Подбор расходов материалов для создания грунтоцементных свай в сложных инженерно-геологических условиях

Укрепление грунтов по струйной технологии в сложных грунтовых условиях в настоящее время получило широкое распространение в том числе при строительстве заглубленных и подземных сооружений. При этом накопилось достаточное количество опытных данных для прогнозирования свойств получаемого грунтоцемента. Цель работы заключается в определении оптимальных расходов материалов для грунтоцементных конструкций с учётом сложных инженерно-геологических условий. Изучение твердеющих систем на минеральной основе в водонасыщенных грунтах с включениями органических отложений или в условиях высокой фильтрации, имеет ряд особенностей, затрудняющих назначение оптимальных технологий и компонентов растворов на цементной основе для формирования грунтоцементов. Для определения конечных параметров грунтоцементов анализировались параметры грунтоцементных свай на объектах при строительстве метрополитена, лабораторные данные при смешивании минеральных компонентов и грунтов разных типов, данные научно-технического сопровождения при контроле качестве и приёмке работ. Изучена кинетика твердения грунтоцементов для различных грунтов при разных расходах цемента, зафиксирован положительный эффект от применения различных типов добавок при невозможности достижения проектных физико-механических свойств в сложных грунтовых условиях. Изучена эффективность достижения проектных прочностных характеристики грунтоцемента с определением минимального порога расходов цемента. При производстве опытных работ для подтверждения выбранного расхода цемента и технологических параметров цементации, отмечены особенности закрепления по технологии jet-grouting в грунтах разного типа.

1. Nezhnikova E. The Use of underground city space for the construction of civil residential buildings. Procedia Engineering. Vol. 165. Рp. 1300-1304. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.854.

2. Boschi К., di Prisco C.G., Ciantia M.O. 2019. Micromechanical investigation of grouting in soils. International Journal of Solids and Structures, Vol. 187. Рp. 121-132. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2019.06.013.

3. Джантимиров Х.А., Долев А.А. Опыт усиления основания сооружения с помощью струйной геотехнологии // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2006. №1. С. 34-37.

4. Heidari M., Tonon F. Ground reaction curve for tunnels with jet grouting umbrellas considering jet grouting hardening. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. Vol. 76. Рp. 200-208. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.03.021.

5. Makovetskiy O.A. Application of “jet grouting” for installation of substructures of estates. Procedia Engineering. Vol. 150. Рp. 2228-2231. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.269.

6. Бройд И.И. Струйная геотехнология. Издательство АСВ. Москва. 2004 г. 448 стр.

7. Долев А.А., Алексеев В.А. Изменение границы применимости jet-технологии при укреплении грунтов в связи с накоплением практического опыта // Метро и тоннели. №4. 2021 г. С. 48-52.

8. Murat Olgun, Askar Kanat, AlicanSenkaya Ibrahim Hakkı Erkan. Investigating the properties of jet grouting columns with fine-grained cement and silica fume // Construction and Building Materials. Volume 267. 18 January 2021. 120637. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120637.

9. Zhi-Feng Wang, Shui-Long Shen, Giuseppe Modoni. Enhancing discharge of spoil to mitigate disturbance induced by horizontal jet grouting in clayey soil: Theoretical model and application // Computers and Geotechnics. Volume 111. July 2019. Pages 222-228. DOI: 10.1016/j.compgeo.2019.03.012.

10. Mahdi Heidari, Fulvio Tonon. Ground reaction curve for tunnels with jet grouting umbrellas considering jet grouting hardening // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Volume 76, June Pages 200-208. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.03.021.

11. Малинин А.Г. Влияние режимов струйной цементации на диаметр грунтоцементных колонн // Метро и тоннели. 2013. № 4. С. 30.

12. Тер-Мартиросян З.Г., Струнин П.В. Усиление слабых грунтов в основании фундаментных плит с использованием технологии струйной цементации грунтов // Вестник МГСУ. 2010. № 4-2. С. 310-31.

13. Zhi-Feng Wang, Shui-Long Shen, Giuseppe Modoni. Enhancing discharge of spoil to mitigate disturbance induced by horizontal jet grouting in clayey soil: Theoretical model and application // Computers and Geotechnics, Volume 111. July 2019. Pages 222-228. DOI: 10.1016/j.compgeo.2019.03.012.

14. Makovetskiy O.A.. Application of “Jet Grouting” for Installation of Substructures of Estates // Procedia Engineering. 2016.Volume 150. Pages 2228-2231. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.269.

15. Kashevarova G.G., Makovetskiy O.A. Analysis of Experimental and Estimated Jet-grouted Soil Mass Deformations // Procedia Engineering. 2016.Volume 150. Pages 2223-2227. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.268.

16. Hamza Güllü. On the viscous behavior of cement mixtures with clay, sand, lime and bottom ash for jet grouting // Construction and Building Materials. 15 September 2015.Volume 93. Pages 891-910. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.05.072.

17. Hamza Güllü. A new prediction method for the rheological behavior of grout with bottom ash for jet grouting columns // Soils and Foundations. June 2017. Volume 57. Issue 3. Pages 384-396. DOI: 10.1016/j.sandf.2017.05.006.

18. Nuno Cristelo, Edgar Soares, Ivo Rosa, Tiago Miranda, Ana Chaves. Rheological properties of alkaline activated fly ash used in jet grouting applications // Construction and Building Materials. November 2013.Volume 48. Pages 925-933. DOI:10.1016/j.conbuildmat. 2013.07.063.

19. Makovetskiy O.A.. Application of “Jet Grouting” for Installation of Substructures of Estates // Procedia Engineering. 2016. Volume 150. Pages 2228-2231. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.269.

20. Axelsson M., Gustafson G. The PenetraCone, a new robust field measurement device for determining the penetrability of cementitious grouts// Tunnelling and Underground Space Technology. January 2010. Volume 25. Issue 1. Pages 1-8. DOI: 10.1016/j.tust.2009.06.004.

21. Katia Boschi, Claudio Giulio di Prisco, Matteo Oryem Ciantia. Micromechanical investigation of grouting in soils // International Journal of Solids and Structures, 15 June 2019. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2019.06.013.