Применение гидроструйной цементации

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Строительство. Архитектура


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Технические науки
УДК 21 474
С.А. Ишутина
Применение гидроструйной цементации
Аннотация
В данной статье проведен анализ применения гидроструйных технологий. Автором рассмотрены принципы работы и виды рабочего инструмента.
| Ключевые слова: гидроструйная цементация, рабочий инструмент, технология.
S.A. Ishutina
The use of water-jet grouting
Abstract
This article analyzes the application of water-jet technology. The operation principles and types of working tool.
| Keywords: water-jet grouting, work tool, technology.
Для повышения прочности оснований из глинистых грунтов с малыми коэффициентами фильтрации по всему объему необходимо полное разрушение структуры грунта с обеспечением его перемешивания с твердеющим составом. Наиболее перспективной технологией, обеспечивающей получение грунтобетона в любых заданных соотношениях является струйная технология (jet grouting). Сущность струйной технологии с использованием цементной суспензии (гидроструйная цементация (ГСЦ) заключается в использовании кинетической энергии высокоскоростной
суспензионной водоцементной струи, погруженной в грунтовый массив и вращающейся в плоскости, перпендикулярной оси скважины с одновременным подъемом вверх. В результате разрушения и перемешивания грунта с цементной суспензией образуется закрепленный массив цилиндрической формы (грунтоцементная свая) [2].
Рабочим инструментом для образования грунтобетонного массива является струйный монитор с горизонтальными форсунками диаметром 0,8−3,0 мм. Цементная суспензия подается под давлением до 100 МПа. В современных струйных установках бурение скважины диаметром 73−120 мм осуществляется с применением стандартного бурового инструмента с промывкой скважины водой или глинистым раствором, который подается при бурении через одну торцевую (вертикальную) форсунку под давлением до 5 МПа. После достижения проектной глубины через буровой став в струйный монитор начинается подача цементной суспензии под высоким давлением с одновременным поднятием и вращением монитора. Диаметр получаемого грунтоцементного массива зависит от размера рабочего давления и составляет 0,5−3 м. Прочность грунтобетонного массива зависит от типа закрепляемого грунта и технических характеристик применяемой установки. Ориентировочные значения прочности приведены в таблице 1.
Technical sciences
Таблица 1
№ п/п Исходный вид грунта Прочность закрепленного массива, МПа
1 торф 0,5 — 2
2 глина 3 — 7
3 суглинок 3−10
4 супесь 5−14
5 песок 15−20
6 гравий 20−30
В современных установках используют три типа струйных мониторов:
Однокомпонентная технология (JET 1). Монитор имеет две форсунки, через которые подается цементная суспензия под давлением до 80 МПа (рис. 1), которая поступает по одному каналу в буровой штанге. Диаметр закрепленногомассива, как правило, составляет 0,5−0,8 м.
Двухкомпонентная технология (JET 2). Цементная суспензия подается также из двух форсунок под давлением до 50МПА с дополнительной защитой воздушными струями, истекаемыми из кольцевых форсунок по периметру основных под давлением 0,61,2 МПа (рис. 2). Воздушная защита увеличивает диаметр закрепленного массива и способствует
лучшему перемешиванию раствора и разрушенной породы. Диаметры закрепленных массивов в данном случае составляют 0,8 -1,5 м [1]. Буровая штанга в этом случае имеет два отдельных канала для подачи суспензии и воздуха.
Трехкомпонентная технология (JET 3). Кроме форсунок для подачи суспензии (давление до 70 МПа) и воздуха монитор имеет в верхней части дополнительную форсунку, через которую в процессе закрепления подается вода под давлением 20−30 МПа (рис. 3). Данная технология позволяет снизить потери цементной суспензии и получать диаметры закрепленного массива до 2,5 м при высокой однородности грунтобетона.
Рис. 1. Конструкция однокомпонентного монитора
итальянской компании «Родио»: 1 — цементный раствор- 2 — бурильная штанга- 3 — струйная насадка- 4 — шарик: 5 — гнездо клапана- 6 — буровой снаряд
Рис. 2. Конструкция двухкомпонентного струйного монитора итальянской компании «Казагранде»
Interactive science | 1 • 2016
93
Технические науки
Головка монитора и двухкомпонентный вертлюг: 1 — соединительная секция с воздушным клапаном одностороннего действия- 2 — головка струйного монитора- 3 — концентричные растворная и воздушная
насадки- 4 — автоматический или шариковый клапан- 5 — буровой снаряд- 6 — раствор- 7 — вертлюг для раствора- 8 — вертлюг для сжатого воздуха: 9 -соединительная секция- 10 — сжатый воздух.
Рис. 3. Конструкция трехкомпонентного струйного монитора итальянской компании «Казагранде»
Головка монитора, трехкомпонентный вертлюг и секция концентричных труб для подвода рабочих компонентов:
1 — труба для раствора- 2 — труба для сжатого воздуха- 5 — труба для воды: 4 — вода- 5 — сжатый воздух- 6 — раствор- 7 — концентричные водяная и воздушная струйные насадки- 8 — растворная секция монитора- 9 — растворная насадка- 10 -автоматический клапан- 11 — буровой снаряд.
Разновидностью технологии ГСЦ грунтов является устройство плоских грунтобетонных конструкций, когда монитор перемещается по предварительно пробуренной скважине лишь поступательно не совершая вращательного движения. Конструкция такого монитора разработана в ЦНИИОМТП и успешно использовалась при реконструкции подземных сооружений.
Литература
1. Афонин И. А. Технология и организация монтажа специальных сооружений / И. А. Афонин, Г. И. Евстратов, Т. М. Штоль. — М.: Высшая школа, 1986.
2. Бройд И. И. Струйная геотехнология. — М.: АСВ, 2004.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой