Technologia jet grouting – iniekcja strumieniowa

Iniekcja strumieniowa polega na wstrzykiwaniu pod wysokim ciśnieniem mieszanki cementowej, wody i powietrza (czasem dodatków chemicznych) bezpośrednio w grunt, co powoduje jego stabilizację i scalenie.

Jak działa jet grouting?

Technologia stabilizacji gruntu jet grouting polega na wprowadzenie w grunt rury wtryskowej zakończonej dyszą. Dysza obraca się i/lub podnosi pionowo w gruncie, jednocześnie wstrzykując mieszankę pod bardzo wysokim ciśnieniem. Pod ciśnieniem grunt zostaje rozwodniony i wymieszany z mieszanką, a po stwardnieniu tworzy się kolumna lub blok wzmocnionego gruntu.

Zastosowanie technologii jet grouting

Jet grouting jest szeroko stosowaną technologią w budownictwie i inżynierii lądowej ze względu na możliwość wzmocnienia i uszczelnienia gruntów w trudnych warunkach. Główne zastosowania:

• wzmacnianie gruntów

Jet grouting pozwala na stabilizację słabych i niestabilnych gruntów, co jest niezbędne pod fundamenty budynków, mostów czy zbiorników. Tworzenie kolumn wzmocnionego gruntu zwiększa nośność podłoża i zapobiega osiadaniu konstrukcji. Technologia sprawdza się w gruntach piaszczystych, gliniastych i żwirowych.

• uszczelnianie i izolacja

Dzięki jet groutingowi możliwe jest skuteczne uszczelnianie wykopów i tuneli, a także tworzenie barier przeciwfiltracyjnych w zbiornikach wodnych, tamach i fundamentach podziemnych. Mieszanka wstrzykiwana w grunt ogranicza przepływ wody i chroni konstrukcje przed podmywaniem i przeciekami.

• fundamenty specjalne

Technologia umożliwia wykonywanie ścian szczelinowych i kolumn pod fundamenty w trudnych warunkach geotechnicznych. Jet grouting pozwala na stabilizację podziemnych konstrukcji nawet w gęsto zabudowanych terenach, bez konieczności prowadzenia dużych wykopów.

• zapobieganie osuwiskom i erozji

Jet grouting jest wykorzystywany do wzmacniania skarp, nasypów i zboczy narażonych na osuwiska lub erozję. Stabilizacja gruntu w tych miejscach zapobiega osuwaniu się ziemi i zwiększa bezpieczeństwo dróg, kolei oraz terenów zabudowanych.

• naprawa i modernizacja istniejących konstrukcji

Technologia pozwala na wzmacnianie fundamentów już istniejących budynków bez ich rozbiórki. Może też służyć do stabilizacji i uszczelnienia fundamentów pod modernizowane obiekty przemysłowe lub mieszkalne, co minimalizuje ryzyko osiadania lub pękania konstrukcji. Szczególnie sprawdza się w przypadku obiektów zabytkowych ze względu na niską inwazyjność i brak wibracji, mogących stanowić zagrożenie budynków historycznych.

• specjalistyczne zastosowania w inżynierii

Jet grouting znajduje zastosowanie przy budowie podziemnych tuneli, metra i kolei, gdzie wzmacnia grunt wokół wykopów. Jest również używany w projektach hydrotechnicznych do zabezpieczania zapór, kanałów i zbiorników, a w przemyśle – pod fundamenty ciężkich maszyn, silosów czy zbiorników przemysłowych.

Rodzaje technologii jet grouting

Istnieją trzy odmiany technologii jet grouting:

• wariant pojedynczy, jednomediowy, sprawdza się w gruntach spoistych i piaskach drobnoziarnistych
• wariant podwójny, dwumediowy, wtryskuje się zaczyn z dodatkiem sprężonego powietrza, które otula strumień i zwiększa jego efektywność
• wariant potrójny, trójmediowy - zaczyn, powietrze i woda podawane są oddzielnie, grunt jest rozluźniany przez wodę z powietrzem, a zaczyn iniekcyjny wtryskiwany jest osobną dyszą; metoda ta umożliwia formowanie kolumn o średnicy przekraczającej 3 m, jednak wymaga zastosowania bardziej zaawansowanego sprzętu.

