Что такое джет свая
Jet-сваи позволяют создать сверхпрочный фундамент в любых условиях
Jet-сваи позволяют создать сверхпрочный фундамент в любых условиях
Фундаменты свайного типа часто выбираются для участков со слабым грунтом. Jet-сваи, которые также называются грунтоцементными, являются крайне востребованным видом свай. Рассмотрим подробнее их преимущества и недостатки.
Суть метода
Посредством буросмесительных инструментов, которые сделаны из рабочего органа и полой штанги, создаются цементные колонны. По ходу бурения грунт смешивается с водоцементным раствором или иными реагентами, например, известью, золой, шлаком, бентонитом. В процессе смешивания связующие элементы равномерно распределяются в почве, за счет чего происходит быстрая химическая реакция. После того как методом мокрого смешения получится готовая свая, необходимо выждать время для ее уплотнения.
Преимущества и недостатки jet-свай
Работу при помощи jet-свай можно осуществлять в самых стесненных условиях городской застройки или при подземном строительстве. Они успешно применяются как при классическом возведении дома с фундаментом, так и при устройстве помещений под землей и закреплении их полов.
Метод с применением jet-свай универсален. Он используется для почв любого типа. Однако состав и плотность цементного раствора будут варьировать в зависимости от условий.
Бурение и закачка цементного раствора не вызовет сейсмической реакции. Поэтому метод можно использовать в районах, где часты землетрясения. Помимо этого он показан и для укрепления сползающего по склону грунта.
Метод с применением грунтоцементных свай самодостаточен. Для него нужна только специальная техника, предназначенная для работ такого типа. Никаких вспомогательных средств здесь не требуется.
Сваи в готовом виде не перевозятся, а транспортировать сырье намного удобнее.
Цементные колонны обычно получаются неровными и шероховатыми, за счет чего у них хорошее сцепление с грунтом.
Внутри колонны находится сверхпрочный цемент, а на периферии грунтоцементная смесь, прочность которой в разы выше, чем прочностные показатели исходного грунта.
Метод позволяет получить очень толстые колонны. Ни один другой способ возведения фундамента такого результата не дает.
При использовании данной технологии сцепление происходит напрямую с грунтом. Слоя отработанной породы здесь не будет, что усиливает финальную прочность конструкции.
Недостатки использования jet-свай немногочисленны. В первую очередь, технология требует большого объема воды, которая должна приходить и уходить, не образуя болота. Также здесь требуется применение дорогостоящей спецтехники, например, насоса мощностью 350 лошадиных сил, который будет закачивать воду под давлением 700 атмосфер. Именно поэтому проведение работ стоит доверить опытным профессионалам, которые грамотно осуществят закладку фундамента и постараются минимизировать расходы клиента.
Струйная цементация грунта по технологии JET
Технология цементации грунтов струйным методом (струйная цементация) появилась сравнительно недавно. Первопроходцами стали Япония, Италия и Великобритания. Идея оказалась настолько удачной, что на протяжении последних десяти лет она прочно обосновалась в арсенале специализированных компаний по всему миру.
Что такое струйная цементация грунтов
Технология основана на разрушающей силе высоконапорной струи цементного раствора, которая снимает ближние слои стенки сквашины и перемешивается с породой. После отвердевания цементной эмульсии, получается стойкий к деформации, обладающий высокими прочностными характеристиками материал – грунтобетон.
Преимущества цементации грунтов по технологии JET (Jet-grouting)
Цементация грунтов по этой технологии позволяет работать с грунтом любой плотности и состава. Это могут быть мелкодисперсные глинистые грунты, гравий и даже ил. Этот момент выгодно отличает ее от традиционной инъекционной методики закрепления грунта.
Другим плюсом технологии является получение оснований со свойствами, очень близкими к расчетным. В свою очередь, это позволяет с высокой точностью прогнозировать общие прочностные характеристики конструкции и формировать смету с малыми отклонениями.
Отсутствие негативных ударных воздействий дает более широкие технологические возможности, так как позволяет работать на незначительном удалении от жилых строений, а относительная компактность техники обеспечивает работу даже в стесненных условиях.
