Мониторы для сооружения грунтобетонных колонн с использованием струйной геотехнологии
Мониторы для сооружения грунтобетонных колонн выбираются в зависимости от принятой технологии. Для сооружения колонн по однокомпонентной технологии целесообразно принимать конструкцию монитора, показанную на рис. 1.15. В сущности, эта конструкция представляет собой головку, навинчивающуюся на буровую штангу.
Такая конструкция может быть использована для одноэтапной технологии. Для двухэтапной технологии целесообразно применение более сложной конструкции однокомпонентного монитора. В такой конструкции, показанной на рис. 1.16 предусмотрен вертикальный патрубок в нижней части головки монитора с целью обеспечения возможности гидравлического погружения монитора в осевший грунт. После завершения погружения монитора, перед началом струйного размыва и закрепления грунта, вход в вертикальный патрубок должен быть закрыт, например, с помощью стального шарика, сбрасываемого с верхней части монитора, через подводящую трубу. Для этого верхняя секция става монитора должна быть развинчена.
Для двух- и трехкомпонентной технологий закрепления грунта целесообразно использование соответствующих конструкций мониторов, показанных на рис. 1.18. При ограниченных значениях давления размывающей жидкости в российских условиях следует оказывать предпочтение конструкциям с параллельным расположением подводящих труб, так как они имеют меньшие гидравлические сопротивления по сравнению с конструкциями, имеющими концентрическое расположение труб.
Для случаев применения двухэтапной струйно-турбинной технологии, в дополнение к монитору, необходимо также иметь снаряд в виде трубы (системы свинчивающихся буровых штанг) с укрепленным на ее конце перемешивающим устройством (лопастным или турбинным), имеющим полую ось -для подачи раствора.
В качестве струйной установки для манипулирования монитором могут быть использованы буровые гидравлические станки любой конструкций.
Так, для однокомпонентной технологии, при выполнении работ по усилению фундаментов, а также работ, выполняемых из помещений с низкими потолками или из подземных выработок, могут быть использованы небольшие гидравлические станки российских, европейских или японских компаний. Для выполнения грунтобетонных колонн на открытой площадке целесообразно применять гидравлические буровые станки с высокой стрелой, например, УРБ 2А-2Д, с дизельным двигателем и стрелой высотой 12,5 м или станки УБП-200 или УБП-50 (с использованием регулирования подачи газа для изменения частоты вращения). Для выполнения глубоких грунтобетонных колонн по двух- или трехкомпонентной технологиям целесообразно использовать установку типа УНС-4 с ажурной стрелой соответствующей высоты, подвешенной на кране или экскаваторе.
При использовании технологий с подачей цементного раствора через насадку необходимо выполнять напыление на внуфенней поверхности насадки прочного покрытия, например, из карбида вольфрама или карбида титана (считается, что последний имеет большую прочность и меньшую стоимость). Напыление должно производиться на полированную внутреннюю поверхность насадки. При напылении на недостаточно гладкую поверхность его надежность не гарантируется. Хорошие результаты в российских условиях лает изготовление насадок из высокопрочных марок стали, с последующей термической закалкой.
Применение струйно-турбинной технологии позволяет исключить подачу цемента через насадку с большой скоростью. Тем самым повышается степень надежности при выполнении работ по закреплению грунтов, так как в этом случае отпадает опасность забивки насадки.
При закреплении грунта в линию подачи раствора к монитору должен быть включен фильтр (нестандартный элемент), конструкция которого показана на рис. 7.6. Фильтр представляет собой разборное усфойство из двух конценфично расположенных трубчатых элементов. Внутренний трубчатый элемент - стакан - по боковой поверхности перфорируется большим количеством отверстий, имеющих диаметры меньшего размера по сравнению с внутренним диаметром растворной насадки (обычно диаметры отверстий не более 2 мм). Целесообразно подсоединение фильтра на быстроразъемных соединениях. При подаче цементного раствора к монитору комки схватившегося цемента, а также другие твердые включения остаются в стакане. После сооружения каждой колонны фильтр должен отсоединяться и освобождаться от забивающих его включений. Длина фильтра определяется высотой грунтобетонной колонны, а также качеством применяемого цемента.
Рис. 7.6. Конструкция фильтра для предохранения от забивки растворных насадок струйного монитора 1 - кожух; 2- перфорированный патрубок, диаметр перфорации 2 мм, шаг перфорации 5 мм; 3- растворопровод
Вместе с тем, имеется реальный положительный российский опыт струйного закрепления грунта по одноэтапной технологии, когда фильтр на напорной линии не устанавливался, а на всасе растворного насоса крепилась противомоскитная сетка с очень мелкими ячейками, намотанная в 1-2 слоя.
