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.
Андрей Коротков: «Инновации решают проблему дефицита парковочных мест»
Проблему нехватки парковочных мест в городах помогает решить внедрение инновационных паркингов – быстровозводимых и механизированных. Петербургская компания «Мегаполис 21 век» уже более десяти лет предлагает эффективные решения для создания дополнительных парковочных мест на придомовых территориях, а также прилегающих к бизнес-центрам, торговым и другим комплексам.
Генеральный директор компании Андрей Коротков рассказывает о наиболее удачных парковочных решениях и о том, как они реализуются в России.
– Что входит в перечень услуг, предоставляемых компанией «Мегаполис 21 век»?
– Компания осуществляет проектирование и строительство паркингов (парковок и автостоянок), в том числе быстровозводимых и механизированных, на всей территории России. Помимо этого, осуществляем поставку и монтаж зависимых парковочных подъемников, парковочных модулей как российского производства, так и от мировых производителей: из Германии, Турции, Южной Кореи, Китая. Среди наших заказчиков – застройщики жилых комплексов, собственники объектов недвижимости.
– Особое место в вашей работе занимает продвижение новых эффективных парковочных решений – механизированных и автоматических парковок. Расскажите об этом подробнее.
– Самым дешевым и быстрым способом увеличения парковочных мест в два раза является подъемник зависимого типа, который часто называют «лягушка». Конструкция выдерживает нагрузку до 3 т, можно хранить автомобили высотой до 2 м. Механизмы работают на улице при температуре до –40°С. Парковочные подъемники можно устанавливать не только на крытых стоянках, но и на улице (см. фото 1).
Одно из новых решений парковочных подъемников – это размещение в паркингах с высотой потолков от 2,7 м (см. фото 2). За счет верхней наклонной платформы в паркингах с низкими потолками можно разместить два автомобиля. Многие застройщики для увеличения емкости машино-мест часто применяют такое оборудование.
Более удобным является парковочное оборудование пазлового типа, которое состоит из независимых машино-мест. В отличие от «лягушки» с такой парковки автомобиль можно забрать в любое время, вне зависимости от положения соседних машин. Это достигается за счет того, что верхние платформы движутся вверх-вниз, а нижние платформы перемещаются вправо-влево – в паркинге всегда остается одна свободная ячейка, и выдача автомобиля происходит по принципу «пятнашек».
Наиболее бюджетным типом механизированных паркингов являются роторные, или, как их еще называют, карусельные: машина заезжает на поддон и поднимается без участия человека вверх по кругу, словно в колесе обозрения. Занимая площадь двух машино-мест на земельном участке, ротор позволяет хранить до 12 автомобилей. Благодаря компактности и простоте монтажа роторы можно возводить где угодно, даже в небольших дворах-колодцах (см. фото 3). Наша компания является официальным дилером производителей паркингов роторного типа, из Китая, Южной Кореи, Турции.
Подъемник зависимого типа
– Где уже можно увидеть роторные парковки?
– Мы только начали заниматься развитием данного направления. Можно сказать, стали первыми не только в Петербурге, но и в России, где такие объекты пока единичны.
«Мегаполис 21 век» в кооперации со специалистами из Южной Кореи построил ряд роторных паркингов на территории одной из новостроек в Санкт-Петербурге.
– А можно задействовать такие паркинги в старом фонде?
– Конечно. Тем более что роторные паркинги можно пристраивать к брандмауэрным стенам зданий. Кстати, такие конструкции можно устанавливать и на городских парковках у вокзалов, аэропортов, спортивных сооружений.
Паркинг с высотой потолков от 2,7 м
– А какой паркинг самый вместительный?
– Среди механизированных – это «Шаттл». В нем можно хранить сразу несколько тысяч автомобилей. Размер парковочной ячейки не превышает размер автомобиля, что обеспечивает значительную вместимость объекта. При этом владельцы машин никогда не ждут более 90 с. «Шаттл» – полностью автоматизированный паркинг, работающий без участия человека. Это дает возможность экономить на системах вентиляции, лестницах, отделке.
Если вместительный паркинг нужен в зоне активной застройки, то подойдет «Башня». Такой объект состоит из электрического подъемника, по обе стороны от которого друг над другом располагаются паллеты с машино-местами. Ее легко пристроить к существующему зданию или же возвести как отдельное строение.
– В чем преимущества механизированных паркингов?
– Занимая минимум пространства, механизированная парковка вмещает значительно больше автомобилей, чем традиционная стоянка. Это достигается за счет снижения размера и высоты ячейки, которая лишь незначительно превосходит габариты автомобиля. В результате механизированный паркинг на десять уровней имеет ту же высоту, что и стационарный на семь этажей. Механизированные паркинги идеально подойдут для размещения в ограниченном подземном пространстве зданий. Заказчику не понадобится делать широкие проезды, продумывать пути эвакуации людей, заботиться о системе оповещения и вентиляции, а также строить из монолита несколько уровней. Мы уверены, что благодаря увеличению объемов строительства жилья и росту спроса на парковки у механизированных решений большое будущее.
Роторный паркинг
НОВОСТИ ПО ТЕМЕ:
Стартовали продажи в двух новых паркингах жилого комплекса «Шуваловский»
Механизированные парковки. Миф или реальность?
MetroTaifun: сбор, сортировка и транспортировка отходов
Компания МariMatic OY (Финляндия) предлагает одну из самых современных систем сбора, сортировки и транспортировки твердых бытовых отходов – автоматизированную вакуумную систему транспортировки бытовых отходов MetroTaifun.
Система MetroTaifun может использоваться в жилых районах, городских парках, стадионах, торговых, больничных и гостиничных комплексах. Сотни систем Taifun были поставлены компанией MariMatic по всему миру: в торговые центры, аэропорты, профессиональные кухни, на заводы по переработке птицы, мяса, рыбы и овощей.
MetroTaifun уже активно используется в Москве. Она установлена в парке «Зарядье», на стадионе «Динамо», в главном офисе компании «Транснефть» в башне «Эволюция».
Автоматизированная вакуумная система транспортировки отходов MetroTaifun имеет немало преимуществ. По сравнению с другими существующими системами обработки отходов, системы MariMatic OY экономичны: для своей работы они затрачивают лишь одну третью часть общего объема электроэнергии.
Средний срок окупаемости проекта – 6–8 лет. Существенно сокращаются затраты на вывоз мусора и содержание контейнерного оборудования. Кроме того, использование новых технологий сводит к минимуму запахи, шум и распыление мелких частиц, что значительно улучшает экологическую обстановку и создает комфортные условия для отдыха и работы.
Меньше затрат топлива, меньше затрат на неквалифицированную работу, меньше шума для жителей окрестных домов, и пустые, даже в разгар летнего сезона, урны. Очевидно, что кумулятивная общественная польза в конечном итоге даже перевешивает прямой экономический эффект.
Кстати
В городе Ярвенпяя (Финляндия) находится самый большой в Северной Европе современный исследовательский и демонстрационный центр компании MariMatic OY, который всегда открыт для наших клиентов. Подробнее: www.marimatic.com.
НОВОСТИ ПО ТЕМЕ:
В Петербурге построят комплекс сортировки ТКО
Комитет по благоустройству: нельзя допустить неоправданного роста тарифов на вывоз ТКО
Комитет по благоустройству признал, что в Новоселках опасно