История применения струйной технологии

Технология струйной цементации грунтов jet grouting хорошо зарекомендовала себя в промышленном, гражданском, автодорожном и железнодорожном строительстве, в тоннелестроении, при устройстве подземных сооружений, при закреплении грунтов в основании фундаментов зданий, при консервации вредных технических отходов, при освоении и благоустройстве заболоченных территорий и во многих других отраслях производственной и промышленной деятельности [4].

Технология закрепления грунтов методом jet grouting применяется с целью искусственного повышения прочностных и деформационных характеристик грунтов и придания им параметров бетонных или железобетонных элементов. Струйная цементация грунтов используется при решении инженерных, геотехнических и геоэкологических задач практически в любых инженерно-геологических и климатических условиях. Примеры успешного внедрения этой технологии есть по всему миру: в странах Европы, Америки, Азии и на территории Российской Федерации. Несмотря на широкое и успешное внедрение этой технологии по всему миру, существует достаточно много вопросов, которые требуют дополнительных исследований. Важнейшим из них является прогнозируемая оценка геометрических и механических характеристик получаемого грунтоцементного массива в зависимости от технологических параметров струйной цементации, инженерно-геологических условий площадки и расхода применяемых материалов.

В настоящее время для метода закрепления грунтов по струйной технологии не существует регламентируемой нормативными документами методики по определению механических и геометрических параметров грунтоцемента на стадии проектирования. Как правило, при проектировании эти параметры назначаются весьма условно и ориентировочно, фактически наугад. После выполнения грунтоцементного массива эти параметры определяются по факту выполнения. При этом результаты полевых и лабораторных испытаний грунтоцемента на прочность и деформативность показывают столь значительный разброс значений, что весьма проблематично определить фиксированные расчетные величины даже у выполненного закрепленного массива.

Технология струйной цементации в грунте, или jet grouting, как метод создания искусственного основания стала широко использоваться в строительной практике в начале 70-х гг. XX в. Основой для создания новой геотехнологии послужили технологии разрушения горных пород с помощью водяной струи, известные в гидромеханизации с 30-х гг.

Наибольшее развитие технология струйной цементации получила в Японии и ряде европейских стран. В нашей стране она, как правило, использовалась при устройстве противофильтрационных завес для плотин и дамб в гидротехническом строительстве.

Более широкое применение в гражданском и промышленном строительстве России технология струйной цементации получила с середины 90-х гг. При рассмотрении струйной технологии с точки зрения задач гидравлики (взаимосвязи расхода жидкости и давления нагнетания) можно выделить два направления развития струйной технологии. Первое основано на применении цементировочных насосов высокого давления порядка 400-1000 атм., при этом используются сопла (насадки) малого диаметра. Второе основано на применении насосов низкого давления при высоком расходе жидкости.

В СССР струйная технология впервые была апробирована
в 1979 г. при строительстве временной противофильтрационной завесы в котловане низовой плотины Загорской ГАЭС. Экспериментальные и теоретические исследования технологии производились НИИОСП им. Герсеванова совместно с «Гидроспецпроектом» начиная с 1980 гг. Дальнейшее применение технология струйной цементации нашла на ряде объектов промышленного и гражданского строительства: устройство противофильтрационных завес, закрепление просадочных грунтов, усиление оснований под существующими зданиями, устройство вертикальных дрен для замачивания и уплотнения просадочных грунтов.

Широкий спектр задач решался с помощью струйной технологии в зарубежных странах: Японии, Италии, Канаде, США, Англии, Германии и др. Помимо устройства вертикальных и горизонтальных (ниже дна котлована) противофильтрационных завес технология струйной цементации широко применялась для усиления фундамен­тов зданий, закрепления слабых грунтов при проходке тоннелей (горизонтальными сваями), устройства свайных фундаментов, подпорных стен и ограждения котлованов (в том числе и в условиях плотной городской застройки), устройства вертикальных шахт (колодцев) большого диаметра, армирования грунтов и укрепления откосов.