Jet-grouting - technologia w zagęszczaniu podłoża gruntowego

Jet-grouting, czyli iniekcja strumieniowa, to metoda wzmacniania gruntu, polegająca na mieszaniu gruntu z zaczynem, tłoczonym pod wysokim ciśnieniem. Metodę jet-grouting (kolumny jet-grouting) wykorzystuje sie obecnie nie tylko w budownictwie lądowym, ale także wodnym.

Spis treści

1. Jet-grouting, czyli kolumny cementowo-gruntowe
2. Jet-grouting - zastosowanie
3. Zamiast kolumn jet-grouting - kolumny DSM

Jet-grouting, czyli kolumny cementowo-gruntowe

Zasada wysokociśnieniowej iniekcji strumieniowej jet-grouting, wzmacniania gruntu, opiera się na mieszaniu rodzimego gruntu z zaczynem wiążącym, wtłaczanym strumieniowo pod wysokim ciśnieniem (>30 MPa) z dysz iniekcyjnych, który jednocześnie niszczy naturalną strukturę gruntu. Podczas iniekcji zaczyn z dużą energią penetruje obszar projektowanej średnicy kolumny.

Energia ta gwałtownie spada w odległości większej od zakładanego promienia, nie powodując przemieszczeń gruntu. W efekcie formuje się regularna strefa gruntobetonowa w kształcie walca. W zależności od doboru technologii, ciśnienia, z jakim podawany jest iniekt, oraz charakterystyki zaczynu wiążącego, średnice kolumn iniekcyjnych mogą mieć od 30 do 80 cm. Dzięki nieregularnej powierzchni pobocznicy kolumny jet-grouting wyróżniają się dużą nośnością i małymi osiadaniami.Proces tworzenia tego typu kolumn można podzielić na dwa zasadnicze etapy:

• wiercenie (etap 1) – żerdź iniekcyjna (o śr. 60–90 mm) zostaje zagłębiona do projektowanego poziomu stopy kolumny. Dolna część żerdzi zakończona jest specjalnym narzędziem wiertniczym dobranym do panujących w podłożu warunków gruntowych. Podczas wiercenia stosuje się płuczkę (wodną lub z zaczynu cementowego) wynoszącą urobek na powierzchnię terenu;
• formowanie kolumny (etap 2) – żerdź iniekcyjna jest stopniowo podciągana z równoczesnym ruchem obrotowym i tłoczeniem zaczynu cementowego przez dysze iniekcyjne umieszczone w jej dolnej części – w ten sposób powstaje kolumna jet-grouting.

Uzyskanie założonej średnicy spetryfikowanego słupa gruntu zależy głównie od czasu utrzymywania wtrysku na jednym poziomie oraz wtłoczenia odpowiedniej ilości iniektu cementowego. W gruntach spoistych realizacja trwa dłużej niż w sypkich, a do wykonania kolumny zużywa się więcej cementu. W obrębie występowania przeszkód i nasypów kształt kolumny może być nieregularny.

Jet-grouting - zastosowanie

Technologia jet-grouting znajduje zastosowanie w budownictwie lądowym i wodnym. Jet-grouting wykorzystuje się m.in. do:

• wzmacniania gruntu pod nasypy drogowe i kolejowe,
• wzmacniania podłoża fundamentów, w przypadku zmiany funkcji użytkowej lub przebudowy budynków,
• wzmacniania fundamentów istniejących budynków w sąsiedztwie głębokich wykopów,
• wykonywania ścian oporowych,
• wzmacniania zboczy skarp, tarasów,
• wzmacniania fundamentów obiektów mostowych nowych oraz istniejących,
• wzmacniania i uszczelnienie podłoża gruntowego pod rurociągami,
• naprawy posadowienia fundamentów obiektów zabytkowych,- wykonywanie robót palowych pod dowolne obiekty budowlane,
• uszczelniania palisad, ścian szczelinowych lub innych elementów obudowy.

Zamiast kolumn jet-grouting - kolumny DSM

Oprócz kolumn jet-grouting do wzmocnienia i zagęszczenia gruntu stosuje się również mieszanie gruntu in situ DSM. Metoda ta polega na wprowadzeniu w podłoże mieszadła o specjalnej konstrukcji, składającego się z żerdzi wiertniczej i specjalnej głowicy mieszającej. Wiercenie odbywa się bez wstrząsów i jest wspomagane wypływem zaczynu cementowego z tzw. monitora, znajdującego się na końcu żerdzi. Po osiągnięciu zaprojektowanej głębokości następuje faza formowania właściwych kolumn DSM. W tym czasie zwiększa się kontrolowany wypływ zaczynu cementowego, a obracane i podciągane do góry mieszadło zapewnia równomierne wymieszanie zaczynu cementowego z gruntem.

Pompowany ze stacji mieszania zaczyn przechodzi przez wydrążoną żerdź wiertniczą i zostaje wtłoczony w grunt przez dysze wylotowe na spodzie końcówki mieszającej.Średnica kolumny DSM wynika z wielkości obracanej w gruncie końcówki mieszającej. Zaplecze produkcyjne powinno znajdować się w takiej odległości od miejsca wykonywania prac, która umożliwi efektywne tłoczenie zaczynu do wiertnicy za pomocą przewodów.Ilość i gęstość zatłoczonego zaczynu musi być tak dobrana, żeby ilość cementu użyta do uformowania 1 mb kolumny zapewniała powstanie cementogruntu o żądanej wytrzymałości.