Перемешивание размытого грунта с твердеющим раствором

Средством для перемешивания размытого фунта с твердеющим раствором в струйной геотехнологии является горизонтальная струя раствора, подаваемая из специального растворного сопла.

При использовании одно- и двухкомпонентной технологий роль перемештвающей струи выполняет размывающая растворная струя. В этих случаях процесс струйного размыва грунта совмещается с процессом его перемешиванияс раствором. При этом характеристики струи, оптимальные с точки зрения процесса струйного размыва, не обязательно являются оптимальными  с точки зрения процесса перемешивания. Кроме того, часть объема раствора выносится на поверхность вместе с размытым грунтом. Таким образом, в одно- и двухкомпонентную технологии имманентно заложены непроизводительные потери твердеющего раствора.

Как видим, применение однокомпонентной геотехнологии невыгодно с точки зрения расходования материалов. Однако ее целесообразно использоватьь, когда прочность грунтобетонного материала является определяющими фактором.

При использовании двухкомпонентной технологии удельные потери твердеющего раствора могут быть меньше, чем при однокомпонентной технологии - благодаря большему диаметру и большему объему оседающего грунта на 1 п м грунтобетонной колонны. Хотя и в этом случае они велики. Для трехкомпонентной технологии разрушенный грунт в ограниченной по размерам сечения размываемой полости оседает вниз, а интенсивность его восходящим потоком ограничивается малым радиусом захватывающей способности такого потока и неблагоприятными гидравлическими утопиями его движения к верхнему отверстию рабочей скважины. При этом сечение потока резко уменьшается, кроме того, он пересекается размывающей струей, создающей дополнительное сопротивление. Эти обстоятельства требуют снижения скорости подъема монитора.

Необходимость ограниичения скорости подъема струйного монитора объясняется также тем, что при перемешивании осевшего разрыхленного грунта струей раствора малый диаметр этой струи и низкая частота вращения монитора (определяемая условиями эффективного размыва грунта) имеют следствием неоптимальные значения параметров перемешивания. Уменьшение диаметра растворной насадки и давления раствора ниже определенных значений недопустимы, так как растворная струя должна преодолевать сопротивление полужидкой среды осевшего грунта, причем по направлению к периферии размываемой полости плотность среды увеличивается, а динамическое давление струи падает. Указанные причины определяют минимальный объём подаваемого раствора, существенно превышающий его значение, необходимое для закрепления грунта. Эмпирически установлено, что объем подаваемого раствора должен превышать объем закрепляемого груши анализ показывает, что значение указанного превышения (из расчета на 1 м3 закрепляемого грунта) находится в обратной зависимости от диаметра грунтобетонной колонны.

Указанное обстоятельство, а именно: повышенные технологические потери твердеющего раствора ограничивают конкурентоспособность струйной геотехнологии в сравнении с другими известными технологиями сооружении подземных конструкций. Поэтому струйную геотехнологию применяют обычно в сложных условиях, когда применение альтернативных технологий невозможно или неэкономично.

Все сказанное выше о процессе перемешивания грунтов с раствором и струйной геотехнологии не относится к технологии сооружения плоских кон струкций. При достаточно больших расходах размывающей жидкости (в случае   использования  трехкомпонентной  технологии)  происходит  поит, удаление всего размытого грунта и полное замещение его твердеющим раствором. В данном случае технологические потери раствора не превыш 10%. При наличии в грунте большого количества крупных твердых включений (например, гальки с песчаным или илистым заполнителем) в результате струйного размыва происходит вынос всего заполнителя и замещение его твердеющим раствором, то есть получается бетонная конструкция, обра ванная на месте залегания грунта. Сооружение тонких плоских конструкции с помощью струйной геотехнологии, например, при выполнении противофильтрационных завес, является технически эффективным, экономически выгодным и конкурентоспособным по сравнению с альтернативными способами сооружения таких конструкций.