Манжетная технология закрепления грунтов

Обновлено: 05.10.2024

Главной составляющей технологии манжетной цементации является манжетная колонна, погружаемая в цементационную скважину. Эта колонна оборудована специальными клапанами, позволяющими производить цементацию грунтов позонно с применением избыточного давления. Также существенным преимуществом является возможность использовать манжетную колонну для многократных повторов инъекции.

Традиционно манжетная колонна погружается в скважину, заполненную малопрочным цементно-бентонитовым или специализированным составом - обойменным раствором. Данный раствор не позволяет инъецируемому раствору свободно распространяться вдоль скважины, а направляет его непосредственно в инъектируемый горизонт грунта.

Технология манжетной цементации грунтов позволяет производить инъекцию укрепляющих или стабилизирующих растворов в грунт с высокой степенью точности и избирательности по глубине в сравнении с безманжетной цементацией. Также по информации о давлении и литраже инъекции в конкретных горизонтах можно делать выводы о характеристиках грунта и эффекте проводимой цементации.

В зависимости от консистенции, состава раствора и давления инъекции манжетная цементация может производиться:

в режиме пропитки,

в режиме заполнения полостей

в режиме уплотнения грунта

Применение манжетной цементации возможно в песчаных, суглинистых, глинистых, насыпных грунтах, лёссах и других грунтах.

Манжетная цементация выполняется с применением пакера (обтюратор). Чаще всего используются двойные пакеры, позволяющие изолировать необходимый горизонт для инъектирования грунта с двух сторон.

Технология Манжетная цементация была применена на следующих объектах

Проблема усиления фундаментов при реконструкции зданий является особенно актуальной в больших городах. Основной причиной является коммерческая привлекательность зданий в центральной части города и надстройка дополнительных этажей. В результате чего увеличиваются нагрузки на фундамент.

Необходимость усиления фундаментов происходит из-за следующих случаев:

увеличение нагрузок на существующие фундаменты при надстройке дополнительных этажей,
ухудшение характеристик грунтов основания в период эксплуатации,
ошибки при проектировании фундаментов,
ошибки при проведении инженерно-геологических изысканий.

При надстройке дополнительных этажей для существующего здания усиление фундаментов необходимо выполнять при помощи буроинъекционных свай (микро свай). В качестве недорогих мероприятия по усилению фундаментов можно выделить метод цементации.

Буроинъекционные сваи

Буроинъекционные сваи (микро сваи) – это буровые сваи диаметром до 300-400 мм и могут выполняются по разным технологиям. Мы предлагаем выполнять усиление фундаментов сваями MiniJET (AtlantJET), армированных винтовой штангой.

Сущность технологии устройства свай MiniJET (Атлант) заключается в совмещении операций бурения и цементации. При этом используются специальные полые буровые штанги, которые по окончании бурения остаются в теле сваи в качестве армирующего элемента. Устройство сваи MiniJET выполняется струёй цементного раствора под давлением 100-250 атм. Энергия струи цементного раствора размывает грунт и формирует сваю диаметром 250-400 мм.

Преимущество данной технологии для усиления фундаментов является минимальное ослабление фундамента, т.к. бурение выполняется диаметром 100 мм. В результате чего фундамент надежно опирается на сваю.

Для производства работ по усилению фундаментов используются малогабаритные буровые установки, которые могут выполнять работу в стесненных городских улицах и внутри здания. Для подвальных помещений используется переносная буровая установка на раме.

Цементация фундамента и контакта фундамент-грунт

Манжетное инъектирование это процесс укрепления грунтового массива путём пропитки грунта через скважины расчетного объема крепящего раствора.

Скважины оборудованы инъекторами (манжетными колоннами). Они позволяют неоднократно и в любой последовательности обрабатывать зоны в массиве грунта.

Инъектор или манжетная колонна это пластиковая или стальная труба с отверстиями, закрытыми специальными нипелями для выполнения инъекции твердеющего раствора в грунт. Манжетные колонны производятся по размерам, определяемым проектом. Установка манжетных колонн располагаются в плане с шагом согласно проекта.

Укрепления грунтов методом манжетной инъекции имеет целью консолидации грунтов, создания противофильтрационных завес или массивов, используется при технологии компенсационного нагнетания.

