Jet grouting. Укрепляя грунты и фундамент
Технология струйной цементации становится все более востребованной в работах по эффективному укреплению грунтов и усилению фундаментов.
Современные строительство и реставрацию зданий невозможно отделить от вопросов по качественному и быстрому укреплению слабых грунтовых пород, ограждению котлованов, усилению фундаментов. Решить их помогает технология струйной цементации грунта (jet grouting). Принцип данного метода основан на закреплении грунтов путем их размыва и перемешивания высоконапорной струей цементного раствора.
Альтернатива классике
Генеральный директор ООО «УМ Геоизол» (входит в ГК «ГЕОИЗОЛ») Станислав Тарасенко отмечает, что существуют три различные системы струйной цементации грунтов jet grouting. Однокомпонентная (Jet-1 – разрушение грунта и формирование грунтоцементных свай с помощью подаваемого под давление цементного раствора); двухкомпонентная (Jet-2 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора и воздушной струи); трехкомпонентная (Jet-3 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора, воздушной струи и водной струи). «При этом подбор конкретной системы Jet grouting осуществляется на основе тщательного анализа геологических особенностей территории, параметров объекта, необходимых размеров и прочности получаемого грунтоцементного массива, экономической эффективности. Исходя из нашего опыта, могу отметить, что наиболее востребованы в строительной отрасли системы Jet-1 и Jet-2. Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» одной из первых в Санкт-Петербурге стала активно применять технологию струйной цементации грунтов Jet grouting для решения сложных геотехнических задач», - подчеркнул он.
Начальник отдела инженерной подготовки производства «Буровые машины» Роман Малышев рассказывает о технологической последовательности работ. В первую очередь производят бурение скважины. Затем в скважину погружают инъектор со специальным калиброванным отверстием – соплом. Потом подают под большим давлением цементный раствор. Далее осуществляют подъем инъектора с одновременным его вращением и формируют сваю нужного диаметра или стенку из свай. «Важным фактором укрепления массива грунта или усиления фундаментов с использованием струйной технологии является возможность поддержания больших давлений до 40-60 МПа. Это предъявляет определенные требования к оборудованию, подводящим трубопроводам и т.д. Так, например, гидравлические буровые установки EGT чаще других применяются в наших проектах именно благодаря их высокой производительности, маневренности и компактным размерам. Это дает нам возможность проводить работы в стесненных условиях и решать широкий круг задач», - отмечает специалист.
«Считаю целесообразным применение, - продолжает тему генеральный директор ООО «НПСФ «Спецстройсервис», к. т. н. Владимир Мишаков, - именно на открытых территориях, с целью улучшения физико-механических свойств грунтов под новое строительство путём нарушения естественной структуры грунта с целью создания элементов грунта с заданными свойствами. Также рекомендовал бы данную технологию для создания противофильтрационных завес вокруг экологически опасных предприятий для исключения проникновения стоков предприятия в естественные водоемы. Возможно применение jet grouting для создания горизонтальных противофильтрационных экранов, однако для реализации данных проектов требуется оборудование и большой технологический опыт»,- предупреждает он.
Кроме того, эксперт не рекомендует данный метод для усиления грунтов под существующими аварийными зданиями, так как подача воды или цементного раствора под высоким давлением может привести к разжижению грунтов, потери их несущей способности и разрушению здания. Для этих целей (усиление грунтов под аварийными зданиями) существует метод компенсационного нагнетания. На строительных объектах Петербурга при усилении грунтов под аварийными историческими зданиями ведущие организации города используют именно данную методику, которая позволила вернуть в строй не одну сотню аварийных зданий.
Отложенный спрос
Для проведения струйной цементации необходимо специальное оборудование: буровые установки, насосы и т.д. Всё оно производится в зарубежных странах. Как отмечают эксперты, оборудование для jet grouting является дорогостоящим, требует внимательного содержания и технического обслуживания, иначе оно быстро выйдет из строя. Обязательна промывка механизмов после использования цементного раствора, смазка узлов соединения.
