Практическое применение струйной геотехнологии в России
В России освоение струйной геотехнологии было начато в 1976 г. по инициативе М. Ф. Хасина. В 1976-82 гг. под его руководством институтом «Гидроспецпроект» были выполнены обширные экспериментальные работы на полигоне, с использованием российского серийного оборудования.
Практическое применение струйной геотехнологии в России осуществлялось:
- зарубежными компаниями, использующих собственное оборудование
- российскими организациями, использующими оборудование зарубежных компаний
- российскими организациями, использующими отечественное оборудование и отечественную технологию, существенно отличные от применяемых зарубежными компаниями.
Так, в 1985 г. компания «Родио» выполнила усиление фундаментов 12-этажного жилого дома, построенного на просадочных грунтах (лессовых суглинках) в г. Волгодонске, Россия. Замачивание грунтов привело к деформации основания. К моменту начала работ по усилению фундамента осадка здания составила 56 см. Выполнению ремонтных работ предшествовали экспериментальные работы. Под фундаментами здания было выполнено 457 грунтобетонных колонн со средним диаметром 0,45 - 0,55 м глубиной 25 м. Они прорезали 11-метровый слой просадочных грунтов и врезались на глубине 14 м в устойчивые грунты. Работы выполнялись из подвального помещения высотой 1,6 м. Для этой цели была специально сконструирована и изготовлена малогабаритная струйно-буровая установка. Расход цемент на 1 м колонны составлял 300...400 кг. Прочность на сжатие материала колони составляла 6...8 МПа, модуль деформации - 2300...6800 МПа. Статические испытания показали несущую способность колонн 600... 1400 кН. Общая в личина осадок здания за период выполнения работ составила 2,5...3,8 см.
В 1986-87 гг. германская компания «Бауэр» выполнила работы по усилению фундаментов гостиницы «Метрополь» в г. Москве. Для выполнения указанных работ из подвальных помещений использовались малогабаритные буровые установки на гусеничном шасси. Всего было выполнено по однокомпонентной технологии 2006 грунтобетонных колонн диаметром 0,7 м, глубиной 6...7 м под давлением 40...60 МПа, при скорости подъема монитора 18 см/мин, в грунтах, представленных песками, глинами и органическими слоями. Прочность на одноосное сжатие материала грунтобетонных колонн составляла: в песках - 1,5 МПа, в илах - 1,2 МПа, в глинах - 0,8 МПа, в органическом грунте - 0, 8 МПа.
Такие же колонны были выполнены под фундаментами рядом стоящего здания Малого театра. Впоследствии были отмечены заметные осадки указанных зданий, что объясняется расслоением цементного раствора. Российские организации выполнили дополнительно инъектирование растворов в пространство между верхом осевших колонн и подошвами фундаментов.
В 1986-88 гг. Итальянская компания «Треви» в составе работ на строительстве трубопрокатного завода «Волжский» выполнила облицовку глубоких фундаментов для защиты их от агрессивных подземных вод. Но всему периметру столбчатых фундаментов глубиной 16 м, выполненных методом «стена в грунте», выполнялась с помощью двухкомпонентной струйной геотехнологии облицовка из цементных плоских панелей, вплотную прилегающих к боковым поверхностям фундаментов. Общая площадь выполненных облицовок составила 3990 м2.
В 1987 г. московский НИИ оснований и подземных сооружений (НИИ-ОСП) выполнил работы по сооружению противоэрозионной завесы в пойме реки Сюнь в Бурятии из пересекающихся грунтобетонных колонн вокруг русловой опоры мостового перехода, получившей осадку вследствие разуплотнения суглинистого основания. Работы производились с использованием комплекта оборудования, приобретенного у японской компании «Кокэн боринг мэшин Ко. Лтд.», включавшем струйную двухкомпонентную установку FSG-20B. Грунтобетонные колонны диаметром 2,5 м сооружались на глубину 4 м. Общий объем всех выполненных колонн составил 250 м3. В ходе работ было выявлено несоответствие характеристик электроприводов механизмов японского оборудования параметрам российской электросети, что сделало проблематичным дальнейшее использование этого оборудования.
В 1988 г. институт НИИпромстрой, г. Уфа, выполнил в г. Иркутске под деформированной плитой заводского административно-бытового корпуса, получившей осадку вследствие разуплотнения суглинистого основания, 28 грунтобетонных свай, диаметром 0,8 м, глубиной 4 м, с использованием одноком-понентного струйного оборудования итальянской компании «Казагранде».
