Tara-s.ru

Тара и Упаковка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Инъектирование бетона и суть технологии

Инъектирование бетона и суть технологии

Технологии инъектирования бетона разработаны достаточно давно, но стали широко использоваться лишь с появлением расходных материалов с улучшенными характеристиками. Для увеличения эксплуатационного ресурса бетонных конструкций внедряются новые инновационные материалы.

Инъектирование бетона и суть технологии

В инъектировании наиболее перспективными считаются полимерные композиции.

Всё о тампонаже

Цементация глубоких скважин производится с учётом опыта прежних лет, с помощью современного оборудования и научных изысканий. Типовые схемы производства данных работ отработаны до мельчайших нюансов, и их грамотное выполнение очень важно.
Во-первых, тампон препятствует воздействию напорных вод и плывунов на ствол скважины, не давая им размывать шахту. Во-вторых, застывший раствор жёстко фиксирует конструкцию, предупреждая смещение колонн.
Итак:

  • Тампонируют скважины (см. Тампонаж скважин: для чего это нужно) не только в процессе строительства, но и при консервации и ликвидации – только технологии несколько отличаются. Хотя, абсолютно всё учесть невозможно, так как в каждом случае бывают разными условия работы: техническое оснащение, конструкция скважины, геологические условия, протяжённость цементного моста.

Поэтому, технологии нередко уточняются по ходу производства работ, и это нормально.
Главное, чтобы данный процесс обеспечил следующие требования:

  • Чтобы соблюсти данные условия, необходимо контролировать и регулировать характеристики промывочной жидкости, с целью снизить её вязкость. Напомним, что промывка производится в процессе бурения, что позволяет размягчать грунт, и вымывать из проходки шлам.
    Цементный раствор нагнетается в затрубное пространство с такой скоростью, которая может обеспечить режим турбулентности.
  • В каждом конкретном случае рецептура раствора, подбирается индивидуально. Его свойства определяют как продолжительность тампонажных работ, так и режимы закачки и продавливания раствора.
    Кстати, обычный строительный цемент в данном случае не используется. Есть специально предназначенный для скважин сорт, который называется «гипсоглинозёмистый цемент».

Он имеет свойство расширяться, а это в тампонажных работах самое главное. Раствор из такого цемента не впитывается в грунт, а заполняет все пустоты и мельчайшие трещины, закупоривая их по принципу тампона — отсюда и название технологии.
При наличии в проходке больших пустот и плывунов, в гипсоглинозёмистый раствор добавляют доломитовую муку, бентонитовую глину, либо волокна асбеста или целлюлозы.

Тампонирование одноцикловое, с двумя пробками

При выполнении цементации данным способом, в нужном сегменте ствола, сначала устанавливается нижняя пробка. В ней есть канал для прохода раствора, который временно перекрыт диафрагмой.
Далее, в верхней части колонны устанавливается головка, через которую осуществляется подача тампонажного раствора из смесителя. Верхняя пробка, удерживаемая шпильками, располагается на цементировочной головке.

  • Когда в ствол, согласно расчёту, полностью закачан весь объём раствора, эту пробку освобождают, и начинают подачу жидкости для продавливания. Под высоким давлением, масса цементного столба, вместе с пробкой, продвигается вниз.
  • Попутно она вытесняет из ствола скважины буровую жидкость. Происходит это за счёт собственного веса тампонажного раствора, а так же его высокой плотности. В процессе вытеснения жидкости, уровень давления на головке, через которую нагнетается раствор, значительно снижается.
Читайте так же:
Норма расход марка цемента

Столб тампонирующей смеси движется по стволу вместе с пробкой, установленной на нижней отметке. И как только она натыкается на упорное кольцо, происходит резкое усиление давления.
В результате чего диафрагма-перемычка, которой перекрыто отверстие, разрушается. После этого раствор беспрепятственно поступает в затрубные пазухи.
Объём жидкости, продавливающей цементную пробку, непрерывно контролируется, и когда остаются последняя пара кубов, интенсивность закачки снижается. Как только пробки, отсекающие интервал, входят в контакт, о чём говорит резко увеличивающееся давление, нагнетание тампонажной смеси прекращается.