O wyborze najodpowiedniejszego wariantu technologii decydują miejscowe warunki gruntowe, geometria pala i wymagania jakościowe

Zalety technologii jet grouting

Jet grouting jest cenioną technologią w budownictwie ze względu na swoją wszechstronność i skuteczność w trudnych warunkach gruntowych. Pozwala na wzmacnianie i stabilizację różnych rodzajów gruntów, w tym piaszczystych, gliniastych czy żwirowych, bez konieczności prowadzenia dużych wykopów.

Technologia umożliwia precyzyjne wzmocnienie wybranych obszarów gruntu, tworząc kolumny lub bloki o określonych wymiarach, co daje możliwość dostosowania do potrzeb konstrukcji. Ponadto jet grouting minimalizuje drgania i wpływ na otoczenie, co jest szczególnie ważne w gęsto zabudowanych terenach lub w pobliżu istniejących budynków.

Dzięki temu metoda jest efektywna, bezpieczna i uniwersalna, stosowana zarówno w nowym budownictwie, jak i przy modernizacji czy naprawie fundamentów.

Wady technologii jet grouting

Do największych wad jet grouting należy wysoki koszt wykonania, który wynika z użycia specjalistycznego sprzętu i materiałów oraz konieczności zatrudnienia wykwalifikowanej ekipy. Technologia wymaga dużego doświadczenia operatorów, ponieważ kontrola kształtu i dokładnych wymiarów kolumn w niejednorodnym gruncie może być trudna.

Ponadto w bardzo trudnych warunkach geologicznych mogą wystąpić problemy z równomiernym wzmocnieniem gruntu. Metoda może być także mniej ekonomiczna przy dużych powierzchniach do wzmocnienia w porównaniu z innymi technologiami gruntowymi.

Etapy wykonania iniekcji strumieniowej

Pierwszym etapem jest przygotowanie terenu i projektu. Obejmuje on analizę geotechniczną gruntu, wyznaczenie lokalizacji kolumn, ich średnicy, głębokości oraz parametrów mieszanki wtryskiwanej.

Na terenie budowy instaluje się sprzęt jet groutingowy. Do wykonania iniekcji ciśnieniowej wykorzystuje się zestaw roboczy składający się z zaplecza technologicznego, w którym przygotowuje się zaczyn iniekcyjny, połączonego przewodami wysokociśnieniowymi z jednostką wiercącą. Wiertnica wyposażona jest w żerdź z dyszami iniekcyjnymi, dobraną do wymiarów kolumn i zakończoną odpowiednią koronką wiertniczą w zależności od rodzaju gruntu.

Proces formowania kolumn rozpoczyna się od wykonania otworu prowadzącego o średnicy około 100–180 mm do projektowanej głębokości.

Następnie system przełącza się na tryb wysokociśnieniowy i zaczyn iniekcyjny podawany jest w ilości 200–400 l/min pod ciśnieniem. Wydostający się przez dysze iniekt rozluźnia strukturę gruntu, a ostateczny kształt kolumny uzyskuje się poprzez stopniowe podnoszenie żerdzi.

Po stwardnieniu mieszanki powstaje trwała kolumna lub blok wzmocnionego gruntu.

Po zakończeniu iniekcji przeprowadza się kontrolę kolumn pod kątem ich średnicy, pionowości, wytrzymałości materiału oraz szczelności. W tym celu wykonuje się odwierty kontrolne, bada się laboratoryjnie pobrane rdzenie oraz przeprowadza próbne obciążenia statyczne, polegające na stopniowym zwiększaniu obciążenia kolumny i monitorowaniu jej odkształceń.

Inne metody wzmacniania podłoża

W zależności od rodzaju gruntu, obciążenia i wymagań konstrukcji stosuje się takie rozwiązania wzmacniania gruntu, jak:

• pale
• ściany szczelinowe
• iniekcje niskociśnieniowe
• kotwy gruntowe
• barety.

Poznaj firmy z branży geotechnika i badanie gruntów.

Fot. budokop.pl