Technologie

Jet grouting

Iniekcja strumieniowa jet-grouting polega na obrotowym formowaniu kolumn przy użyciu skoncentrowanego strumienia iniektu z zaczynu cementowego. Technologia ta, dzięki zastosowaniu bardzo wysokich ciśnień iniekcji (400-600 bar), wytwarza strumień o bardzo wysokiej energii, który doprowadza do erozji, rozluźnienia i scementowania gruntu w zakładanej odległości od osi wiercenia. W zależności od warunków gruntowych, materiał powstały w wyniku mieszania iniektu z gruntem (tzw. cementogrunt) może osiągać wytrzymałości od 1 do 30 MPa. Dzięki bieżącej kontroli parametrów tłoczenia wykonawca ma ciągłą kontrolę nad średnicą oraz wytrzymałością formowanych kolumn.

Pochodzenie

W pierwotnej wersji technologia ta została opracowana na przełomie lat 60-tych i 70-tych XX w. w Japonii jako pale CCP (Chemical Churing Pile). Ze względu na duże możliwości oraz szeroki wachlarz zastosowań technologia dość szybko rozprzestrzeniła się poza Japonią w krajach Ameryki oraz Europy. W późniejszych latach technologia była wielokrotnie udoskonalana przez kolejnych wykonawców.

Pierwsze realizacje z użyciem iniekcji wysokociśnieniowej w Polsce przypadają na początek lat 90-tych. Do tamtego czasu bezpieczeństwo i niezawodność prawidłowo wykonanych kolumn potwierdzone zostały niezliczonymi realizacjami. Doświadczenia nabyte od tamtego czasu sprawiają, że wykonawca jest w stanie zaproponować korzystne technologicznie i ekonomicznie wykorzystanie technologii Jet-Grouting jako rozwiązania zamiennego do innych technologii palowania lub zabezpieczenia wykopu.

Sposób wykonania

Wykonanie kolumny Jet Grouting składa się z trzech etapów:

Wiercenie  - W przypadku metody Jet Grouting wykonywane jest przy użyciu dowolnego rodzaju wiertnicy (od wiertnic małogabarytowych lub ręcznych do palownic). Polega ono na udarowo-obrotowym pogrążeniu żerdzi wiertniczej w głąb gruntu. Narzędzie wiertnicze o średnicy 10 cm jest dobrane odpowiednio do spodziewanych warunków gruntowych i przeszkód. Możliwe jest przewiercenie się przez dowolne grunty (wliczając przewarstwienia skalne) lub niezbrojone fundamenty. Zazwyczaj wiercenie odbywa się pod osłoną z płuczki cementowej lub wody.

Iniekcja - Po osiągnięciu zadanej głębokości przechodzi się do kolejnego etapu. Iniekcję wykonuje się od podstawy ku górze. Podczas obrotu żerdzi, pod wysokim ciśnieniem podawany jest iniekt z zaczynu cementowego oraz dodatkowe media urabiające. Siła strumienia jest na tyle duża, że grunt wokół żerdzi zostaje dokładnie wymieszany tworząc jednolitą kolumnę. W trakcie podciągania nadmiar urobku z wiercenia wydobywa się na powierzchnię w postaci zrzutu technologicznego.

Montaż zbrojenia – Po zakończonej iniekcji, w zależności od wymagań projektu możliwe jest zbrojenie kolumny. Montaż odbywa się poprzez wciśnięcie zbrojenia koparką, lub wwibrowanie przy użyciu niewielkiego wibromłota. Najczęściej stosowane są profile dwuteowe HEB, IPE lub rury.

Metoda iniekcji

Na przestrzeni lat technologia Jet-Grouting była wielokrotnie udoskonalana. Na dzień dzisiejszy wyróżniamy trzy podstawowe odmiany:

System jednopłuczkowy – do utworzenia kolumny stosowany jest tylko zaczyn cementowy. Sprawdza się w warunkach utrudnionego dostępu, gdzie wymagane jest wiercenie wiertnicami małogabarytowymi, lub gdy zaprojektowane kolumny mają osiągnąć średnicę do 80 cm.

System dwupłuczkowy – w odróżnieniu do systemu jednopłuczkowego procesy rozluźniania i cementacji są oddzielone. Uzyskuje się to dzięki zastosowaniu dodatkowego strumienia sprężonego powietrza, który wyprzedza strumień zaczynu rozluźniając grunt. Uzyskane dzięki temu kolumny mogą charakteryzować się niższym zużyciem cementu i większymi średnicami niż przy stosowaniu systemu pojedynczego.

System potrójny – opiera się na działaniu zbliżonym do systemu podwójnego, poza wyjątkiem strumienia rozluźniającego złożonego się z powietrza i wody pod dużym ciśnieniem.

Zalety technologii w stosunku do alternatywnych metod palowania

Ze względu na możliwość wiercenia sprzętem małogabarytowym kolumny Jet-Grouting można zastosować w niemal każdej przestrzeni. Dzięki temu kolumny mogą być realizowane z piwnic istniejących budynków, czy wąskich podwórek w których nie zmieściłby się sprzęt do wykonania innej technologii palowania.

Ponieważ wiercenie odbywa się przy użyciu typowych wiertnic do kotew, nie ma prawie żadnych ograniczeń co do kąta pod jakim mają być wykonane kolumny. Szczególnie przydatne jest to w przypadku fundamentów obciążonych dużymi siłami poziomymi. W skrajnych przypadkach, spotkać można nawet poziome kolumny wykonywane w stropach tuneli.

Ze względu na dokładne obmywanie strumieniem przeszkód w gruncie możliwe jest tworzenie z zazębiających się kolumn ścian lub korków przeciwfiltracyjnych. Często jest to jedyne rozwiązanie zapewniające zatamowanie napływu wody gruntowej.

Pozytywnym efektem ubocznym iniekcji wysokociśnieniowej jest uformowanie postrzępionej buławy mobilizującej dużo większe tarcia na pobocznicy niż pale realizowane w innych technologiach. Dzięki temu kolumna Jet-Grouting o tych samych parametrach uzyska większą nośność niż inne pale realizowane np. w technologiach wierconych.

Najczęstsze zastosowania

Najczęściej kolumny stosowane są jako podbicia istniejących fundamentów. Stosuje się je gdy budynek doznaje uszkodzeń w wyniku osiadania, lub sąsiadować będzie z głębokim wykopem.

Drugim najczęściej spotykanym zastosowaniem jest uszczelnianie obudów głębokich wykopów i walów przeciwpowodziowych. W zależności od układu warstw przepuszczalnych wykonuje się pionowe lub poziome ekrany stanowiące zabezpieczenie przed napływem wody gruntowej.

Kolumny Jet-Grouting ze względu na duże nośności uzyskiwane dzięki postrzępionej pobocznicy mogą stanowić atrakcyjną alternatywę dla pali wierconych innymi technologiami. Każdorazowo taki przypadek wymaga analizy obliczeniowej.

Wyżej wymienione przykłady zastosowania przedstawiają tylko najczęstsze realizacje wykonane z użyciem kolumn Jet-Grouting. Możliwości wiercenia pozwalają znacznie szersze zastosowania przy np. zabezpieczaniu stropów tuneli, stabilizacji osuwisk, czy zabezpieczaniu wykopów.

W celu dalszego zapoznania się z możliwościami technologii zachęcamy do kontaktu.

Wstecz