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.
Умная экономия. Производители выводят на рынок счетчики с дистанционной передачей данных
Производители приборов учета электроэнергии выводят на рынок счетчики с дистанционной передачей данных. В ближайшей перспективе они могут стать обязательными для использования всеми потребителями.
В Госдуме РФ готовится второе чтение законопроекта о развитии систем учета электрической энергии. В соответствии с ним, в стране будут внедряться интеллектуальные системы учета электроэнергии с дистанционной передачей данных. В частности, предполагается, что с 2021 года они будут обязательными для установки во всех новых жилых домах и при плановой замене счетчиков во всех объектах.
Власти Санкт-Петербурга поддерживают федеральную инициативу о внедрении в энергетику новых технологий и инноваций. Вице-губернатор города Игорь Албин на одном из последних межведомственных совещаний сообщил, что доля энергозатрат в региональной экономике по-прежнему очень высока. Необходимо рачительное и бережное распоряжение ресурсами, построение умной энергетики и как итог – умной экономики, подчеркнул он.
Отметим, что в настоящее время интеллектуальные системы учета электроэнергии уже выпускаются российскими производителями. В том числе и такими петербургскими компаниями, как АО «Ленэлектро», ООО «Тайпит-ИП». С ними, хотя пока не очень активно, сотрудничают и сбытовые компании. При этом поставщики электроэнергии признают, что спрос на счетчики с дистанционной передачей данных растет как у бизнес-структур, так и у физических лиц.
По словам специалистов, особенность «умных» счетчиков – во встроенном радиомодуле. Он позволяет автоматически передавать сведения о текущем объеме потребляемой электроэнергии на сервер энергосбытовой организации. Потребители могут следить за объемом потребляемого электричества через мобильное приложение, устанавливаемое на смартфон или планшет. Задействованные технологии помогают анализировать расход электроэнергии с точностью до месяца, дня, часа и избавляют от необходимости физического снятия показаний счетчика. Все данные уже у компании – поставщика электричества.
АО «Ленэлектро» (ставшее поставщиком «Петроэлектросбыта») одним из первых в стране начало выпускать «умные» счетчики. Генеральный директор компании Андрей Шулешко отмечает, что спрос на данные приборы учета электроэнергии в настоящее время растет. «В частности, сейчас они стали популярными в садоводческих товариществах и коттеджных поселках. Такие счетчики помогают экономить электричество, удаленно контролировать расход и предупреждать его возможное воровство. В настоящее время только в садоводствах Ленобласти установлено более 30 тыс. таких приборов», – сообщил он.
Тем не менее, по мнению Андрея Шулешко, масштабное внедрение и использование счетчиков с дистанционной передачей данных потребует серьезных затрат на обслуживание серверов хранения данных и каналов связи. Важно, чтобы затраты не ложились на плечи населения. Расходы в разумных пределах должны взять на себя эксплуатирующие организации. «Кроме того, предварительно следует решить вопросы унификации этих приборов и технологии передачи данных. Последним уже занимаются «Россети». При этом не должно происходить монополизации рынка, – считает он. – Важно, чтобы счетчик любого производителя мог без проблем работать в системе. Наиболее всего для этого подходит технология IoT».
В настоящее время IoT-сервисы («Интернет вещей») продвигаемы большинством телекоммуникационных игроков. По словам директора по работе с бизнес-рынком МТС в Петербурге Елены Абрамовой, для широкого распространения проектов, в том числе «умных» электросчетчиков, необходима энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия, которая обеспечит сбор данных с интеллектуального оборудования. «Сфера ЖКХ – один из драйверов применения технологий «Интернета вещей». На нее уже сейчас приходится порядка 15% всех проектов МТС в области IoT в Петербурге, и ежегодно их количество растет более чем на четверть», – добавила специалист.
ЛОГИЧНОЕ решение для учета тепла на объектах с нагрузкой менее 0,2 Гкал/ч
Консорциум ЛОГИКА-ТЕПЛОЭНЕРГОМОНТАЖ выпускает на рынок новый теплосчетчик на базе тепловычислителя СПТ940 от АО НПФ ЛОГИКА и расходомера ПРЭМ от холдинга «Теплоком».
В июле прошлого года Президент РФ утвердил поправки к 13-й статье Закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении», согласно которым все многоквартирные дома (МКД), объем потребления тепла которых составляет менее 0,2 Гкал/ч, должны быть оснащены приборами учета тепловой энергии в срок до 1 января 2019 года.
Однако, если приборы учета сами по себе и недорогие, то затраты на проектирование, согласование проектов в РСО, строительно-монтажные работы и сдачу в эксплуатацию узла учета в совокупности могут достигать 300–400 тыс. рублей. Как правило, это относится к МКД и административным зданиям первых серий массовой застройки 50-х годов ХХ века, подключенная нагрузка которых и составляет примерно 0,2 Гкал/ч. С учетом того, что у таких объектов немного собственников, для некоторых из них указанная сумма будет весьма существенной, а возможно, и непосильной.
Вызов принят
В связи со сложностью текущей ситуации и необходимостью реализовать программу в кратчайшие сроки перед российскими производителями приборов учета встал вопрос, как оперативно разработать и запустить в производство соответствующий современному запросу продукт. Главные критерии разработки: качество, простота исполнения и приемлемая стоимость прибора. Кроме того, сложившаяся на рынке тенденция, которая представляет собой процесс устойчивого формирования взаимовыгодных отношений между производителями, поможет ускорить решение актуального для отрасли вопроса.
Именно поэтому тепловычислитель нового поколения СПТ940 от АО НПФ ЛОГИКА был дополнен электромагнитным расходомером ПРЭМ, выпускаемым холдингом «Теплоком». В результате рынок получил оптимальный для эксплуатации при нагрузках до 0,2 Гкал/ч теплосчетчик, получивший название СПТ940-ПРЭМ, который имеет несомненные достоинства в виде надежности, высоких стабильных метрологических параметров и доступной цены.
Что умеет новый теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ?
Теплосчетчик рассчитан на обслуживание одного теплового ввода и оснащен памятью для архивирования значений тепловой энергии, массы, объема, средних значений температуры, разности температур и давления. Считанные параметры хранятся в часовом, суточном и месячном архивах (емкость которых 2000, 400 и 100 записей соответственно). Тепловычислитель СПТ940 осуществляет архивирование сообщений о нештатных ситуациях и об изменениях настроечных параметров в количестве 2000 записей для каждой категории сообщений. Для обеспечения автономности тепловычислитель имеет встроенную батарею со значительным ресурсом работы. В целом теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ – это, несомненно, удачный и крайне актуальный на сегодняшний день прибор. Надежность ПРЭМа и экономичность СПТ940 – залог безусловного успеха данного решения на рынке приборов учета.
Поддержка от производителей
Новый теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ уже доступен к заказу как у АО НПФ ЛОГИКА, так и у холдинга «Теплоком». Что касается сервисного обслуживания приборов, то гарантийный срок на тепловычислитель СПТ940 составляет 7 лет. Также всех покупателей теплосчетчика ждет приятный бонус: купив прибор у одного производителя, можно смело рассчитывать на всестороннюю сервисную поддержку второго. Удобство данной опции неоспоримо и, по словам представителей обеих компаний, продиктовано искренним желанием производителей позаботиться о комфорте своих клиентов.