Двухцикловое цементирование

Этим способом последовательно тампонируют сразу два интервала. По сравнению с одноцикловым цементированием, данный метод имеет некоторые преимущества.
При этом значительно уменьшается вероятность попадания промывочной жидкости в цементный раствор, и снижается давление на грунт в процессе его подъёма. Что немаловажно, высота подъёма может быть значительно увеличена, даже если давление не повышается.
Итак:

  • Подготовительные работы, предшествующие тампонированию, производится по той же схеме, что упоминалась выше. Только теперь, в нижней части того сегмента обсадной колонны, который готовится к тампонажу, устанавливается заливочная муфта.
    По окончании промывки, производится установка головки, и начинается закачка того объёма цементной смеси, который необходим для заполнения первой ступени.

  • На следующем этапе, в ствол, через заливочную муфту вводят промежуточную пробку, которая завершает первый цикл, и, под воздействием продавочной жидкости, продвигает закачанную смесь вглубь. Её количество, при этом, равно объёму того отрезка обсадной колонны, который находится между упорным кольцом и заливочным клапаном. Затем, нижнюю пробку второго сегмента, которая находится в теле цементировочной головки, освобождают и продавливают.
  • Под воздействием давления пробку прижмёт к муфте, она сядет на втулку, и, смещаясь вниз, откроет сквозной проход. Дальнейшие действия могут иметь два варианта.
    В одном из них, после окончания цементации первой ступени, сразу же приступают ко второму циклу. Этот метод представляет собой процесс непрерывного цементирования.

Насос для нагнетания в скважину буровых растворов

  • Второй вариант называется: двухцикловой тампонаж с разрывом. При этом заливка второго отрезка колонны производится только после схватывания уже закачанной цементной смеси.
    На этот период, в заливочном клапане поддерживают циркуляцию бурового раствора. Данный вариант позволяет регулировать уровень динамического давления, возникающего в затрубных пазухах, и, соответственно, улучшить качество тампонирования.

Как только подача расчётного объёма тампонажной смеси, предназначенной для второго сегмента, закончена, в колонну устанавливается и продавливается жидкостью последняя, верхняя пробка. Теперь она, смещаясь вниз вместе с втулкой, перекроет проходное отверстие.

Способы манжетной и обратной цементации

Решение в пользу манжетного метода, принимается в тех случаях, когда цементируется пласт с низким давлением, или нужно предупредить попадание раствора в фильтрующую колонну. Суть его в том, что на нижней отметке тампонируемого сектора, в обсадной трубе устанавливается муфта с отверстиями для прохождения раствора, и брезентовой манжетой.
Итак:

  • Чуть ниже муфты размещается клапан, перекрывающий раствору доступ внутрь колонны. А манжета, в процессе нагнетания раствора, перекрывает затрубное пространство так, что цементный столб может продвигаться только вверх.
  • Есть ещё вариант, при котором цементация производится в обратном направлении (снизу вверх). Если коротко, делается это так: обсадная колонна по нижнему периметру перекрывается специальным башмаком; раствор, по специальному рукаву, закачивается непосредственно в затрубное пространство.
    При этом, находящийся там буровая жидкость вытесняется, и, по обсадным трубам, выходит на поверхность.
Читайте так же:
Модуль юнга у цемента

Вытеснение промывочной жидкости

Данный способ привлекает буровиков, но для цементирования сверхглубоких скважин он не подходит. Причиной тому ряд технических сложностей.
Например, трудно контролировать момент достижения тампонажного раствора нижней отметки обсадной колонны. Соответственно, невозможно и оценить качество цементации – а эта часть ствола скважины наиболее ответственная.

Как проводить струйную цементацию?

Суть данной технологии заключается в разрушении породы и смешивании почвы со стабилизирующим раствором. Чтобы выполнить армирование породы, требуется подготовить такое оборудование:

  • Буровую установку со шнеком, который оснащается соплами
  • Инъекционный насос
  • Смесительную станцию для изготовления стабилизирующего раствора

Почему этот метод стал востребованным?