Области применения цементации грунтов по технологии JET
Универсальность технологии позволяет применять ее при решении широкого спектра задач:
Техника выполнения Jet свай
Устройство Jet-сваи происходит за один парный цикл.
При прямом ходе буровой колонны выполняется бурение до проектной отметки лидерной скважины диаметром 112 мм.
При обратном ходе через форсунки монитора, расположенного на конце буровой колонны, под давлением подают цементный раствор. Подъем колонны осуществляется с одновременным вращением.
Технология имеет три вариации:
Струйная цементация грунтов
Jet grouting, Jet сваи, грунтоцементные сваи
Сущность технологии струйной цементации грунтов (Jet grouting) заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивании грунта с цементным раствором.
После твердения раствора образуется новый материал – грунтоцемент (грунтобетон), обладающий высокими прочностными и деформационными характеристиками.
По сравнению с традиционными технологиями инъекционного закрепления струйная цементация грунтов позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов — от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов.
Преимущества технологии струйной цементации (Jet grouting):
Область применения струйной цементации грунтов (Jet):
Технология производства работ
Устройство грунтоцементных свай (Jet свай) выполняется в два этапа – в процессе прямого и обратного хода буровой колонны.
Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки.
В процессе обратного хода в форсунки монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны, подают под высоким давлением (400-450 атм) цементный раствор и начинают подъем колонны с одновременным ее вращением.
Существует три основных разновидности технологии Jet grouting:
Однокомпонентная технология (Jet 1)
В этом случае разрушение грунта производят струей цементного раствора. Диаметр грунтоцементных свай составляет 500-600 мм в глинистых грунтах и 700-800 мм в песчаных грунтах. Технология Jet 1 является наиболее популярной, предсказуемой и высокопроизводительной. Это даёт возможность на этапе проектирования достаточно точно предположить диаметр джет свай на основании опыта производства работ.
Двухкомпонентная технология (Jet 2)
В этом варианте для увеличения длины водоцементной струи используют энергию сжатого воздуха. Для раздельной подачи в монитор цементного раствора и сжатого воздуха применяют двойные полые штанги. По внутренним штангам подают цементный раствор, а по внешним – сжатый воздух. Диаметр свай, получаемых по этой технологии, в глинах достигает 1200-1500 мм, а в песках – 1500-2000 мм. Современное развитие технологии Jet 2 до технологии SuperJet позволяет создавать колонны диаметром 3000 — 5000 мм!
Трехкомпонентная технология (Jet 3)
Этот вариант отличается от предыдущих тем, что водовоздушная струя используется исключительно для размыва грунта и образования в нем полостей, которые в последствии заполняются цементным раствором. В технология Jet 3 используются тройные штанги и в настоящее время не популярна в России и в мире. Для необходимости выполнить полное замещение слабого грунта используется предварительный размыв на воде по технологии Jet 2.
Характеристики грунтоцемента
Прочность грунтоцемента на сжатие в песчаных грунтах составляет от 3 до 10 МПа, в глинистых грунтах прочность грунтоцемента от 1 до 3 МПа. Модуль деформации Jet варьируется от 50 до 5 000 МПа в зависимости от типа грунтов.
Техническое и коммерческое предложение (стоимость Jet)
Наша компания имеет большой опыт в укреплении грунтов по технологии струйной цементации грунтов. Для каждой задачи мы подбираем оптимальные технологические параметры. В случае необходимости помогаем проходить согласование и экспертизу проекта.
Стоимость устройства грунтоцементных свай зависит от многих факторов. Например, при производстве работ в стеснённых условиях внутри зданий цена грунтоцементных свай будет выше, чем при выполнении работ большой производительной буровой.
Стоимость струйной цементации также очень сильно зависит от расхода цемента. Чем выше расход цемента, тем выше стоимость (кроме увеличения затрат на материалы, ещё увеличивается время нагнетания цемента в грунт).
В зависимости от задачи и количества исходных данных расчёт стоимости грунтоцементных свай, подготовка коммерческого и технического предложения осуществляется от 1 до 5 дней.
