Армирование грунтов с помощью струйной геотехнологии
Помимо устройства свайных оснований, струйная геотехнология широко используется для армирования грунтов отдельными грунтобетонными колоннами. Так, компания «Инъектоджет» выполнила в г. Катандзаро, Италия, армирование грунтового основания резервуаров очистных сооружений в грунтах, представленных илом и глиной, под слоем сыпучего материала, грунтобетонными колоннами высотой 5...8 м. Прочность на сжатие грунтобетона составляла 10... 15 МПа. Всего было сооружено 8000 м колонн. При этом было выполнено техническое условие: допустимая осадка не превысила 1 см.
Эта же компания выполнила в аэропорту г. Реджо, Италия, армирование грунтов грунтобетонными колоннами под искусственным щебеночным основанием толщиной 0,5 м под коллектор протоки Торренте в наносных грунтах, включающих пески, щебень и булыжник, при глубине уровня подземных вод 2 м (рис. 2.15).
Рис. 2.15. Армирование грунтов колоннами под искусственным щебеночным основанием коллектора протоки Торренте, Италия, выполненное компанией «Инъектоджет»
Колонны диаметром 1,2 м, высотой 9 м сооружались на глубину 17 м, по прямоугольной сетке с шагом 2 м, и по одной колонне - в середине квадрата. Всего было выполнено 3700 м колонн.
Эта же компания выполнила армирование грунта грунтобетонными колоннами под слоем утрамбованного щебня в основаниях опор железнодорожной эстакады на ветке Червиньяно-Пальманова, вблизи г. Удине, Италия. В грунтах, представленных песком, щебнем и мягким илом с глиной выполнялись колонны диамефом 0,6 м, высотой 11 м, в сочетании с короткими колоннами. Всего было выполнено 3700 м колонн.
Компания «Инъектоджет» выполнила также армирование грунта грунтобетонными колоннами диамефом 0,6 м и высотой 6 м под плитными фундаментами здания радиостанции в г. Поллио, Италия. Из таких же колонн длиной 10 м здесь была сооружена на косогоре подпорная анкерная стенка с грунтобетонными анкерами диамефом 0,5 м и длиной 8,6 м, а кроме того были выполнены свайные опоры длиной 22,5 м под радиомачту из грунтоных колонн, армированных трубами. Грунты включали слои илистых песков с щебнем и илистых глин, подстилаемых песками. Подземные воды были ни уровне поверхности. нагрузки на сваи составляли: на сжатие - 770 кН, на растяжение - 690 кН, на срез - 40 кН. Сваи были армированы 2 тросами б максимальной рабочей нагрузкой 270 кН. Осадки здания составили 1... 1,5 мм.
В 1993 г. в Италии, в районе г. Венеции, Институтом строительства и геотехники при Университете г. Падуя были выполнены работы по усилению основания шоссейной дороги с помощью струйной геотехнологии, В этом районе автомобильные дороги прокладывались по гребням дамб, обраш ванных при отрывке каналов из органических илистых глин. Основаниями дамб служили те же, слабо консолидированные грунты, с прослойками торфа толщиной 1...2м.
Благодаря разложению торфа, на этих дорогах появ вторичные осадки и горизонтальные деформации. Работы выполнялись в связи с аварийным состоянием дороги длиной 8 км, соединяющей населенные пункты С. Стино ди Ливенцо и Каорле. Дорожное асфальтовое покрытие толщиной от 30 до 70 см. имело основание из несвязных материалов.
Ниже, от 2 до 4 м залегал слой торфа пластичной и средней консистенции, а далее, до 8 м - слой серой илистой глины средней консистенции. Для усиления основания дороги было выполнено по однокомпонентной технологии большое количество грун тобетонных колонн диаметром 65 см, высотой 1,4...3,6 м, пересекающих слой торфа. Колонны располагались через 1,8 м. Использовались давление раствори 35...40 МПа и расход раствора 14,4 м3/час, при скорости подъема монитор 2,5 см/мин. Водоцементное отношение в растворе составляло 1:1,3, средним расход цемента составлял 280 кг на 1 п. м. колонны. В результате выполнении работ осадки и деформации покрытия дороги стабилизировались.
Вопреки сложившемуся мнению о невозможности или чрезвычайной трудности закрепления торфяных грунтов, особенно с неразложившимся торфом, целесообразно привести реальный пример успешного выполнения таких работ в Италии.
На железной дороге Милан - Чиассо, трасса строящейся дополнитсльной параллельной линии пересекала участок длиной 530 м, где грунты б представлены слоем неразложившегося торфа толщиной от 4 до 6 м под печано-гравийным слоем. Удельный вес торфяного грунта составлял от 13 15 кН/м3. Была установлена высокая сжимаемость этих грунтов. Для закрепления указанных грунтов в основании строящейся железной дороги б принята струйная геотехнология, позволяющая сооружать грунтобетон колонны большого диаметра.
После выполнения полевых исследований, в которых проверялись одно-, двух - и трехкомпонентная технологии, была выбрана последняя. При выполнении грунтобетонных колонн по этой технологии производился предварительный размыв грунта водяной струей в воздушном потоке - одновременно с бурением рабочей скважины.
Были испытаны два разных состава твердеющего раствора - с водоцементными отношениями 0,7 и 0,85. Плотность растворов составляла от 13 до 1640 кг/м3. Расслоение растворов было от 2 до 5%. 28-дневная прочность растворов на сжатие составляла 25-30 МПа. Наилучшие результаты ( метры грунтобетонных колонн 2,1...2,5 м) были получены при следующих значениях технологических параметров: давление воды во время предварительного размыва - 20 МПа, во время закрепления грунта - 50 МПа, давленна раствора - 12 МПа, диаметр размывающей насадки 2,4 мм, водоцементное отношение в растворе - 0,7. Прочность полученного грунтобетонного материала зависела от расхода цемента на 1 м3 закрепленного
При выполнении строительных работ грунтобетонные колонны сооружались с расстоянием между их центрами 2,75 м, в 5 продольных рядов, с расстояниями между рядами от 2,15 до 2,8 м. Колонны захватывали на 0,5 м подстилающий песчано-гравийный слой. Всего было выполнено закрепление грунта на участке длиной 700 м. Общая длина гунтобетонных колонн составила 7000 м. Объем закрепленного грунта составил 25000 м3.
