Проектирование сооружения несущих конструкций с помощью струйной геотехнологии

В качестве несущих конструкций, сооружаемых с помощью струйной геотехнологии, можно рассматривать грунтобетонные колонны, щелевые фундаменты, ячеистые конструкции, то есть конструкции, относящиеся к «традиционной» струйной геотехнологии. Противофильтрационные завесы, а также горизонтальные подземные противофильтрационные экраны, выполняемые из пересекающихся грунтобетонных колонн, сооружаются по той же технологии, что и несущие грунтобетонные конструкции.

Целесообразно рассмотреть также некоторые вопросы, относящиеся к проектированию усовершенствованной струйной геотехнологии в части двухэтапного сооружения конструкций. Что касается большинства вопросов, связанных с усовершенствованной струйной геотехнологией, то проектированию таких работ должны предшествовать необходимые исследования, и должен быть накоплен определенный практический опыт. Поэтому проектирование таких работ на начальной стадии следует производить на основе общих представлений в этой области, индивидуально для каждого конкретного случая.

Проектирование сооружения грунтобетонных колонн в российских условиях должно опираться на учет местной специфики: в первую очередь, технология должна быть экономной по расходованию материалов, чтобы обеспечить ее конкурентоспособность. В европейских странах, США и Японии такая цель обычно не ставится во главу угла по причинам, которые были указаны выше. Как мы уже отмечали, наиболее распространенной технологией сооружения грунтобетонных колонн в этих странах является одно-компонентная. Это, в частности, определяется тем, что при однокомпонентной технологии достигается наибольшая прочность и наибольшая плотность грунтобетона. Как правило, применяются однокомпонентные струйные мониторы с двумя противоположно направленными насадками, расположенными на разной высоте. Расстояния по высоте между насадками, примерно, равны половине шага подъема монитора.

В российских условиях, где по указанным выше причинам, имеются ограничения предельного давления перед размывающей насадкой монитора примерно 10 МПа, минимальный диаметр размывающей насадки должен составлять не менее 4...5 мм против 1,5...3 мм у европейских и японских компаний. При этом целесообразно использование лишь одной размывающей насадки, так как применение двух насадок с указанным минимальным диаметром приведет к очень большим непроизводительным потерям раствора, которые и при одной насадке представляются чрезмерными. При этом необходимо учитывать, что наличие двух насадок позволяет увеличивать шаг подъема монитора при закреплении грунтов, примерно, до 5 см. При наличии одной насадки шаг должен быть меньше. Однако насадки большего диаметра позволяют несколько увеличить шаг подъема.

Если главным требованием является обеспечение максимально большой возможной прочности грунтобетона, и для достижения этой цели непроизводительными потерями раствора можно пренебречь, то следует применять однокомпонентную, одноэтапную технологию.

Двухэтапная технология дает прочность грунтобетона меньшую, чем одноэтапная.

Повышения прочности грунтобетона можно достигнуть, закладывая в расчет большее количество цемента на 1 м3 закрепленного грунта. Здесь целесообразно делать выбор на основе технико-экономического сравнения.

Аналогичные соображения можно считать справедливыми и для двух-компонентной технологии. Однако здесь необходимо учитывать снижение прочности на 10 - 15% по сравнению с однокомпонентной технологией.

При применении двухэтапной технологии в сухих и маловлажных грунтах, с определенной необходимой выдержкой между двумя этапами, размытый грунт успевает осесть в полости, и содержание воды в нем уменьшается, В этом случае при двухэтапной технологии плотность и прочность грунтобетона будут выше, чем при непрерывно следующих один за другим этапам Необходимо учитывать также, что применение двухэтапных технологий вот-можно только в грунтовых условиях, обеспечивающих временную устойчи вость стенок размываемой полости.

Что касается трехкомпонентной технологии, то здесь происходит перемешивание с раствором размытого грунта, находящегося во взвешенном н воде состоянии. В этом случае в состав грунтобетона попадает большое количество воды, что увеличивает его пористость, а также снижает плотность и прочность материала. Поэтому применение трехкомпонентной технологии при закреплении грунтов целесообразно в тех случаях, когда не предъявляются высокие требования к прочности материала, но требуются большие диаметры колонн и большая производительность работ (по объему).