Что такое Jet цементация
Струйная цементация грунтов или, как еще называют, Jet grouting, позволяет получать грунтоцементный массив любой формы, размеров и плотности. Такие элементы обладают высокой прочностью, могут деформироваться. Из-за того, что струя обладает высоким давлением, такая цементация может разрушать грунт в скважине, также обладает способностью смешивать грунт с цементным раствором путем нагнетания раствора в грунт. В результате происходит разрушения и одновременное перемешивание грунта с цементным раствором.
Появление такой технологии позволило открыть новые возможность в строительной сфере, а также снизить затраты.
Как выполняется цементация по методике Jet Grouting?
Суть метода Jet Grouting – параллельное разрушение породы и перемешивание грунта и стабилизирующего раствора в формате mix–in–place (англ. «смешивание на месте»). Прогрессивный метод не только отличается эффективностью, но и позволяет экономить ресурсы, одновременно выполняя две технологические операции.
Для армирования породы методом Jet Grouting используется следующий базовый набор оборудования:
Преимущества технологии 
Высокая производительность, простота, экономичность, отсутствие негативных ударных воздействий, возможность работы в стесненных условиях (вблизи существующих зданий), в сложных инженерно–геологических условиях, эффективность использования как при реконструкции, так и при строительстве новых объектов.
Конструкция ограждения котлована может выполняться из одного ряда секущихся грунтоцементных свай (например, диаметром 800 мм с шагом 650 мм) или с расположением свай меньшего диаметра в два ряда в шахматном порядке. Для крепления такого ограждения также могут быть применены грунтоцементные сваи, наклоненные под углом 30-45 градусов к вертикали. Сваи ограждения и крепления объединяются поверху монолитной железобетонной обвязочной балкой.
Для повышения устойчивости стен, выполненных методом струйной цементации, применяют их армирование стальными трубами диаметром 500-600 мм или прокатными балками (h = 400-600 мм), располагаемыми с шагом 1,5-2 м вдоль стены.
Необходимое оборудование: буровая установка, растворонасос с давлением нагнетания цементного раствора 400-700 атм., шланги высокого давления, монитор и керамические сопла.
Основные параметры струйной технологии «Jet Grouting» (Джет Граутинг):
Буровой инструмент
По своему устройству буровой инструмент для Jet Grouting отличается от стандартной из–за наличия канала для подачи стабилизирующего раствора. Достигнув конца шнека, бетонный раствор подается во внутреннее пространство монитора – специального устройства, соединенного с буровым долотом. Монитор оборудован форсунками, преобразующими энергию высокого давления в кинетическую энергию потока, разрушающего и перемешивающего породу.
Основные этапы укрепления грунтов по методике Jet Grouting
Предварительным этапом работ становится испытания грунтов на участке строительства, для выявления оптимально подходящей технологии цементации, необходимого состава стабилизирующего раствора, а также глубины бурения. Изготовление грунтоцементных свай включает в себя следующие шаги:
Технологическое оборудование
Так как разрушение и замешивание грунта требует высоких значений кинетической энергии струи раствора, для реализации схемы струйной цементации необходимо применение мощного высоконапорного цементировочного насоса. Практика показала, что давление нагнетания должно составлять от 400 до 700 атм., а мощность двигателя должна быть не ниже 350 л. с. Другой важной частью технологического оборудования для цементации грунта является монитор, оснащенный соплами. Назначение сопел – преобразование высокого давления раствора, развиваемого цементировочным насосом, в кинетическую энергию струи. В связи с высокими абразивными свойствами цементного раствора сопла изготавливаются из специального металлокерамического состава. При выполнении работ применяется современное буровое и насосное оборудование немецкого и итальянского производства:
Область применения
Из всего чрезвычайно обширного списка практических приложений технологии приведем лишь некоторые:
Проведению работ по закреплению грунтов должна предшествовать разработка проектной документации, в которой должны быть заданы требуемые прочностные и фильтрационные свойства закрепленного массива грунта. Поэтому для модификации грунтов в зависимости от поставленной задачи должны применяться соответствующие технологии и растворы.
Усиление фундаментов зданий, устройство котлованов вблизи существующих зданий, устройство свай повышенной несущей способности, закрепление грунтов, создание противофильтрационных завес может быть решено с использованием струйной технологии. По ней могут выполняться как цилиндрические сваи, анкера, колонны закрепленного грунта диаметром до 2 м, так и плоские горизонтальные и вертикальные элементы в грунте при подъеме монитора без вращения (панельные, щелевые).