Как отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов, чаще всего комплексы машин для jet grouting можно увидеть в Москве и Санкт-Петербурге. Это обусловлено наличием подходящей для применения jet grouting геологии. Данная технология позволяет кардинально изменить характеристики грунта, а следовательно и возможность строительства практически на любом основании.
«На период изоляции в 2020 году многие страны были закрыты, что заставило некоторых покупателей ненадолго отложить запланированные приобретения, но после отмены ограничительных мер и открытия строительных объектов большинство ранее обсуждаемых контрактов было заключено. В 2021 году линейка машин XCMG для Jet Grouting пополнилась новой компактной моделью XMZ90 для работы в тоннелях и условиях плотной городской застройки», - сообщил специалист.
Вперед, к минимизации
Стоит отметить, что во многих зарубежных странах технология jet grouting считается одной из основных при работах с подземным пространством. По словам Владимира Мишакова, уровень распространения ее в России пока низкий из-за отсутствия оборудования, отработанных технологий и полной нормативной технологической документации.
Тем не менее, по мнению других экспертов, jet grouting постепенно завоевывает отечественный рынок. Основатель ООО «Оптимум Прайс» Данил Кругов связывает растущую востребованность технологии и с ее с популяризацией и с увеличением количества исполнителей, имеющих весьма дорогостоящие комплексы для реализации подобных проектов. «Иногда доходит до курьёзов. Способы цементации путают, - рассказывает он,- и вполне можно встретить в серьёзной документации упоминание технологии «джет» для реставрации внутри архитектурного комплекса. Однако внутри зданий jet grouting применить невозможно. Машины-монстры и высокое давление способны подмыть не только ослабленный веками памятник архитектуры, но и ближайшую современную застройку».
По словам эксперта, сейчас используются только крупные комплексы, работающие в котлованах, на открытых площадках. Из-за своей дороговизны в России часто покупаются машины, бывшие в употреблении в Европе, стоимость, как правило, начинается от 600 тыс. евро. Минимальный комплект можно было собрать в 2018 году за 25 млн.рублей, но с тех пор ценник вырос. Для работы на объекте многоэтажной застройки требуется 2-4 комплекса, работающих параллельно. Оборудование слишком сложное для того, чтобы сдавать или брать его в аренду. При этом идея развития «карманного» джет-граутинга, способного создавать грунтоцементые сваи диаметром 600-1200 мм под основаниями существующих зданий является нерешённой перспективной задачей. Струйная цементация вытесняет сваи, анкера и прочие способы усиления оснований. «Если вышеупомянутый вариант мини-джета будет изобретён, то сфера применения технологии, несомненно, расширится и можно будет усиливать даже памятники архитектуры», - подчеркнул Данил Кругов.
Мнение
Игорь Мурашов специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру»:
Jet grouting относится с к специализированным видам работ, а следовательно, это дорогостоящее оборудование требует наличия в штате высококвалифицированного персонала. В случае если необходимо разовое выполнение работ в рамках проекта, то лучше привлечь компании с опытом работы. Что касается предложений по лизингу, то наша компания ООО «СюйГун Ру» совместно со СберЛизингом разработали эксклюзивную программу скидок на технику XCMG при оформлении в лизинг. Программа действует на всей территории РФ при покупке у любого официального дилера ООО «СюйГун Ру».
Фасадная мода – как меняется внешний облик новостроек
Предложение новостроек на московском рынке жилья сокращается, но конкуренция за покупателей не ослабевает. Внешний облик новостроек – это один из фронтов соперничества девелоперов, на котором в последние годы происходят изменения. Эксперты Группы Родина рассказывают о новых тенденциях в подходах к формированию фасадных решений новостроек, а также иллюстрируют их примерами из практики проекта культурно-образовательного кластера Russian Design District.
