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.
Евгения Николаева: «Максимально возможное качество – в минимально возможные сроки»
Производство приборов учета относится к отраслям, где российским компаниям не только удалось занять ведущие позиции в стране, но и наладить экспорт. В преддверии Петербургского международного экономического форума Евгения Николаева, управляющий директор ООО «Завод Взлет», одного из лидеров рынка энергоучета, рассказала «Строительному Еженедельнику» о результатах работы предприятия, потребностях заказчиков и планах развития.
– Евгения Анатольевна, ваша компания работает с 1990 года, круг партнеров наверняка устоялся. Удается ли привлекать новых?
– Удается. В этом году среди наших клиентов появилось много тех, с кем раньше не взаимодействовали. Например, мы начали успешно работать с таким значимым заказчиком, как «Мосэнерго». При этом прилагаем максимум усилий для сохранения и увеличения объемов работ с давними партнерами.
– А какие требования сейчас предъявляет рынок в отношении выпускаемого оборудования? Чего хочет клиент?
– Сегодня клиенту уже недостаточно соответствия технических параметров оборудования требованиям проекта, он стал обращать внимание на внешний вид изделия. И это продиктовано не просто некой эстетической составляющей, задача скорее прагматическая – качественное покрытие обеспечивает более длительный срок эксплуатации в колодцах, подвалах и канализационных сетях.
– У вас сейчас вся линейка производится на собственных площадках?
– Да, производство свое, предприятие у нас полного цикла, имеющее в своем составе даже конструкторское бюро. Именно наличие своего КБ дает нам возможность выпускать не только серийную продукцию, но и модифицировать оборудование под индивидуальный запрос заказчика. Наше конкурентное преимущество заключается еще и в возможности осуществить это в предельно сжатые сроки.
– Сжатые сроки – понятие растяжимое. Какие именно, если не секрет?
– Два-три месяца. В подтверждение сказанного – конкретный пример, один из недавних. Буквально в середине апреля этого года нами был получен заказ на прибор, которого в стандартной линейке не было. Совместная плотная работа конструкторов, технологов и производственников позволила оперативно найти эффективное решение поставленной клиентом задачи, и до конца июня мы планируем произвести отгрузку оборудования.
– Чтобы работать в таком режиме, помимо квалифицированных кадров нужно еще соответствующее оснащение производства. Как укомплектован станочный парк?
– Станки есть и наши, и импортные. Импортировать вынуждены, например, все оснащенное ЧПУ оборудование. Обусловлено это имеющимся на сегодняшний день в России провалом в области станкостроения. Запрос высокий, требования тоже, и основную долю рынка занимают зарубежные станкостроители.
– Комплектующие тоже импортные?
– Далеко не все, конечно же. Радиоэлементы – только импортные, так как в стране провал и в этой отрасли. Качественной продукции, удовлетворяющей современным требованиям, до недавнего времени не было в принципе. Определенный результат дала осуществляемая в последние годы политика импортозамещения, но все же этого недостаточно. Мы регулярно пытаемся внедрить радиоэлементы отечественного производства – и пока сталкиваемся с проблемой неприемлемо длительных сроков поставки.
– Планы по модернизации или расширению производства в ближайшей перспективе есть?
– Так как свою основную задачу мы видим в том, чтобы выпускать продукцию «максимально возможного качества в минимально возможные сроки», сокращение логистических циклов для нас выходит на передний план. По этой причине сейчас мы объединяем несколько производственных площадок в единый производственно-метрологический комплекс. Это позволит ощутимо сократить сроки выполнения заказов и получить еще одно конкурентное преимущество на рынке. Что касается модернизации – мы занимаемся ей постоянно. К примеру, для выполнения определенных сварочных работ ранее нам приходилось прибегать к внешней кооперации. Также мы не могли выполнить самостоятельно вальцовку больших диаметров, но недавно закупили необходимые станки – и теперь будем менее зависимы от внешних условий и сможем лучше следить за качеством на своей территории. У нас достаточно высокий уровень автоматизации – например, сварка фланцованных электромагнитных расходомеров роботизирована полностью. Автоматизировано множество операций, таких как сварка арматуры и т. п. Все это способствует увеличению скорости производства и повышению качества продукции.