Этот же институт использовал струйную геотехнологию с применением этого же оборудования на площадках строительства комбината Башхимволокно - при сооружении грунтобетонных свай под крупный резервуар, а также при сооружении причальной стенки на р. Белая. Работы выполнялись в «углинках текучепластичной консистенции, а также в полутвердых просадочных глинах. Глубина колонн достигала 15 м. Применялся цементный раствор с содержанием цемента 300...500 кг на 1 м3 раствора при водоцементном отношении 1,2. Раствор подавался под давлением 50 МПа. Была Юстигнута средняя техническая производительность 2,6 м3/час. Прочность образцов грунтоцементной смеси через 28 суток составила 2,8 МПа. Средняя прочность образцов грунтобетонного материала свай составляла 1,95 МПа. Средний диаметр полученных свай был 550 мм. По результатам статических испытаний несущая способность свай длиной 6 м и диаметром 500 мм составила 140 кН, что соответствует средней прочности материала 0,71 МПа.
В начале 90-х гг. московская компания «Ингеоком» совместно с итальянской компанией Элсе выполнила с помощью струйной геотехнологии фунтобетонные сваи под фундаменты нового здания Московского музея и поразительных искусств им. Пушкина. Работы выполнялись по однокомпонентной технологии с помощью оборудования, приобретенного у итальянской компании.
В 1998-2000 гг. компания «Инженерное бюро Юркевича», Москва совместно с итальянской компанией Элсе выполняла в Москве работы по сооружению нулевого цикла Многофункционального комплекса «Царев сад».
Перед отрывкой котлована глубиной 15 м, окруженного ветхими многоэтажными зданиями, были выполнены работы по усилению фундаментов указанных зданий грунтобетонными колоннами диаметром 0,8 м, сооружаемыми с помощью однокомпонентной струйной геотехнологии. Из таких же грунтобетонных колонн было выполнено ограждение проходного коммуникациионного канала в виде ряда вертикальных пересекающихся колонн и наклонный анкерных свай. Кроме того, ввиду отсутствия водоупора на части площади котлована, был выполнен горизонтальный противофильтрационный экран толщиной 3 м, площадью 1500 м2, из 1198 пересекающихся грунтобетонных колонн диаметром 1,8 м, сооружаемых по двухкомпонентной технологии (рис. 2. 29).
Рис. 2.29. Сооружение горизонтального грунтобетонного экрана на строительстве Многофунуционального комплекса «Царев сад» в Москве 1 - подпорная стенка, выполняемая способом «стена в грунте»; 2- буро-набивные сваи, 3- известняки; 4 - струйная установка С8 фирмы «Касагранде»; 5- грунтобетонный горизонтальный экран; 6-грунтобетонные сваи усиления фундамента прилегающего здания
Глубина расположения грунтобетонной плиты составляла 20-24 м. Работы по сооружению горизонтального экрана велись непрерывно тремя струйными установками. Всего было закреплено 8500 м3 грунта и израсходовано 5200 т цемента.
В данных работах использовались итальянские струйные установки: для сооружения грунтобетонных колонн на строительной площадке - С8 фирмы «Касагранде», а для работы из подвальных помещений - РХ-609 и Т43.
Использовались струйные насадки диаметрами от 3 до 4 мм. При этом цемент, применяемый для раствора, должен был удовлетворять следующим требованиям по распределению размеров гранул:
| Размер ячейки сита, мкм | 40,0 | 63,0 | 90,0 |
| Количество проходящего через сито материала | 81-76 | 96-91 | 99-98 |
Применение струйной геотехнологии с использованием отечественного оборудования в России
Первым в России сооружением, построенным в 1979 г. с помощью российского оборудования по российской струйной геотехнологии, была Тонкая противофильтрационная завеса на котловане низовой плотины Загорской ГАЭС. Завеса глубиной 7 м выполнялась по тупиковой схеме. Hа рис. 2.30 показаны план и разрез Загорской завесы. Основная часть работы выполнялась в осенне-зимний период, когда в отдельные дни температура воздуха опускалась до -20° С. Периметр завесы составлял 200 м. В качестве твердеющего заполнителя использовался цементный раствор. После завершения строительства завесы, в период весеннего паводка, в котловане, расположенном в пойме реки, приток воды был ничтожно малым.
