для нашей страны. В частности, было решено наладить выпуск собственных качественных гидроизоляционных шпонок», - добавил Николай Чугунов.
Таким образом, можно отметить, что гидрошпонки ПАТРИОТ производятся на территории Российской Федерации и имеют необходимые паспорта и сертификаты соответствия. Это полностью отечественный продукт с европейскими стандартами качества, имеющий привлекательную цену.
Строительство водохранилища на балке Шурдере. (Республика Дагестан)
Расширяя ассортимент
При грамотной гидроизоляции швов бетонных конструкций с помощью гидрошпонок ПАТРИОТ можно сэкономить до 30% от стоимости проекта, а значит, сделать дешевле и все строительство или реконструкцию здания или сооружения. Кроме того, данная гидроизоляционная продукция обладает длительным сроком водонепроницаемости, что позволяет снизить расходы собственников объектов впоследствии на дорогостоящий ремонт.
В настоящее время под брендом ПАТРИОТ выпускаются гидрошпонки из поливинилхлорида (ПВХ), а также полиэтилена (LLDPE, LDPE, HDPE) и резины. Все они имеют свои индивидуальные характеристики, а значит и область применения. Тип и материал, из которого изготавливаются гидрошпонки, подбираются только из заранее определенных требований и четких параметров проекта. Специалисты компании «ВЕМАТ» помогут подобрать оптимальный продукт. Непрерывный контроль качества на всех этапах работы с гидрошпонками, обеспечивает их успешную установку и, как следствие, нормальное функционирование системы гидроизоляции швов.
Так, одними из самых эффективных и экономичных материалов для защиты швов от воды являются гидрошпонки для рабочих швов бетонирования ПАТРИОТ (серия А, серия АА, серия KAB) и гидрошпонки ПАТРИОТ для деформационных швов (серия ДА, серия П, серия Р). Данные гидрошпонки представляют собой специальные профилированные ленты, предназначенные для гидроизоляции рабочих швов бетонирования и деформационных швов в монолитных железобетонных конструкциях строительных объектов. Они относятся к материалам первичной гидроизоляции.
Приобрести гидрошпонки ПАТРИОТ можно напрямую с завода. Осуществляется доставка до адреса заказчика надежными и проверенными транспортными компаниями. Продукция ПАТРИОТ пока не представлена в специализированных магазинах.
Отметим, что также компания «ВЕМАТ» производит уплотнительные вставки, гидрогильзы, гидромуфты ПАТРИОТ. Они предназначены для герметизации мест вводов и выводов труб и кабелей. Данное направление деятельности производитель также считает перспективным.
«Гидрошпонки ПАТРИОТ являются технологически рациональным и экономически выгодным инженерным решением задачи по гидроизоляции, также как наша другая продукция, она надежна и проста в применении. При ее разработке учитывались пожелания российских и знания европейских коллег. Использован практический опыт собственных специалистов. Ассортимент наших продуктовых линеек постоянно расширяется. Мы готовы удовлетворить все запросы клиентов и обеспечить качественную гидроизоляцию их объектов», - подчеркивает Николай Чугунов.
Пример частного строительства - бассейн-купель для бани в коттедже