Подробнее о реализации объектов по технологии "Манжетное инъектирование" смотрите на странице Строительного подразделения ГК Буровые Технологии.

Бурение скважин с использованием бурового раствора с последующим замещением на обойменный раствор и установка манжетных труб для пропиточной инъекции и компенсационного нагнетания.

Проблема укрепления грунтовых массивов и оснований эффективно решается применением методики манжетного инъектирования. Она подразумевает использование специальных труб для инъекций, выполненных из стали или жёсткого пластика и называемых манжетными колоннами. Через них можно в произвольной последовательности и неоднократно внедрять в предварительно пробуренные в грунт скважины любые связывающие составы. Габаритные размеры приспособлений определяются в проекте усиления.

Инъектирование с применением манжетных колонн позволит зафиксировать нестабильные почвы на больших заглублениях, укрепить слабые грунты, прилегающие к основанию фундамента, скорректировать их физические показатели. Технология останавливает осадку фундамента, снижает до нормативных значений деформации оснований. Методика эффективна для обустройства противофильтрационных завес, связывания сильно обводненных, заиленных грунтов. Манжетные колонны применяются даже при работах в сложных геологических условиях.

Возможности технологии

Существует несколько типов приспособлений, служащих для проведения инъекций. Одно из преимуществ манжетных колонн в том, что внедрение цементных составов тонкой дисперсии может выполняться исключительно с их участием. По всей длине трубы имеются боковые отверстия, которые закрывают резиновые манжеты, действующие по ниппельному принципу. Они не допускают проникновение воды, грунтовых пород внутрь колонны во время укрепляющих работ и до их начала.

Перед нагнетанием ремонтного раствора инъекторы размещают в предварительно пробуренные скважины. Суть метода манжетной инъекции в образовании прочного армирующего каркаса из застывшего укрепляющего состава. Структурно он напоминает ветви дерева, вырастающие из ствола, в роли которого выступает сам инъектор, который не извлекается. Образуется прочное основание, почти однородный массив, обладающий высокой несущей способностью. Он принимает на себя дополнительное давление, оказываемое зданием на фундамент, и распределяет его равномерно по площади его основания.

Эта технология выигрывает в сравнении с традиционными методами инъектирования нисходящими зонами, использование которых связано с заполнением скважин и их последующим разбуриванием.

Виды инъекторов

Промышленным способом производятся два типа манжетных инъекторов:

В отличие от колонн, выполненных их металла, пластиковые нельзя забивать или вдавливать в отверстия. Их просто погружают в высверленные скважины. Чтобы зазор между стенками скважины инъектора оставался равномерным, в процессе монтажа участвуют специальные центраторы. Эти приспособления также способствуют точности расположения колонны вдоль оси скважины. Установка завершается заполнением зазора обойменным раствором.

ПВХ-колонны обладают стандартной длинной в 2,4 метра, в то время как предел длины стальных достигает 12 метров. Относительно небольшая длина делает их пригодными для работ внутри помещений, в том числе подвальных. Манжеты обычно размещаются на расстоянии 40 сантиметров друг от друга. Возможны отклонения от этих стандартных значений.

Стальные инъекторы, как правило, изготавливают индивидуально. Их манжеты состоят из полиуретана. Такие колонны незаменимы при усилении грунтов глубокого залегания.

Как устанавливают манжетные инъекторы?

Особенности монтажа связаны с некоторыми факторами, например:

свойствами грунта, такими как его геометрические параметры;
доступом к участку, где будет вестись инъектирование;
указанным в проекте радиусом распространения крепящего раствора;
конструктивным типом фундамента;
целью, которую преследует инъецирование.

Существует несколько типовых схем установки манжетных колонн. В случае фундамента штучного типа или при закреплении грунтов вкруг свай, инъекторы расставляют по периметру. При устройстве опорных свай, вместе с её каркасом ставится и инъектор. Когда нужно сформировать горизонтальные противофильтрационные завесы, колонны располагают треугольником.

Сертифицированная строительная компания QASR внедрила манжетное цементирование в практику. Мы применяем его на объектах в Москве и других регионах страны. Это частный случай технологии инъектирования манжетными колоннами. У нас достаточно опыта в создании проектов и проведении расчётов принципа монтажа манжетных колонн, их установки, усиления грунтов различной природы с их участием.

Читайте также: