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.
Смеси ПЕТРОМИКС: строительство, ремонт, реставрация
ПЕТРОМИКС – торговая марка сухих строительных смесей для общестроительных и реставрационных работ, известная с 1997 года. Смеси ПЕТРОМИКС выпускает компания РЕМИКС, самый крупный производитель сухого классифицированного песка в Санкт-Петербурге и один из лидеров рынка сухих строительных смесей на Северо-Западе России.
О компании
Компания РЕМИКС является одним из передовых предприятий отрасли и уже более 20 лет работает по двум основным направлениям: производство сухого фракционированного песка и выпуск сухих строительных смесей для общестроительных и реставрационных работ.
Сухой классифицированный кварцевый песок
Сухой песок является самостоятельным рыночным продуктом и применяется для производства сухих строительных смесей и других строительных материалов, для пескоструйной очистки поверхностей, для фильтрации воды, для производства стекла и литейных форм, для котлов сжигания, для устройства спортивных покрытий, а также для решения множества других специальных задач.
Компания РЕМИКС оснащена самым высокопроизводительным и высокотехнологичным на Северо-Западе оборудованием по сушке песка, с производительностью 100 т сухого песка в час.
Сухие строительные смеси
В прошлом году компания РЕМИКС запустила в эксплуатацию новый завод по выпуску сухих строительных смесей, включающий в себя производственную линию по дозированию, смешиванию и фасовке, силосное хозяйство, складской комплекс. Все оборудование автоматизировано и является самым современным в отрасли.
Предприятие выпускает строительные смеси под собственными торговыми марками: ПЕТРОМИКС, РЕАЛ, MIXTOP и VERMIX. Компания РЕМИКС также выпускает смеси по толлингу для производителей газобетонных блоков, для региональных и зарубежных производителей сухих строительных смесей.
Общестроительные и реставрационные смеси ПЕТРОМИКС
Под торговой маркой ПЕТРОМИКС выпускаются ремонтные, клеевые, шпатлевочные, напольные, кладочные, штукатурные, шовные, гипсовые общестроительные модифицированные смеси, а также строительные смеси для реставрации: штукатурные, кладочные, шпатлевочные, санирующие и инъекционные.
Специализированные реставрационные материалы ПЕТРОМИКС имеют разрешение от Комитета по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры (КГИОП) для применения на исторических объектах и памятниках архитектуры РФ.
Нам доверяют
Команда ПЕТРОМИКС активно работает с застройщиками, строителями, реставраторами и проектировщиками. Специалисты-технологи и менеджеры отдела продаж подбирают материалы под индивидуальные потребности, ведут объекты на всех этапах строительства или реставрации, проводят обучение по работе с материалами.
Смеси ПЕТРОМИКС активно применяют на объектах регионального и федерального значения, а именно на объектах Министерства культуры РФ, Русской Православной Церкви, Российских железных дорог и других государственных и частных организаций. Отделочные смеси ПЕТРОМИКС применяли при реставрации арки Генерального Штаба, Адмиралтейства, Екатерининского дворца Царского Села, Московского вокзала, исторических зданий Нахимовского военно-морского училища и Военно-Космической академии им. А. Ф. Можайского, Валаамского Спасо-Преображенского монастыря, Выборгского замка и других знаковых объектов.
Более 30 крупных реставрационных компаний сотрудничают с командой ПЕТРОМИКС на долгосрочной основе. Работа с каждым клиентом строится индивидуально. Примером такого успешного партнерства является реставрация Псковского кремля, где сотрудники компании участвовали в разработке технических решений совместно с проектировщиками, подбирали смеси под конкретные задачи, взаимодействовали с подрядчиком.
В настоящее время общестроительные и реставрационные смеси ПЕТРОМИКС поставляются строителям и реставраторам города Санкт-Петербурга, Ленинградской, Московской и Псковской областей, Карелии и Крыма.
