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.
Таисия Селедкова: «Российские стройматериалы стали полностью конкурентоспособны»
Большинство российских производителей строительных материалов в настоящее время активно внедряет в свою деятельность новые технологии и улучшает качество выпускаемой продукции. В этом уверена директор по маркетингу и коммуникациям ООО «Парок» Таисия Селедкова. В интервью «Строительному Еженедельнику» она рассказала о сформировавшихся тенденциях в отечественной строительной отрасли и новых направлениях работы компании PAROC, являющейся крупнейшим мировым производителем теплоизоляционных материалов.
– На Ваш взгляд, активно ли новые технологии применяются в настоящее время в строительстве и в производстве строительных материалов в России?
– Безусловно, активно. Внедрение новых технологий происходило постепенно в течение 20-25 последних лет – и сейчас многие российские строительные материалы обладают хорошими качествами, стали конкурентоспособны, востребованы на рынке.
Изначально помогли перенастроить отечественную строительную отрасль зарубежные игроки рынка, которые в 1990-х годах пришли в Россию. Среди них была и компания PAROC, крупнейший мировой производитель теплоизоляционных материалов. В России не только появились новые технологии, но за последние два десятилетия изменилась и сама культура производства.
Можно констатировать, что к сегодняшнему дню поменялась практически вся строительная отрасль. И она в технологическом плане продолжает активно развиваться. Например, сейчас уже многие проектировщики, девелоперы начинают задействовать в своей работе BIM-моделирование. В ближайшие год-два оно уже будет обязательным для всех бюджетных заказов и госэкспертизы. Хочется верить, что вслед за этим BIM-моделирование будет применяться повсеместно, ведь оно снижает трудозатраты и повышает контроль качества того или иного проекта.
– Необходима ли поддержка государства производителям инновационных строительных материалов? В чем она должна выражаться?
– Поддержка необходима. Причем работать она должна в различных формах. Во-первых, если материалы действительно инновационные, то государство могло бы предоставить определенные субсидии, налоговые льготы его производителям. Это даст стимул для работы компаний в данном направлении, апробации инновационной продукции на рынке.
Во-вторых, что тоже очень важно, помощь государства может выражаться и в своевременной коррекции законодательной и нормативной базы. Зачастую компаниям приходиться ориентироваться на устаревшие СНиПы и ГОСТы, которые ограничивают использование современных технологий. Как участники профессионального сообщества, мы помогаем обновлять данные стандарты, но считаем, что государственные органы должны этим заниматься более активно.
– А насколько широкое распространение получили в отрасли стандарты энергоэффективности?
– В принципе, к энергоэффективным можно отнести множество современных строительных материалов. Но если говорить в целом об отрасли строительства и ЖКХ, то внедрение стандартов энергоэффективности только начинается. Еще есть куда расти. Российские власти это понимают. Поэтому была создана «дорожная карта» по повышению энергоэффективности, утверждена стратегия, в соответствии с которой все жилые дома к 2030 году должны быть доведены до серьезного уровня энергосбережения.
На мой взгляд, также многое зависит от того, как в данном направлении работают органы власти на местах. Уже сейчас есть регионы-первопроходцы в реализации программ повышения энергоэффективности и улучшения качества капитального ремонта, в том числе за счет применения современных утеплителей кровли и фасадов.
– Какие новые технологии задействуют в своей работе производители теплоизоляционных материалов и, в частности, компания PAROC?
– Технологически само производство теплоизоляционных материалов за последние годы существенно не менялось, оно по себе достаточно консервативно. Тем не менее, многие игроки рынка пытаются задействовать в производстве новые возможности, которые улучшают характеристики продукции.
У компании PAROC есть свое ноу-хау в волокнообразовании каменной ваты. Добавлю, что у нас самый современный завод. Наши материалы соответствуют всем европейским и российским стандартам качества и экологической безопасности.
– Какой объем продукции вы производите в настоящее время в России?
– Наш завод был открыт в Тверской области в 2013 году. Его производственная мощность предполагает выпуск 50 тыс. т продукции в год. В настоящее время мы загружены практически на 100%. Видим востребованность всей линейки наших продуктов, как строительной, так и технической изоляции.
– И кто является приобретателем ваших материалов?