Данная технология также позволяет улучшить (выровнять) прочностные и деформационные свойства грунта, внедрением в него армирующих свайных элементов. При этом грунт и внедренные в него грунтобетонные сваи рассматриваются как единый геотехнический массив.
Закрепление грунтов основания, методом струйной технологии, для нового строительства, как правило, применяется в следующих случаях:
Jet–1 (Single Fluid System, однокомпонентная система)
Самый экономный вариант, для работы необходимо оснастить буровое оборудование шнеком с каналом, куда будет подаваться бутовая смесь. Нагнетание стабилизирующего раствора походит под давлением до 650 атм., материал проходит из форсунок в сторону, точно перпендикулярно ходу движения бурового шнека. Из–за этого, порода разрушается только с помощью струи бетонного элемента, в малопроницаемых глинистых породах максимальный размер грунтоцементной сваи становится меньше.
Оборудование которое необходимо:
Максимальный диаметр свай: до 65 см в суглинках, до 85 см в песчаных породах.
Jet–2 (Double Fluid System, двухкомпонентная система)
Струя бетонного элемента может еще усиливаться с помощью подачи очень сжатой струи воздуха, направленного в ту же сторону. Для проведения строительных работ необходим специальных насос для Jet–2 и оборудование для бурения, которое оснащённо двухканальным шнеком. Воздух подается с помощью специальных воздушных форсунок. Использование энергии сжатого воздуха помогает увеличить масштабы работы и позволяет создавать сваи, которые больше обычных в диаметре. Как и при цементации по технике Jet–1, двойная бетоновоздушная струя подается в боковом направлении, разрушая породу вокруг бурового шнека.
Необходимое оборудование: буровая машина, двухканальный буровой шнек, насос для Jet Grouting, воздушный компрессор, смесительная станция.
Максимальный диаметр свай: до 115 см суглинках, до 155 см в песчаных породах.
Jet–3 (Triple Fluid System, трехкомпонентная система)
Самая дорогая и наиболее тяжелая технология, здесь требуется использование трехканального бурового шнека состоящего из трех разных насосов, а также значительное повышение расходов на основной материал – цемент. От остальных методов этот отличается тем, что при цементации Jet–3 порода уничтожается только с помощью сильной водовоздушной струи, которая подается перпендикулярно стороне бурения через сопла. Стабилизирующий раствор подается вверх через форсунки, находящиеся сверху, что позволяет не использовать примеси в теле сваи и создать объемные бетонные конструкции большего размера. На сегодняшний день методика Jet–3 – единственная в своем виде технология цементации грунтов, с применением которой можно произвести полное замещение породы бетоном. Система цементации Jet–3 широко используется при работе на нарушенных грунтах с включениями, карстовыми пустотами и т. д.
Необходимое оборудование: буровая машина, специализированная буровая штанга с тремя отдельными каналами, насос для Jet Grouting цементный, насос для воздуха, насос для воды, смесительная станция.
Максимальный диаметр свай: до 255 см.
Подбор технологии цементации грунтов Jet Grouting производится на основе всестороннего анализа геологических особенностей участка, параметров возводимого сооружения и экономической эффективности.
Самая недорого стоящая методика Jet–1 требует работы базового набора спецтехники, сравнительно проста в работе и отлично подходит для армирования несложных грунтов, изготовления завес для защиты от подземных водных источников, а также для более детального укрепления фундаментов. Тяжелый вес конструкции, а также работа на районах, сложенных водоупорными глинистыми грунтами, их можно назвать показаниями к работе системы Jet–2, которая позволяет воспроизвести создание грунтоцементных свай большего диаметра. Наиболее дорогая и ресурсозатратная система Jet–3 – отличный выбор при работе с масштабными конструкциями и постройками, а также при работе на участках с проблемными нарушенными породами.
Что необходимо знать о технологии Jet grouting?