Технология Jet grouting обладает следующими преимуществами:

  • Высокой прочностью и производительностью
  • Простотой в применении
  • Отсутствием ударных нагрузок
  • Возможностью проводить работы на тесных участках
  • Высокой эффективностью при реконструкции и возведении новых объектов

Закрепление-грунтов

Для ограждения котлована применяются секущиеся грунтоцементные сваи (их диаметр может составлять 800 мм, а шаг — 650 мм) или сваи с меньшим диаметром, расположенные в два ряда. Для фиксации ограждения также могут использоваться грунтоцементные сваи. Их угол должен составлять 30-45 градусов по вертикали. Для объединения сверху креплений и свай ограждений используется монолитная железобетонная обвязочная балка.

Чтобы стены, выполненные методом струйной цементации, получились более прочными и устойчивыми, следует провести армирование трубами из стали. В данном случае идеально подходят трубы (их диаметр должен составлять 500-600 мм) или прокатные балки с шагом 1,5-2 м вдоль стен.

Применить данную технологию невозможно без следующих атрибутов:

  • Буровой установки
  • Растворонасоса, у которого давление и нагнетание цементного раствора составляют 400-700 атм.
  • Шлангов
  • Мониторов
  • Сопел из керамики

Как проводится укрепление грунтов?

Чтобы определить самую подходящую технологию цементации, глубину бурения, состав раствора, требуется протестировать грунт на объекте. Для изготовления грунтоцементных свай необходимо выполнить следующие действия:

  • Приготовить бетонную смесь
  • Испытать образец грунтобетона на соответствие проектной прочности, коэффициент фильтрации
  • Закачать смесь в буровое оборудование
  • Погрузить монитор в почву
  • Разрушить породу
  • Создать грунтобетон с применением энергии струи
  • Извлечь монитор

Какое оборудование применяется?

Эффективно разрушить и замешать грунт не получится без применения высоких значений кинетической энергии струи раствора. Для реализации такой технологии требуется использовать цементировочный насос. Важно следить за тем, чтобы давление нагнетания составляло 400-700 атм., а мощность двигателя — от 350 л. с. Немаловажную роль также играет монитор, который дополнительно оснащается соплами. Их действие направлено на конвертирование высокого давления раствора цемента в кинетическую энергию струи. Поскольку у цементного раствора высокие абразивные свойства, для создания сопел применяется металлокерамический состав.

Читайте так же:
Вред цемента для окружающей среды

Где применяется технология?

Струйная цементация грунтов идеально подходит для установки одиночных свайных, ленточных фундаментов. Без нее крайне сложно обойтись в том случае, если планируется устройство сплошных фундаментов из грунтоцементных свай, которые пересекаются друг с другом. Ее используют для обеспечения склонам и откосам устойчивости во время возведения стен. Кроме того, метод Jet grouting подходит для закрепления слабой почвы вокруг колодцев, тоннелей, коллекторов. С помощью струйной цементации также удастся улучшить свойства грунта методом внедрения армирующих свайных элементов.

Как улучшить характеристики грунтов оснований

Грунтовая подушка признана одним из наиболее востребованных и целесообразных способов повышения эффективности работы грунтов, расположенных в основании возводимых сооружений.

Сваи, сделанные в грунтах оснований

Набивные сваи — несущие конструкции из бетона, железобетона, песка или щебня, который устраиваются непосредственно в грунте.

Что такое фундамент глубокого заложения и когда он необходим

При строительстве зданий с большими или неравномерными расчетными нагрузками на основание часто выбирают фундаменты глубокого заложения (ФГЗ).

Обеспечение несущей способности свайных фундаментов на разных типах грунтов

Свайный фундамент — разновидность основания под здания и сооружения, в котором основную нагрузку воспринимают забивные или набивные сваи. Свайные опоры передают нагрузку грунт, запуская специфические процессы, которые нужно учитывать на стадии проектирования и непосредственно во время устройства фундамента.

Как строители проектируют фундаменты и основания исходя из предельных состояний?

При обустройстве фундаментов и оснований зданий строители преследуют две цели — чтобы бетонная конструкция получилась надежной и недорогой.

Свойства слабых грунтов и рекомендации по строительству фундаментов

Слабыми называют сильносжимаемые, насыщенные водой грунты, теряющие прочность в процессе строительства.