– Основная наша специализация b2b, т. е. работа для бизнеса. Заказчиками нашей строительной изоляции являются в первую очередь застройщики. Материал они задействуют при возведении жилых домов, коммерческих, социальных, спортивных объектов. Наш продукт использовался при реконструкции стадиона «Лужники» и строительстве нового стадиона на Крестовском острове в Санкт-Петербурге.
Техническую изоляцию приобретают компании нефтехимической отрасли, судовую – судостроители. В частности, наш изоляционный материал применялся при строительстве атомного ледокола «Арктика».
Сейчас компания начала более активно работать и с частным потребителем. Наша изоляция задействуется в индивидуальном домостроении. Из новинок – материал PAROC Sonus Plus, предназначенный для звукоизоляции внутренних перегородок, PAROC Smart Sauna – он с одной стороны покрыт алюминиевой фольгой и предназначен для теплоизоляции саун и бань.
– Какие перспективные направления деятельности Вы можете выделить?
– Сейчас мы очень плотно начинаем развивать производство ламельной изоляции. Хотим стать лидерами в выпуске данного материала. Ламель обладает множеством положительных потребительских характеристик, подходит для любых типов зданий, очень легко монтируется и позволяет решать многие архитектурные задачи. В частности, ламель можно задействовать в реновации жилых многоквартирных домов, тем более что она имеет отличные энергоэффективные свойства.
H+H выходит на новые сегменты рынка
В июне 2019 года компания H+H отмечает свое десятилетие. О том, с какими достижениями ведущий производитель автоклавного газобетона на Северо-Западе России встречает юбилейный год, рассказывает директор по продажам H+H Сергей Терехов.
– Что компания H+H приготовила в качестве подарка своим клиентам?
– Мы готовим несколько интересных новинок. Планируем выйти на новые для себя сегменты рынка – и по ряду направлений станем первопроходцами, поскольку будем формировать их практически с «нуля». Мы заинтересованы в продажах не только газобетона, но и других сопутствующих товаров, которые будем предлагать нашим клиентам.
С другой стороны, можно сказать, что сам рынок подготовил нам подарок. Этот строительный сезон уникален по нескольким причинам. Во-первых, строительная отрасль готовится к переходу на «новые рельсы». По этой причине часть застройщиков стремится завершить свои объекты до 1 июля, что вызвало рост спроса на стеновые материалы.
Во-вторых, один из крупных игроков на нашем рынке перезапускает свою производственную линию. Так что у нас есть отличные возможности закрыть этот сезон с максимальными продажами, о чем говорят и результаты первых 5 месяцев года. Продажи H+H выросли на 40% в сравнении с тем же периодом 2018 года. Фактически мы вышли на уровень 2015 года, что в нынешней ситуации строительного рынка можно оценить как очень серьезный задел.
– Как развивается региональный рынок газобетона?
– Мы видим пусть небольшой, но все-таки рост в 4%. Это вселяет осторожный оптимизм. Объемы продаж стабильны. Доля проникновения газобетона на строительный рынок растет. Этот материал все больше ценится за удобство, доступность, скорость строительства, экологичность, надежность и долговечность. К этому «послужному списку» газобетона сейчас добавились и его энергосберегающие свойства.
– Газобетон в тренде энергоффективности?
– Более чем. Мы это видим по 40%-ному росту продаж блока H+H Severin D300, который является самым энергоэффективным блоком на региональном рынке. Компания H+H – единственный производитель в СЗФО, который выпускает газобетон такой плотности. Стены из этого материала без какого либо утепления сохраняют больше тепла (в ряде случаев на 30%), чем стены из газобетона более высоких марок плотности или из других каменных материалов.
Поведение потребителей становится все более рациональным. Люди не только хотят знать, из каких материалов построен их дом, но и понимать, сколько они будут платить за его содержание в будущем. В первую очередь это касается расходов на отопление и обогрев. Это сильный аргумент. У нас были случаи, когда, сделав соответствующие расчеты, заказчики меняли продукт на более энергосберегающий уже на этапе реализации проекта.
Сегодня H+H Severin D300 востребован не только в малоэтажном домостроении, у нас много заказов и в многоэтажном строительстве. Да, это может быть монолитная конструкция, но наружные стены при этом будут выполнены из блоков D300.
В ближайшие 3–5 лет тренд на использование газобетона именно как энергоэффективного материала будет только возрастать. На рынке появятся блоки еще более низкой плотности, такие эксперименты уже идут.