– Качество выпускаемой продукции – вопрос в нашей стране болезненный. По Вашей личной оценке, что нужно вообще для его повышения?
– Чтобы качество было на высоте, необходимо в головах сотрудников изменить подход к тому, что и как они делают. Например, в Японии люди не понимают, как это – сделать работу плохо, для них некачественно выполненная задача сродни личному оскорблению. Хорошие станки и материалы – это важно, но по-настоящему высокий уровень качества продукции достигается лишь через воспитание самодисциплины.
– Можете ли выделить среди проектов, которые сейчас находятся у вас в работе или стартуют в ближайшей перспективе, ключевые?
– Сейчас мы очень серьезное внимание уделяем программе по оснащению центральными тепловыми пунктами (ЦТП) жилых домов в Москве, которую реализуем с Московской энергетической компанией (МАЭК). И планируем в ближайшее время большой проект в Самаре. Специально для него сейчас разрабатываем три вида приборов с измерительными участками, которые должны будут проходить испытания непосредственно в регионе. Думаем, что сможем дать старт проекту уже в этом году – и тем самым открыть для себя новые перспективы в оснащении генераций и сетевого хозяйства крупнейших энергетических компаний.
– Помимо реализации этих проектов, чем-то ассортимент ещё расширяли? Насколько востребованными оказались новинки?
– Линейка выпускаемой продукции обновилась несколькими новыми значимыми позициями. Во-первых, мы начали производить прибор для учета товарной нефти, который применяется на трубопроводной системе компании «ТрансНефть». Его появление позволило заместить американские приборы фирмы Controlotron, которые использовались ранее. На сегодняшний день уже установлено около 40 единиц новой продукции – и все работают достаточно достойно. Также гордимся новым прибором для учета сточных вод «Взлет СК», который начали внедрять недавно. Считаем продукт очень перспективным для российского рынка – благодаря соотношению «цена – качество» – и уже начали получать от заказчиков запросы на поставки. Уверены – спрос будет расти.
– В направлении «умного» учета работаете?
– Уже сейчас все наши приборы по сути – «умные». Они имеют информационные выходы с открытыми протоколами обмена данных, которые могут быть вписаны в любую систему интеллектуального учета энергоресурсов. Так что к наступлению эры «умных городов» мы готовы.
– Вы стали директором относительно недавно, в конце 2018 года. Расскажите, как произошло Ваше назначение на эту несомненно ответственную должность?
– Директором я стала действительно недавно, но в производственном блоке компании я работаю уже 18 лет. Так сложилось, что вся моя деятельность была связана с производством, и работать в этой сфере мне было интересно всегда. Старалась погрузиться в производственный процесс, докопаться до истины, выявить проблемы, чтобы их решить. Старалась наладить работу предприятия таким образом, чтобы максимально оптимизировать бизнес-процессы.
– Женщина «у руля» завода – это ещё пока непривычно. У Вас есть какие-то личные принципы и методы руководства большим и «разношерстным» коллективом – от рабочего до управленца?
– Мой личный – достаточно длительный – опыт общения с людьми показывает, что необходимо демонстрировать свою искреннюю заинтересованность в их проблемах и стараться исправить сложности, с которыми они сталкиваются. Я уверена, что только искреннее участие в жизни сотрудников и разговор на равных, вне зависимости от должности, помогают налаживать коммуникацию и формировать командный дух.
«Умные» электросчетчики станут обязательными
Переход на обязательное использование интеллектуальных приборов учета электроэнергии усилит конкуренцию между их производителями в борьбе за клиента.
В России продолжается внедрение «умных» приборов учета потребления энергии, воды и газа. Правда, успехами в этой сфере могут похвастаться только отдельные регионы и города, в том числе участники федеральной программы «Умный город». Тем не менее, уже с 1 июля 2020 года, в соответствии с 522-ФЗ, во вводимых в эксплуатацию жилых домах и промышленных объектах необходимо будет устанавливать только интеллектуальные приборы учета электроэнергии. В уже построенных объектах недвижимости такие счетчики нужно будет ставить по мере выхода из строя старых.