Как при реконструкции усиливают фундаменты и основания

Переориентация производства, изменение условий эксплуатации, модернизация зданий часто невозможны без их реконструкции. Важной частью этих работ является оценка состояния фундамента, в результате которой нередко обнаруживаются дефекты.

Специфика разных способов закрепления грунтов оснований

При закреплении грунтов твёрдые частицы, в них находящиеся, не изменяют своё положение, но физико-механические свойства грунтов при этом меняются. Для закрепления применяются специальные вяжущие материалы, функция которых состоит в формировании более прочных связей между отдельными частицами грунта.

Технология устройства анкерных свай ТИТАН

1. Бурение с промывкой

pr-bur

Устройство микросвай, анкерных свай и грунтовых нагелей ТИТАН заключается всего лишь в их непосредственном бурении с промывкой, как правило, жидким цементным раствором (в/ц = 0,7 — 1,0) и последовательном нагнетании густого цементного раствора (в/ц = 0,4 — 0,6).

Промывной цементный раствор выносит буровую крошку из скважины, проникает в окружающий корень сваи грунт, улучшает его, укрепляет стенки бурового отверстия против обрушения и создаёт плавный переход между телом сваи и грунтом.

Таким образом, в зависимости от свойств грунта возможно увеличение диаметра изготовленной сваи до двойного диаметра буровой коронки.

Поверхность стенок анкерных свай ТИТАН получается неровной и благодаря этому обеспечивается их хорошее сцепление с грунтом.

2. Нагнетание цементного раствора

bur-2

После того как достигается расчётная глубина сваи, буровая штанга продолжает вращаться и нагнетается густой цементный раствор, который вытесняет промывную жидкость.

При этом возможно повышение давления до 80 бар, что в слабых грунтах способствует их уплотнению, а также расширению диаметра сваи.

Читайте так же:
Методика определения ложного схватывания цемента гипроцемент

Буровая штанга остаётся в скважине в качестве армирующего элемента сваи, который позволяет воспринимать нагрузки на сжатие и выдергивание. Бурение без обсадной трубы и одновременное нагнетание цементного раствора через буроинъекционную штангу значительно ускоряет и упрощает процесс устройства анкерных свай ТИТАН.

Манифольд

Манифольд цементировочного агрегата

В состав манифольда входит всасывающий и напорный трубопроводы. При помощи всасывающего трубопровода насос может производить забор жидкости из мерного бака либо из внешних источников. При помощи напорного трубопровода рабочие жидкости под высоким давлением подаются в скважину. В случае возникновения надобности жидкость можно направить обратно в бак.

Напорная линия укомплектована:

  • Датчиком давления
  • Манометром
  • Предохранительным клапаном со срезным штифтом

В кабине располагается пульт управления, на который выводятся данные датчика давления. При помощи предохранительного клапана производится сброс давления в напорной линии в случае его превышения выше допустимых значений.

Виды георешёток

Выпускаемые георешётки классифицируются двумя видами, каждый из которых имеет свои разновидности. Основное отличие между ними обусловлено следующими факторами:

Первый вид представляет объёмная решётка, состоящая из трёхмерных ячеек. Выпускаемые модули представлены в разных размерах: от 10 до 25 м2. Для их установки предусмотрены фиксирующие элементы:

скобы (из стальной арматуры);

После проведённой укладки и крепления производится засыпка сот гравием, песком или щебнем. Допускается использование в качестве засыпки обычного грунта. Покрытие на укреплённом грунте данного вида сохранится до 50 лет.

Для изготовления объёмной решётки используются следующие материалы:

Плоская георешётка изготавливается из полипропилена. Её ячейки имеют форму прямоугольника и квадрата. Основной областью применения является дорожное строительство. Современный материал достойно заменяет старую технологию укрепления грунта с помощью укладки железобетонных плит. Полипропиленовая решётка также используется в промышленном строительстве (монтаж полов).

Какими бывают строительные растворы

Расход строительного раствора

Для того чтобы построить любое здание, необходимо использовать растворы, в состав которых входят связующие компоненты (как правило, это цемент, известь, глина или гипс), вода и песок. Строительный раствор должен быть прочным и обеспечивать сопротивляемость нагрузкам, которую измеряют в кг/см².

