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».
Надежность и долговечность . Особенности мембранной кровли
Многие традиционные кровельные гидроизоляционные материалы не могут похвастаться длительным сроком эксплуатации. В частности, классический рубероид с картонной основой из-за негативных факторов внешней среды может прийти в негодность уже через пять лет после начала службы. В настоящее время производители гидроизоляционных рулонных материалов наладили выпуск более технологичных продуктов, в том числе полимерных кровельных мембран.
Выделяют три вида мембранных покрытий. Самыми распространенными и востребованными на рынке считаются ПВХ-мембраны. Они производятся из поливинилхлорида. В статье пойдет речь преимущественно об изделиях из ПВХ. Также производители выпускают ТПО-мембраны, на основе термопластичных олефинов, и ЭПДМ-мембраны из этиленпропилендиенмономера (искусственный каучук).
Широкий спектр преимуществ
Полимерные мембраны обладают широким спектром преимуществ, отмечает операционный директор направления «Полимерные мембраны и PIR» компании ТЕХНОНИКОЛЬ Евгений Спиряков. Во-первых, это высокая пожаробезопасность. ПВХ-мембраны относятся к самозатухающим материалам. Большинство кровельных систем с полимерными мембранами имеют группу пожарной опасности КП0, что позволяет их применять на кровлях с любой площадью. Во-вторых, монтировать полимерные мембраны можно круглый год - при температурах от -25°С до +55°С. Благодаря применению пластификаторов новейшего поколения данный материал сохраняет свою гибкость до -40°С (ГОСТ EN 495), а наличие термостабилизаторов делает возможность эксплуатации полимерных мембран при температуре от -65°С до +70°С. Мембраны можно монтировать на кровле любой формы. Широкая цветовая палитра позволяет идеально подобрать материал под дизайн здания и вписать в окружающий ландшафт.
«Самые качественные полимерные мембраны сейчас производятся по экструзионной технологии, что позволяет добиться высокой гомогенности состава, отсутствия пустот в толще и прекрасных физико-технических характеристик материала»,- подчеркнул Евгений Спиряков.
Менеджер по развитию направления «Плоские кровли» ROCKWOOL Russia Григорий Громаков выделяет такое преимущество мембран на основе ПВХ как более высокий срок службы (по некоторым данным - до 25 лет) по сравнению с традиционными битумно-полимерными материалами, которые до сих остаются относительно популярными у потребителей. «Кроме того, ПВХ-мембрана легко ремонтируется даже на локальном участке в случае механического повреждения на протяжении всего срока службы. Высокая скорость производства работ при использовании ПВХ-мембран, например ROCKmembrane, и теплоизоляции кровли плитами из каменной ваты также даёт большие преимущества. В частности, рабочая бригада в среднем может монтировать 600 м2 кровли в рабочую смену. В совокупности эти преимущества делают кровли с ПВХ-мембранами и каменной ватой отличным выбором для всех типов зданий»,- уверен эксперт.
Официальный представитель компании BIGTOP Вадим Мартынов обращает внимание, что долговечность, скорость выполнения работ и другие факторы делают использование ПВХ-мембран экономически выгодным и целесообразным. Сегодня производители предлагают решения для совершенно разных заказчиков. В частности BIGTOP сосредоточен на небольших объектах (от 50 до 5000 м2) и предлагает партнерам особые условия сотрудничества.
По словам представителя рынка, в настоящее время большие кровли торговых центров и промышленных зданий укрываются ПВХ-мембранами почти безальтернативно. «Кроме того, сейчас появилась мода на применение мембран на приватных формах – в том числе в частном домостроении. Поэтому хорошим спросом у нас пользуется не только сама мембрана, но и фасонные элементы из гомогенки и ПВХ жести. Эстетика в этом вопросе играет не меньшую роль, чем надежность»,- добавил Вадим Мартынов.