- «Красивые фасады» – не значит «дорогие фасады»
Для создания солидного облика фасада застройщикам не обязательно закупать дорогие отделочные материалы. Эффектными могут быть и недорогая облицовка, так как качество имитации натуральных фактур достигло высокого уровня.
К примеру, на композитные панели наносится текстурное покрытие на основе полиэфирных смол, которое имитирует дерево, кварц, металлик, камень. Клинкерные фасадные панели выполняют в виде кирпича или натуральной каменной кладки. Все эти материалы одновременно используются в новостройках разных классов, сближая качество и эстетику их облика. При этом в эксплуатации такие фасады уже стали даже более удобными и экономичными, чем из имитируемого оригинала.
Между тем архитектура высокобюджетных комплексов также в последние годы изменилась. Нередко она отличается минимализмом, а броские или вычурные отделочные материалы не используются. Архитекторы стремятся создать современный и прогрессивный облик здания.
- Яркие цвета всё менее предпочтительны
«Мода» на яркие цветовые решения проходит. Неестественные для природы или сложившейся городской застройки цвета остаются в проектах эконом- и изредка комфорт-класса. Архитектурные власти Москвы также в последние годы уделяют более пристальное внимание расцветке новых зданий при утверждении проектов застройщиков.
N.B. Об эстетических предпочтениях властей Москвы можно косвенно судить по первым зданиям, построенным по программе реновации. Так, в новостройке на 5-й Парковой ул. (Северное Измайлово) доминируют серый, бежевый и тёмно-коричневые цвета. Дом в поселке Шишкин Лес (Новая Москвы) выполнен в кремовых тонах с вкраплениями темно-зеленого и светло-коричневого. Здание на Сельскохозяйственной улице (Ростокино) облицовано мозаикой из светлых серых и бежевых панелей. Дома в Черемушках, Перове и в Войковском районе облицованы имитационным кирпичом красного и коричневого цвета.
Архитекторы стараются привлекать внимание потенциальных покупателей и горожан не яркостью цветов, а необычным сочетанием используемых материалов. Так, в Russian Design District, в фасаде одной из башен, спроектированной с участием приглашенного «звёздного архитектора» примы-балерины Большого театра Светланы Захаровой, используются фактура и цвета благородных пород дерева, тёмные матовые металлизированные линии и металлические перфорированные панели. Художник-модельер Валентин Юдашкин воспроизвёл в архитектуре белое атласное полотно с яркими золотыми акцентами. Фасад дома выполнен глянцевыми алюминиевыми композитными панелями с комбинацией двух цветов: золотым и белым. Промышленный дизайнер Владимир Пирожков совместил на фасадах металлические поверхности с брашированной обработкой и плетёные декоративные элементы. Дирижёр Валерий Гергиев сделал акцент на дерево как материал, из которого создано большинство инструментов оркестра. Актёр и режиссёр Владимир Машков выбрал для фасада зеркальные поверхности. Комбинация естественных материалов со стеклом и металлом всегда даёт очень выигрышный эффект на длительную перспективу, отмечает архитектор проекта культурно-образовательного кластера Russian Design District Станислав Кулиш
- Материалы и технологии для фасадов становятся сложнее
В последние годы меняется подход к выбору основного материала для фасадов новостроек. На первый взгляд, дефицита в материалах нет, однако эстетические предпочтения покупателей и технологии сегодня другие.
«Технологии, конечно, не стоят на месте. Появление новых способов устройства каркасов зданий, фасадов и инженерии позволяют архитекторам существенно расширить свой ассортимент приёмов и взаимных сочетаний авторских решений. К примеру, металлокомпозитные панели сегодня составляют очень серьезную конкуренцию привычным HPL и фиброцементу», – отмечает архитектор проекта культурно-образовательного кластера Russian Design District Станислав Кулиш.
N.B. HPL-панели (англ. high pressure laminate – «ламинат, полученный под высоким давлением) – это отделочный материал из нескольких слоев крафт-бумаги и древесного волокна, пропитанных термоактивными смолами. Под давлением и температурой из них получается пластик. Устойчивы к огню, высоким температурам и прямым солнечным лучам. При этом по цвету и фактуре HPL может имитировать практически любой материал, в том числе и дерево.
Фиброцементная панель состоит из лёгкого бетона с синтетической фиброй (волокном) и наружного керамического слоя. Устойчивы к воздействиям внешней среды и хорошо имитируют камень, плитку, кирпич, штукатурку.
Металлокомпозитные панели напоминают «сэндвич» из полимерного материала, заключенного между двумя металлическими (как правило, алюминиевыми) листами с различными клеящими и защитными пленками. Лёгкие и неприхотливые. Имитируют любые виды натуральных материалов.
Между тем ранее популярный керамогранит постепенно теряет свои позиции. Он практически исчез из требований к лицевым поверхностям зданий, а попытка производителей увеличить и разнообразить его габариты не принесла успеха.
Мокрые фасады крепятся непосредственно к внешней стене здания (точнее на утеплитель), а затем их облицовывают различными видами штукатурки. Вентилируемые фасады предполагают пустоты между навесной частью и внешней стеной, поэтому их называют вентилируемыми.
Мокрые фасады дешевле, их легче монтировать, а штукатурный слой можно окрасить в любой цвет. Минус – для их монтажа нужна хорошая погода, плюсовая температура и невысокая влажность воздуха. Помимо этого, мокрые фасады требуют регулярной тщательной и сложной чистки. Вентилируемые фасады заказчики предпочитают чаще. В частности, они используются в архитектуре культурно-образовательного кластера Russian Design District. Такие фасады можно сооружать в любое время года, они скрывают неровности стен и расширяют выбор архитектурных решений. Стены при этом могут «дышать», сохраняя высокую теплоизоляцию – а значит в квартире всегда будет комфортный микроклимат.
- Из-за высотности новостроек меняются фасадные решения
За последние пять лет средняя высотность московских новостроек выросла почти на пять этажей. Сейчас большинство новых домов, которые возводятся в Москве, выше 20 этажей. Появились десятки жилых небоскребов выше 30 этажей. Это поставило перед архитекторами задачу грамотно интегрировать эти здания в городскую среду Москвы, которая никогда не отличалась плотностью высотной застройки.
«Высотные здания формируют вокруг себя зону отчуждения, так как требуют к себе повышенного внимания, как заметный объект архитектуры, – отмечает Станислав Кулиш, архитектор проекта Russian Design District. – Фасады таких домов должны быть ориентированы на восприятие издалека, когда ни текстуры, ни, зачастую, цвет уже не работают. На первый план выходят пропорции, членения, свойства материалов. Решения таких фасадов создаются крупными мазками, когда целостность изображения можно увидеть только с расстояния».
- Индивидуализация внешнего облика здания выходит на новый уровень
Уже давно застройщики стремятся возводить дома только по индивидуальным проектам. Сейчас этот процесс – индивидуализация облика новостройки – выходит на новый уровень. Некоторые девелоперы стремятся создать не только уникальный, но и авторский проект.
Так, архитектура домов Russian Design District создавалась профессиональными архитекторами в коллаборации со звёздами российского дизайна, культуры и спорта. В качестве приглашённых архитекторов выступили: главный тренер сборной команды России по художественной гимнастике Ирина Винер-Усманова, художник-модельер Валентин Юдашкин, дирижёр Валерий Гергиев, дизайнеры одежды Игорь Чапурин и Вика Газинская, актёр и режиссёр Владимир Машков, промышленный дизайнер Владимир Пирожков и прима-балерина Большого театра России Светлана Захарова. Всего в культурно-образовательном кластере планируются девять домов, во внешний облик которых вложили свои идеи звёздные архитекторы.
Такой подход резонирует с тенденцией к распространению в высокобюджетном сегменте новостроек брендированных резиденций. Для создания комплекса квартир или апартаментов в премиальном или элитном классе приглашаются звезды дизайна, а также представители брендов в индустрии гостеприимства или дорогостоящих товаров и услуг. Они вкладывают в проект комплекса свои идеи, знания и практики.
«Фасадные решения постепенно усложняются и становятся более технологичными, – комментирует Владимир Щекин, основатель и совладелец Группы Родина. – Полагаю, следующим этапом станет внедрение принципиально новых материалов, которые ранее были нам незнакомы. К примеру, это могут быть различные варианты нанотехнологий, скажем, не позволяющих грязи или пыли оседать на поверхности зданий. Конечно, сначала такие инновации придут в дорогостоящий сегмент жилья, но в долгосрочной перспективе они будут распространяться и на массовых рынках, среди прочего благодаря экономии на эксплуатационных издержках».
Минимальная стоимость студии в Russian Design District составляет 5,2 млн рублей (26 кв.м), однокомнатной квартиры – 6,3 млн рублей (33 кв.м), двухкомнатной квартиры – 8,4 млн рублей (49 кв.м), трёхкомнатной квартиры – 8,8 млн рублей (52,4 кв.м).
Вдавливание шпунта: без ограничений
Технология статического вдавливания шпунта в Санкт-Петербурге нашла свое применение сравнительно недавно, но уже успела завоевать популярность у специалистов.
Известно, что Петербург отличается весьма сложными инженерно-геологическими условиями — значительная часть территории города представлена слабыми, водонасыщенными тиксотропными грунтами, что существенно усложняет строительные работы. Между тем в Петербурге стремительно развивается процесс редевелопмента территорий, реализуются проекты по приспособлению к современному использованию зданий в исторических кварталах — под гостиницы или бизнес-центры. Часто это сопровождается необходимостью организации подземного пространства под паркинги, в том числе многоуровневые.
Во всех этих случаях возникает опасность, что работы в условиях плотной городской застройки могут повредить здания, имеющие историческую ценность, обладающие фундаментами неглубокого залегания, стоящие на бутовом камне.
При ведении строительных работ в непосредственной близости от зданий соседней застройки необходимо особо тщательно подходить к выбору технологий, позволяющих разрабатывать котлованы глубиной от 3 м и более.
Ведущим петербургским строительным компаниям уже известно оптимальное решение — применение метода статического вдавливания шпунта. На сегодняшний день это одна из самых щадящих и экологичных технологий при строительстве нулевого цикла. Компактность установок, принцип их действия при погружении шпунта, возможность перемещения поверх уже вдавленного шпунта позволяют работать в самых стесненных условиях плотной застройки.
Метод дает возможность погружать шпунт на расстоянии до 80 см от конструкций существующих зданий и сооружений при отсутствии рисков развития недопустимых деформаций грунтов. Еще одним преимуществом является низкий уровень шума в отличие от вибропогружения или забивки.
В Японии, известной высокой плотностью застройки, технология вдавливания шпунта практически вытеснила остальные, с ее помощью осуществляется порядка 90% работ. Все более широкое применение в последнее время она находит в Северной Америке, а также в Европе, в том числе в исторических городах, где особенно важно нивелировать воздействие работ на окружающие объекты.
Интересны примеры использования шпунта в качестве ограждающих конструкций, например, подземных гаражей. Обычно после погружения шпунта, обеспечивающего неподвижность грунтов, производится работа в «отсеченной зоне» — подготовка котлована, создание свайного поля, бетонирование фундамента, стен и пр., после чего он извлекается на поверхность для следующего использования. Однако возможно заварить швы на стыках шпунта и оставить его в качестве неизвлекаемой постоянной конструктивной системы. При максимальной глубине котлована до 10 м ограждение из шпунта вполне способно составить конкуренцию технологии «стена в грунте». Это и экономически эффективнее, и позволяет избежать мокрых процессов.