Струйная цементация грунтов или Jet grouting — это метод, который применяется для получения грунтоцементного массива разных форм, плотности, размеров. Получаемые элементы отличаются высокой плотностью, но при этом подвергаются деформации. Поскольку струя имеет высокое давление, цементация может спровоцировать разрушение почвы в скважине. Кроме того, она способна смешивать почву с раствором цемента методом нагнетания раствора. Это приводит к разрушению и перемешиванию грунта с раствором цемента.
Как проводить струйную цементацию?
Суть данной технологии заключается в разрушении породы и смешивании почвы со стабилизирующим раствором. Чтобы выполнить армирование породы, требуется подготовить такое оборудование:
Почему этот метод стал востребованным?
Технология Jet grouting обладает следующими преимуществами:
Для ограждения котлована применяются секущиеся грунтоцементные сваи (их диаметр может составлять 800 мм, а шаг — 650 мм) или сваи с меньшим диаметром, расположенные в два ряда. Для фиксации ограждения также могут использоваться грунтоцементные сваи. Их угол должен составлять 30-45 градусов по вертикали. Для объединения сверху креплений и свай ограждений используется монолитная железобетонная обвязочная балка.
Чтобы стены, выполненные методом струйной цементации, получились более прочными и устойчивыми, следует провести армирование трубами из стали. В данном случае идеально подходят трубы (их диаметр должен составлять 500-600 мм) или прокатные балки с шагом 1,5-2 м вдоль стен.
Применить данную технологию невозможно без следующих атрибутов:
Как проводится укрепление грунтов?
Чтобы определить самую подходящую технологию цементации, глубину бурения, состав раствора, требуется протестировать грунт на объекте. Для изготовления грунтоцементных свай необходимо выполнить следующие действия:
Какое оборудование применяется?
Эффективно разрушить и замешать грунт не получится без применения высоких значений кинетической энергии струи раствора. Для реализации такой технологии требуется использовать цементировочный насос. Важно следить за тем, чтобы давление нагнетания составляло 400-700 атм., а мощность двигателя — от 350 л. с. Немаловажную роль также играет монитор, который дополнительно оснащается соплами. Их действие направлено на конвертирование высокого давления раствора цемента в кинетическую энергию струи. Поскольку у цементного раствора высокие абразивные свойства, для создания сопел применяется металлокерамический состав.
Где применяется технология?
Струйная цементация грунтов идеально подходит для установки одиночных свайных, ленточных фундаментов. Без нее крайне сложно обойтись в том случае, если планируется устройство сплошных фундаментов из грунтоцементных свай, которые пересекаются друг с другом. Ее используют для обеспечения склонам и откосам устойчивости во время возведения стен. Кроме того, метод Jet grouting подходит для закрепления слабой почвы вокруг колодцев, тоннелей, коллекторов. С помощью струйной цементации также удастся улучшить свойства грунта методом внедрения армирующих свайных элементов.
Грунтовая подушка признана одним из наиболее востребованных и целесообразных способов повышения эффективности работы грунтов, расположенных в основании возводимых сооружений.
Набивные сваи — несущие конструкции из бетона, железобетона, песка или щебня, который устраиваются непосредственно в грунте.
При строительстве зданий с большими или неравномерными расчетными нагрузками на основание часто выбирают фундаменты глубокого заложения (ФГЗ).
Свайный фундамент — разновидность основания под здания и сооружения, в котором основную нагрузку воспринимают забивные или набивные сваи. Свайные опоры передают нагрузку грунт, запуская специфические процессы, которые нужно учитывать на стадии проектирования и непосредственно во время устройства фундамента.
При обустройстве фундаментов и оснований зданий строители преследуют две цели — чтобы бетонная конструкция получилась надежной и недорогой.
Слабыми называют сильносжимаемые, насыщенные водой грунты, теряющие прочность в процессе строительства.
Переориентация производства, изменение условий эксплуатации, модернизация зданий часто невозможны без их реконструкции. Важной частью этих работ является оценка состояния фундамента, в результате которой нередко обнаруживаются дефекты.
При закреплении грунтов твёрдые частицы, в них находящиеся, не изменяют своё положение, но физико-механические свойства грунтов при этом меняются. Для закрепления применяются специальные вяжущие материалы, функция которых состоит в формировании более прочных связей между отдельными частицами грунта.