Тренд на увеличение
Эксперты отмечают, что монтаж ПВХ-мембран – обширная тема для обсуждения, которая включает в себя множество нюансов. В частности, рассказывает Григорий Громаков, важно в данных работах привлекать компании, которые прошли обучение у ведущих производителей и поставщиков такого материала, так как отсутствие опыта монтажа ПВХ-мембран может привести к печальным последствиям. В целом, добавляет он, правильно спроектированная и смонтированная кровля не требует ежедневного удаления снега. Но в случае потребности ежедневно обслуживать оборудование, расположенное на кровле, необходимо применять специальные дорожки, защищающее поверхность крыши от механического воздействия.
Как таковых, отмечает Евгений Спиряков, ограничений в использовании полимерных мембран нет. Материал можно применять и эксплуатировать во всех климатических зонах, как в условиях Крайнего Севера, так и тропических регионах с высокой температурой окружающей среды. «Есть полимерные мембраны для отдельных условий монтажа и эксплуатации. Например, специальные марки ECOPLAST V-RP Siberia, LOGICROOF V-RP Arctic, обладают улучшенной гибкостью при отрицательных температурах. А белые мембраны, напротив, предназначены для южных регионов – они прекрасно отражают солнечный свет, что позволяет сократить затраты на кондиционирование»,- сообщил он.
Безусловно, резюмирует Вадим Мартынов, сейчас идет тренд на увеличение долговечности готовой кровли. Во многом это зависит от толщины мембраны. «Если раньше мы выпускали BIGTOP только в толщине 1,2 мм, то теперь все чаще применяем уже 1,5 мм. Но меняется не только мембрана, а кровельные системы целиком. С появлением на российском рынке PIR плиты – жесткого негорючего кровельного утеплителя, ПВХ-мембраны получили возможность продемонстрировать свои реальные возможности в периоде эксплуатации свыше 15 лет»,- подчеркнул представитель BIGTOP.
BIM или не BIM — уже не вопрос
В декабре на сайте ФАУ «ФЦС» в тестовом режиме заработал классификатор строительной информации (КСИ), необходимый для унификации информационных моделей объектов капитального строительства. Запуск классификатора призван ускорить процессы цифровой трансформации строительной отрасли. О том, как продвигается внедрение BIM-технологии, рассказывают разработчики ПО и пользователи.
Как сообщает Минстрой России, к тестированию КСИ привлечены ведущие разработчики программного обеспечения для работы с BIM-моделями, в частности, Renga Software, дочернее предприятие «АСКОН» и «1С». В данный момент разработчики системы отлаживают программное взаимодействие Renga с КСИ, оценить возможности которого смогут пользователи системы Renga. Запуск классификатора будет способствовать исключению ошибок при проектировании и проведению автоматизированных проверок проектов, позволит интегрировать многочисленные информационные системы, которые используются на стадии создания и эксплуатации объекта строительства. КСИ внедряется в программное обеспечение, и за счет этого все участники инвестиционно-строительного процесса получают возможность общаться на одном языке на уровне систем.
Успешный опыт
Тестирование КСИ стало продолжением сотрудничества компании Renga Software с ФАУ «ФЦС». Ранее, в 2019 году, компания приняла участие в пилотном проекте по прохождению экспертизы в формате BIM-модели. Минстрой России поставил задачу изучить возможность проведения госэкспертизы напрямую по информационной модели, созданной в российском программном продукте, без использования проектной документации.
Объектом, выбранным для прохождения экспертизы, стала общеобразовательная школа на 1000 мест в Чкаловском районе Екатеринбурга. Проектная документация школы к тому моменту уже была выпущена и прошла экспертизу. Предстояло создать BIM-модель по ранее принятым техническим решениям с целью разобраться в нюансах работы экспертизы с информационными моделями и понять, какие требования необходимо заложить в нормативно-технические документы.