Виды строительных растворов

В зависимости от консистенции, строительные растворы подразделяют на несколько типов:

  • нормальные;
  • тощие;
  • жирные.

В состав нормального раствора входит оптимальное количество связывающего вещества и заполнителя.

Тощий раствор содержит повышенное количество заполняющих веществ, поэтому его считают не слишком прочным.

Жирный раствор содержит много вяжущих веществ, поэтому имеет свойство растрескиваться после высыхания на поверхности.

Как же определить консистенцию и тип раствора? Все просто.

Определить жирность и степень вязкости строительного раствора можно, взглянув на приспособление, которым его смешивали. Если инструмент всего лишь слегка испачкан, то у вас получился тощий раствор. Если же на нем остались сгустки и комки – это нормальный по консистенции раствор. Ну а если инструмент для перемешивания полностью вязнет и покрыт смесью – перед вами жирный раствор.

Подробнее о компонентах растворов

Для достижения оптимальной вязкости строительного раствора, компоненты, входящие в его состав, тщательно просеивают через специальное сито. Если необходимо получить раствор для штукатурных работ, используют сито с размером ячеек 5х5 мм, а для получения более грубого раствора, подходит сито с ячейками 10х10 мм.

Читайте так же:
1 метр кубический раствора цемент

Смеси из сухих материалов, например, песка и цемента, высыпают слоями 20-30 см, тщательно перемешивают с помощью лопаты, после чего просеивают через сито с ячейками 3х3 мм.

Естественно, что без основного компонента – воды, ни один раствор не приобретет своей вязкости и прочности. Воду добавляют небольшими порциями в пропорциях, соответствующих рекомендациям.

Очень важно чтобы строительный раствор перед нанесением был тщательно перемешан до однородной консистенции. Иначе не исключено, что построенный на его основе элемент или здание в целом, подвергнется разрушению.

Особенности цементного раствора

Строительный раствор, основным компонентом которого является цемент, готовят в четкой последовательности. Сначала цемент и песок смешивают в пропорции 1 к 2,5-6 соответственно, в сухом виде. Пропорции песка в таких случаях напрямую зависят от марки цемента.

Второй этап – смешивание полученной сухой смеси с водой и тщательное перемешивание до однородной массы. Полученный раствор готов к нанесению сразу и сохраняет свои первоначальные свойства на протяжении приблизительно 1,5 часов.

Цементный раствор такого типа используют, чаще всего, для обустройства фундамента и конструкций, расположенных ниже уровня грунтовых вод, под землей. С помощью такого раствора также проводят укладку основных стен наземной части здания. Но есть один нюанс, который следует знать, — скрепленные таким раствором стены хоть и будут прочными, но не будут защищать помещения от холода.

Чем характерны глиняные и известковые растворы?

Строительные растворы такого типа замешивают сразу, в отличие от цементно-песчаных, который изначально представлены в виде подготовленной сухой смеси.

Традиционный способ приготовления такого раствора – смешивание ингредиентов на бойке, — специальном деревянном ящике-щите, размером 2х3 м.

В состав стандартного цементно-известкового раствора входят такие компоненты:

  • цемент;
  • известковое тесто;
  • песок.

Приготовление этого строительного раствора не требует навыков и считается простым. Для этого достаточно разбавить водой известковое тесто и процедить полученную смесь через чистое сито. Потом следует добавить цемент, песок, разведенное и просеянное известковое тесто (для увеличения пластичности строительного раствора) и тщательно перемешать все компоненты до полной однородности.

Аналогом известкового теста считается глина. Этот природный материал обладает такими же характеристиками и отмеряется в том же количестве, что и известь.

Растворы на основе глины или известняка используют для кладки фундамента здания и строительства стен на сухих грунтах. Если же строительство ведется на маловлажных грунтах, для приготовления цементно-известкового раствора понадобится не менее 75 кг цемента на 1 м³ песка; цементно-глиняного – 100 кг/м³. Для строительства на сильно насыщенных водой почвах – 100 и 125 кг/м³ соответственно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector