Какие факторы определяют выбор параметров струйного цементирования грунта

При струйном цементировании раствор под высоким давлением используется для того, чтобы разрушить почву и смешать ее с жидким раствором. Основная подготовительная процедура заключается в сверлении небольшого отверстия в почве, обычно от 90 до 150 мм в диаметре, на требуемую глубину. Жидкий раствор подается струей в почву через маленькие форсунки с определенным напором по мере того, как сверло вращается и поднимается. Выбуренная порода накапливается на поверхности и образует большие груды почвы. Согласно Беллу (Bell, 1993), наиболее бурно струйное цементирование развивалось в Японии и Европе в 1970-ых. Технология прижилась во всем мире и используется для укрепления фундаментов, помощи при раскопках, управления потоками грунтовых вод и усиления ненадежного грунта.

Основные факторы, которые влияют на выбор диаметра отверстия и давления подаваемого раствора включают:

Сложность почвы. Песок легче разрушить, чем глину. Таким образом, ширина рассматриваемой зоны будет меньше в глине, чем в песках, поэтому нужно внести соответствующие изменения в процесс гидромеханизации. Почвы, в которых могут попадаться крупные булыжники, составляют трудность для процесса гидромеханизации, также как и очень водопроницаемые почвы из разнородного гравия, в которых раствор может просто растечься. Влажность почвы увеличивает содержание воды в смеси цемента и почвы, что приводит к снижению силы давления.

Наличие грунтовых вод. Жидкий раствор может быть вымыт из почвы подземными течениями.

Цементный раствор. Жидкий раствор, обычно это смесь воды и цемента, должен быть подобран так, чтобы обеспечить достаточное усиление почвы в зависимости от ее проницаемости. Для размывания почвы в раствор обычно добавляют бетонит.

Буровая установка. Существуют одинарные, двойные и тройные буровые установки. Одинарная буровая установка используется только для размывания и смешивания почвы. В двойной буровой системе для размывания почв, применяют технологию подачи жидкого раствора со сжатым воздухом. Тройные буровые установки также используют струю воды со сжатым воздухом для размывания почвы, а струю направляют под буром для более качественного смешивания. Тройная система предоставляет большую гибкость в настройке параметров, в том числе параметра расхода жидкого раствора.

Давление потока и скорость подачи раствора. Высокое давление и скорость подачи раствора могут сильно разрушить почву. Давление и диаметр форсунки управляют скоростью инжекции жидкого раствора и энергией размывания почвы. Как правило, диапазон давления потока жидкого раствора 40-60МПа, а диаметры форсунок выбираются в пределах значений 2-4мм.

Число оборотов бура и скорость его выведения. Количество введенного жидкого раствора и степени смешивания с почвой зависят от числа оборотов бура и скорости его выведения.

Распределение колонн. Колонна из смеси раствора и почвы может деформироваться во время формирования соседней колонны. Во избежание этого в раствор добавляют силикат натрия для ускорения затвердевания.

Число колонн и интервал между ними – также довольно важный фактор. Здесь требуется подобрать оптимальное соотношение число колонн/интервал между колоннами.