Итоговая цифровая информационная модель Renga содержала следующие разделы: архитектура, конструкции, вентиляция, отопление, водоснабжение и водоотведение, электрические сети и технологические решения. Цифровая модель местности была выполнена в продуктах «Кредо-Диалог». Готовая модель в формате IFC была загружена в систему управления инженерными данными «Неосинтез». Эта система выступала в качестве макета рабочего места эксперта, в котором он мог просматривать сводную модель и настраивать правила проверки. Именно модель в формате IFC проходила проверку соответствия требованиям.
Над данным проектом работали восемь специалистов, и они создали информационную модель школы за несколько месяцев. Благодаря тесному взаимодействию с разными подразделениями госэкспертизы удалось собрать воедино их требования к информационным моделям, и они были учтены при реализации нового функционала. В частности, в нескольких релизах 2020 года система Renga развивала поддержку международного формата обмена данными IFC4 и настройку экспорта. Теперь при выдаче проекта в виде IFC-модели могут исполняться требования не только госэкспертизы, но и других возможных потребителей информационной модели.
Стандартизация цифровизации
Участие российских разработчиков программного обеспечения в работе по стандартизации требований к информационным моделям и созданию нормативно-технической базы BIM-технологии продолжается в рамках деятельности подкомитета 5 «Технология информационного моделирования зданий и сооружений» технического комитета 465 «Строительство» при Минстрое России. «Наша компания, как один из участников подкомитета, привлекается в качестве консультанта к обсуждению проектов ГОСТов, стандартов, сводов правил, — рассказывает Максим Нечипоренко, заместитель генерального директора Renga Software. — Мы также участвуем в заседаниях рабочей группы при Правительстве Санкт-Петербурга по внедрению технологий информационного моделирования в строительном комплексе Санкт-Петербурга».
Формирование нормативной базы для использования технологий информационного моделирования (ТИМ) находится на завершающем этапе, в связи с этим летом 2020 года Правительством РФ было объявлено, что переход на обязательное применение цифровых моделей объектов в сфере государственного заказа должен произойти не позднее 2021 года.
Будущее уже сегодня
«Проект постановления Правительства, утверждающего перечень случаев, в которых применение информационного моделирования будет обязательным, уже подготовлен и проходит последние согласования. Как только документ выйдет, ни один из объектов перечня, а речь идет в основном об объектах социальной инфраструктуры со стоимостью строительства свыше 500 млн рублей, не сможет быть построен без BIM-технологии, — поясняет Максим Нечипоренко. — Поэтому говорить о технологиях информационного моделирования как о грядущем будущем уже не приходится. Теперь это реальность».
Готова ли к уже свершившемуся переходу строительная отрасль? По словам Максима Нечипоренко, игнорировать пункт договоров, в котором говорится о необходимости предоставить модель объекта, теперь уже не представляется возможным. Потратив время и ресурсы на создание проекта традиционным способом, проектировщику придется создавать модель и тратить на это дополнительные ресурсы, и это может объяснять повышение стоимости проектирования. «Регулярные примеры — когда компания декларирует себя как предприятие, где налажено BIM-проектирование, а на поверку оказывается, что в BIM-отделе работает 5–7 человек, а вся остальная структура проектировщиков по-прежнему продолжает чертить. В итоге BIM-отдел по чертежам создает модель, что удорожает стоимость проектирования, — объясняет эксперт. — При этом есть масса положительных примеров, которые свидетельствуют: когда проектировщики сразу начинают делать проект с модели и затем из модели делают чертежи, это облегчает работу и уменьшает затраты».
Опытом применения BIM-системы делится Николай Дубовой, директор ООО «ПСК-Регион»: «В процессе реализации пилотного проекта в системе Renga мы смогли убедиться, что BIM — это несложно и недорого. Мы довольны полученным опытом 3D-проектирования и уровнем отечественной BIM-системы. Renga позволила нам создать полноценную 3D-модель от фундамента до розеток. Наглядность BIM-проектирования помогла избежать коллизий и нестыковок в проекте. Планируем реализовывать в Renga и другие наши проекты».