В Петербурге пионером использования технологии вдавливания шпунта стала компания «СК «Потенциал». Она предложила на рынке услуги по щадящему погружению шпунта с использованием оборудования японской корпорации GIKEN — одного из лидеров в производстве техники для этих целей. Установка GIKEN была использована, в частности, на таких объектах, как ОДК «Охта Центр», «Лахта Центр», КВЦ «Экспофорум», ТРК «Заневский каскад», отель «Дипломат», БЦ «Сенатор», ЖК «Фьорд», ЖК «Петровская ривьера» и др. Среди заказчиков такие известные девелоперы, как Setl City, Группа «Эталон», RBI, «Адамант», «ЮИТ Санкт-Петербург» и пр.
«Технология получает все большее признание и распространение. Начинали мы с одной установкой для статического вдавливания GIKEN Standart, но постепенно увеличили парк. В него вошли машины для различных профилей и размеров шпунта — шириной от 500 до 700 мм, требующих, соответственно, разной мощности оборудования. Также мы приобрели две установки для статического вдавливания с гидроподмывом GIKEN Water Jetting, предназначенные для работы в песчаных грунтах. Твердость в сочетании с мелкой фракцией песка придают ему свойство создавать пласты с очень высокой плотностью. Техника этого вида по мере заглубления шпунта обеспечивает подачу в рабочую зону воды под давлением, она размывает песок и упрощает погружение», — рассказывает генеральный директор «СК «Потенциал» Олег Левин.
Недавно в компании сделали новый шаг для расширения парка оборудования: приобретена установка для статического вдавливания с лидерным бурением GIKEN Super Crush, предназначенная для работы с особо сложными грунтами — очень плотными, включающими старые фундаменты, остатки свай, бетонных конструкций (модуль деформации грунтов — свыше 25 МПа). В машине используется бур, работающий под защитой обсадной трубы и вдавливаемой шпунтовой сваи. В отличие от традиционных технологий, предусматривающих сначала бурение, а затем погружение, эта техника позволяет минимизировать подвижки грунта. Это достигается за счет обеспечения одновременности процессов лидерного бурения и вдавливания шпунта.
«В принципе, оборудование позволяет погружать шпунт длиной до 31 м, в Японии есть немало таких примеров. В практике нашей компании максимальной длиной погруженного шпунта была глубина 27 м. Работы производились в самом сердце города — рядом с Аничковым мостом, на пересечении Невского проспекта и Фонтанки», — отмечает Олег Левин.
Самостоятельное перемещение машины с одной шпунтовой сваи на другую по мере погружения позволяет не использовать громоздкую спецтехнику при работе. Производительность оборудования зависит от многих факторов. Это и состав грунтов, и глубина погружения, и объем рабочего времени в сутках, и параметры шпунта, и то, используется новый шпунт или уже бывший в употреблении (первое — ускоряет процесс, второе — дает возможность сэкономить). В основном скорость движения составляет 5–10 погонных метров шпунтового ограждения в день, то есть в среднем котлован с периметром порядка 400 м можно пройти за полтора месяца.
Таким образом, технология обладает комплексом качеств, обеспечивающих привлекательность ее использования: хорошая скорость выполнения работ, отсутствие рисков повредить окружающие здания и сооружения, способность выполнить задачу в условиях любых, самых сложных грунтов, высокая экономическая эффективность.
Справка о компании
Строительная компания «Потенциал» основана в 2012 году. Специализируется на проектировании и строительстве фундаментов зданий, подземных паркингов, набережных, пирсов, причалов и подземных коллекторов. Осуществляет выполнение работ нулевого цикла: устройство шпунтовых ограждений, устройство свайных полей, сопутствующие подготовительные и земляные работы. За время работы на рынке выполнено около 200 подрядов, в частности, погружено свыше 120 тыс. тонн шпунта.