«Зашить» в тариф
Установка, замена, допуск в эксплуатацию приборов учета и дополнительного оборудования будут производиться за счет поставщиков и сетевых организаций, к которым подключен потребитель. Понятно, что для компаний это дополнительные траты. Расходы на внедрение интеллектуальных счетчиков будут «вшиты» в тарифы для потребителей, но их жестко зафиксируют инфляционным порогом в совокупном коммунальном платеже.
Как отмечают в «Ленэлектро», принятие закона в таком виде является знаковым событием для всех участников розничного рынка электроэнергии, включая граждан-потребителей, так как существенным образом меняет распределение прав и ответственности за организацию учета электроэнергии.
Специалисты компании также напоминают, что начиная с 1 января 2022 года все счетчики учета электроэнергии на розничном рынке должны будут соответствовать требованиям Правил предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учета электрической энергии (мощности), которые в окончательном виде должны быть приняты в этом году. В соответствии с ними, установленные к этой дате приборы учета останутся в эксплуатации, а новые счетчики, не соответствующие этим требованиям, допускаться к работе не будут. Таким образом, простые приборы учета в течение последующих 10–15 лет (межповерочного интервала) будут выведены из эксплуатации.
Согласно проекту Правил, рассказывают в «Ленэлектро», новые счетчики должны быть в обязательном порядке включены в информационную систему сетевой организации или гарантирующего поставщика – и между такими системами должен быть налажен информационный обмен, в том числе с системой ГИС ЖКХ. Сбор данных о потреблении будет проходить в автоматизированном режиме. Поставщики электроэнергии смогут удаленно ограничивать потребителей, имеющих задолженность по оплате, конфигурировать счетчики при изменении расписания тарифных зон или желании абонента перейти на другое тарифное меню. Также поставщики смогут получать сообщения от приборов учета об «аварийных» событиях, которые могут свидетельствовать о вмешательстве в корректность учета. Это существенно снизит вероятность кражи электроэнергии в различных ее формах.
Возможность выбора
Как отмечает руководитель направления развития продаж IoT АО «ЭР-Телеком Холдинг» Владимир Щетинин, главное в «умном» счетчике – радиомодуль. Этот элемент, передающий информацию по сети Интернет, составляет только малую часть от стоимости самого прибора. С коммерческой точки зрения, в многоквартирных домах сейчас эффективнее монтировать оборудование со встроенным радиомодулем, а не подключать по проводам отдельный модем к существующему счетчику. «Если рассматриваем коммерческие объекты, то здесь нет существенного отличия между двумя вариантами установки счетчиков. Если идет плановая модернизация, то выгодно ставить счетчики с интегрированным радиомодулем. Если же ресурс не выработан, то выгодно подключить счетчик через модем, так как промышленные счетчики, как правило, по стоимости высоки – и преждевременная замена будет долго возмещаться», – полагает эксперт.
По мнению специалистов, переход на обязательное использование интеллектуальных приборов учета электроэнергии усилит конкуренцию между производителями счетчиков в борьбе за клиента. Главное при этом, чтобы рынок не монополизировался.
Сегодня, отмечает Владимир Щетинин, почти у каждого производителя оборудования есть как минимум одна модель устройства, где присутствует удаленная передача данных посредством встроенного радиомодуля. При этом такие модели могут использовать разные радиомодули в зависимости от технологии передачи информации.
По словам ведущего эксперта УК «Финам Менеджмент» Дмитрия Баранова, появление новых материалов и технологий, различные меры по поддержке промышленности, а также сокращение оборонного заказа могут способствовать тому, что выпуском такого оборудования займется в стране еще больше компаний. Причем это будут не только российские производители, но и иностранные, что расширит рынок, даст возможность потребителям выбирать счетчики из большего числа моделей, приобрести те, которые им подходят наилучшим образом.
«Если будет государственный заказ, то необходимо его провести так, чтобы там участвовало несколько компаний, чтобы был выбор, и не факт, что победителем нужно объявить лишь одну компанию. Возможно, что государству целесообразнее будет не объявлять общий тендер, а составить перечень тех счетчиков, которые можно приобретать и эксплуатировать в отечественных коммунальных сетях. Понятно, что они должны отвечать всем необходимым требованиям. Но тогда потребители и поставщики получат возможность выбирать то, что им необходимо, что позволит создать полноценный рынок такого оборудования», – делает выводы Дмитрий Баранов.