Сооружение грунтобетонных колонн большого диаметра

Технология «Суперджет» позволяет сооружать грунтобетонные колонны большого диаметра – до 5 и даже до 8 м. При этом используется двухкомпонентная технология с двумя противоположно направленными насадками. Диаметр рабочих скважин 150 мм.

В данном случае используются насосы, которые при высоком давлении до 30 МПа обладают также высокой производительностью - 600 л/мин (36 м3/час), намного превышающей производительность насосного оборудования, обычно применяемого для струйной геотехнологии. В этом случае струи цементного раствора с повышенными диаметрами, в искусственном воздушном потоке обладают высокой размывающей способностью. В данном случае применяются также пониженные значения частоты вращения (до 10 мин-1) и пониженные значения скорости подъема монитора. В этом случае имеет место очень большой объем изливающейся пульпы, представляющей собой смесь цементного раствора и размытого грунта.

Поэтому используется cистема регенерации изливающегося загрязненного раствора, в которой после сепарации часть очищенного раствора повторно используется для размыва и закрепления грунта. На рис. 6.1 показана технологическая схема регенерации цементного раствора из пульпы грунта, размытого цементным раствором.

Рис. 6.1. Технологическая схема регенерации цементного раствора струной геотехнлогии
1-струйный монитор; 2-технологическая скважина; 3-вертлюг; 4-грязевый насос; 5-сито для пульпы; 6-1-й накопительный резервуар; 7-специальный сгуситель пульпы; 8-резервуар для коагулянта; 9-резервуар для осветвлённой воды; 10-2-й накопительный резервуар; 11-плотномер; 12-анализатор содержания цемента; 13-контрольная панель установки; 14-расходомер; 15-цементный бункер; 16-резервуар для добавок; 17-смеситель; 18-побудитель; 19-насос для растворов с высокой вязкостью и высокой плотностью; 20-растворный насос

Как видим, данная схема очень сложна, применение ее может быть оправдано только при достаточно больших объемах работ.

Возможность получения грунтобетонных колонн большого диаметре даёт большие дополнительные преимущества: сокращается объем бурения, появляется возможность производить закрепление грунта под существующими фундаментами без пробуривания этих фундаментов.

Последнее особенно ценно в тех случаях, когда подход к фундаменту на поверхности недоступен или трудней. Можно сделать вывод, что использование системы регенерации раствора - один из способов уменьшения его непроизводительных потерь. Cyщественным является и то обстоятельство, что система «Суперджет» является не только разработкой, но и практически используется в строительстве. Однако необходимо заметить, что система регенерации цементного раствора требует большого количества дополнительного технологического оборудования.

Одной из разработок, предшествующей системе «Суперджет», была система «Сверхстабилизации грунтов (Super Soil Stabilization Management). Технологическая схема, показанная на рис. 6.2, включает двухкомпонентный струйный монитор, расположенный внутри пульпоподъемной трубы.

Пульпоподъемная труба связана с всасывающим трубопроводом центробежного грязевого насоса. Грунт, разрабатывается вращаемой струей и три этапа. На первом этапе под давлением 20 МПа, на втором - 40 Mпа, на третьем - 60 МПа. Разработанный грунт засасывается в пульпоподьъёмную трубу в насос и перекачивается в отстойник, из которого осветленная вода подается самотеком в рабочую скважину. В результате в грунте образуется камера диаметром до 4 м. После извлечения монитора с пульпоподъёмной трубой камера заполняется раствором или бетоном с помощью вертикально-подъемной трубы. Таким образом осуществляется полное замещение грунта.

Рис. 6.2. Система «Сверхстабилизации грунтов» для получения колонн большого диаметра
а - разработка скважины большого диаметра (до 4 м); б - заполнение разработанной скважины цементным раствором (бетоном); 1 - забор пульпы; 2 - всасывающий насос; 3 - отстойник; 4 - резервуар для осветленной воды; 5 - насос высокого давлений, б - компрессор; 7 - пульпоподъемная труба; 8 - размытая полость; 9 - вертикально-подъемная труба; 10- цементный раствор; 11 - вытесняемая вода