– Как меняются требования потребителей к строительным материалам и как игроки рынка подстраиваются под них?
– Потребитель становится более образованным и грамотным. Сегодня он подходит к выбору продукта для строительства очень осознанно, со своим сформировавшимся мнением. От профессионализма компании, которая продает ему продукт или услугу, зависит его дальнейший выбор. Либо потребитель в силу своей осведомленности покупает то, зачем он пришел, либо он, получив доступные разъяснения, делает переход в сторону более качественного продукта.
Грамотный клиент – это очень хорошо для конкурентного рынка, ведь в этом случае цена уже не является определяющим фактором. Грамотный потребитель помимо приемлемой цены хочет получить качественный продукт и отличный сервис. В этом направлении и работает H+H. Например, у нас очень качественная техническая поддержка. Мы бесплатно консультируем наших клиентов по вопросам любой сложности.
– За счет чего H+H удается выдерживать конкуренцию с другими производителями?
– Во-первых, это четкая и понятная ценовая политика для всех наших потребителей. Мы много сделали и делаем, чтобы разъяснить нашим клиентам, в чем преимущества газобетона H+H.
Во-вторых, для нас стратегически важно прямое взаимодействие с конечным потребителем. Без разницы, работаем ли мы с клиентом через дилера или он обратился к нам сам. С конечным потребителем объекта мы всегда работаем напрямую, он получает полное техническое сопровождение.
В-третьих, это сервис в доставке. Мы полностью ушли от возможных «самовывозов», что существенно сократило вторичные рекламации из-за некачественной доставки. Сегодня мы плотно работаем с транспортными компаниями, которые доставляют продукцию H+H. Они знают, как грузить и разгружать продукт, как его везти, как крепить.
И главное. Несмотря ни на какие изменения рынка, H+H Россия сохраняет высокое качество своей продукции.
– Насколько важны для современного производителя инновации?
– Строительный процесс становится все более быстрым. Застройщики хотят строить быстро, чисто и качественно. Это стимулирует спрос на новые технологии и продукты. В нашем случае рынок оценил блоки с уменьшенной толщиной для возведения перегородок, которые позволяют значительно увеличить площадь будущего здания, не меняя при этом границ застройки. Спрос на такой продукт толщиной всего 75 мм и высотой 250 мм вырос в три раза. Мы единственный производитель в регионе, который выпускает такой тонкий блок.
Другой пример – всесезонный клей LimFix, при применении которого скорость кладки увеличивается на 30% и нет никаких мокрых процессов. Для использования LimFix нужен качественный продукт с идеальной геометрией, так как только в этом случае строительный процесс будет по-настоящему быстрым. Все это важно для застройщиков, это то, что требует рынок. В этом случае мы даем и идеальную геометрию блока, и качественный сопутствующий продукт, тот самый LimFix.
– Строительная отрасль на пороге цифровизации. Что делает в этом направлении H+H?
– В этом году мы перешли на электронный документооборот со всеми поставщиками. Мы работаем над тем, чтобы перевести всю бизнес-работу в формат CRM. Это будет касаться взаимодействия с клиентами, планирования, закупок и расходов сырья, отгрузок. Процесс идет.
– Что сегодня можно построить из газобетона? Знатоки говорят, что из этого материала получаются отличные бани и мангалы.
– Сложнее сказать, чего нельзя построить из газобетона. Этот материал применяется как для гражданских целей (жилые дома, бизнес-центры, общественные и промышленные здания), так и при строительстве военных объектов, а также таких уникальных сооружений, как «Лахта Центр», «Зенит-Арена».
Газобетон позволяет строить быстро, легко и относительно недорого. Так как данный материал является несгораемым и при воздействии на него огня не выделяет абсолютно никаких вредных веществ, это делает его популярным для устройства мангалов, инсталляций для барбекю. Востребован газобетон и для возведения бань и саун. Причина все та же – материал не горит, в отличие от дерева, и довольно хорошо сохраняет тепло внутри помещения бани.
– С какими мифами о газобетоне при всей его популярности еще приходится сталкиваться?
– Чаще всего природа образования мифов связана с отсутствием знаний о материале, его свойствах и возможностях применения. Всех желающих узнать больше о качествах газобетона приглашаем зайти на наш сайт HplusH.ru, где в разделе «Полезная информация» есть все ответы на все вопросы.