Перспективы ПЕТРОМИКС
В научно-исследовательском центре компании ведется разработка новых продуктов для механизированного нанесения, в частности, наливных полов, составов для гидроизоляции и ремонта бетонов, а также жидких и пастообразных отделочных и декоративных материалов. Производство таких уникальных спецсоставов позволит компании обеспечить крупных заказчиков федерального уровня.
Первый пошел!
Свершилось то, чего так ждали! Возводится первое в мире здание, спроектированное по технологии информационного моделирования в российской BIM-системе Renga.
Первопроходцем в области освоения отечественной BIM-программы выступила столичная проектная компания ООО «ПСК «АрхСтандарт». Жилой дом, спроектированный в BIM-системе Renga из сборного железобетона, уже возводится в подмосковном городе Королёве.
Традиционно специалисты ООО «ПСК «АрхСтандарт» для разработки проектной документации использовали программу AutoCAD. Впервые руководство компании обратило внимание на BIM-технологию в 2017 году в связи с новыми требованиями заказчиков предоставлять информационную модель. Еще одной причиной перехода на BIM стала необходимость устранения нестыковок в проектах, которые приводили к дополнительным финансовым затратам.
При выборе конкретной BIM-системы было важным, чтобы новую программу сотрудники могли быстро освоить и сразу начать применять в рабочих проектах. Кроме того, важно было, чтобы она имела привлекательную цену и на ее стоимость не влияли колебания валютного курса. После рассмотрения ряда имеющихся на рынке продуктов выбор был сделан в пользу Renga.
Проектировщикам ООО «ПСК «АрхСтандарт» понравился понятный, лаконичный интерфейс программы, а руководство отметило ее доступную стоимость. На обучение специалистов было потрачено всего 12 часов, после чего специалисты приступили к проектированию многоэтажного жилого дома из семи секций. Надземные конструкции дома были спроектированы из сборного железобетона, подземная часть – из монолитного железобетона. Фундамент здания представляет собой сплошную плиту с монолитными стенами подвала. Надземная часть состоит из несущих стеновых панелей и панелей перекрытий. Фасад здания – утепленный, вентилируемый, с навесными плитками из керамогранита.
Специалисты ООО «ПСК «АрхСтандарт» легко освоили Renga, создали информационную модель жилого дома из сборного железобетона, получили из нее чертежную документацию и убедились, что наглядность, которую обеспечивает 3D-проектирование, позволяет избежать неточностей при проектировании. Также, за счет наглядности 3D-модели, удалось выявить некоторые ошибки, допущенные на предварительном этапе при работе в AutoCAD.
Рабочий файл модели имеет размер всего около 2,5 Мб. Итоговая модель содержит 150 типоразмеров панелей. Только сборные конструкции здания составляют более 12 тыс. элементов.
Информационная модель передана на стройку. Строительство здания уже идет полным ходом и должно быть закончено к концу этого года.
Работа с BIM-технологиями получила высокую оценку как проектировщиков, так и руководства ООО «ПСК «АрхСтандарт». «При освоении системы не возникло трудностей, так как ее интерфейс лаконичен и понятен. Опыт выполнения данного проекта показал преимущества использования BIM-технологии по сравнению с двухмерным черчением. При выполнении последующих проектов мы будем использовать все три системы Renga, постепенно заменяя классический метод проектирования на информационное моделирование», – говорит генеральный директор ПСК «АрхСтандарт» Станислав Щербатенко.
Справка
Renga Software – совместное предприятие компании «АСКОН» и фирмы «1С» – первый отечественный разработчик BIM-решений. Компания создает продукты для трехмерного проектирования с удобным функционалом, интуитивно понятным интерфейсом и доступной стоимостью. Вся документация, создаваемая в программе, соответствует используемой в России нормативной базе. BIM-продукты: Renga Architecture – для архитектурно-строительного проектирования; Renga Structure – для конструктивной части зданий и сооружений (железобетонные и металлические конструкции); Renga MEP –для проектирования внутренних инженерных систем зданий (водоснабжение, канализация, отопление, вентиляция, электроснабжение). Сайт: Rengabim.com