1. Tóm tắt công nghệ
Jet grouting là phương pháp cải tạo điều kiện đất bằng cách tiêm chất lỏng cải tạo đất dưới sâu ( hoặc đất đang xử lý) trong điều kiện áp suất cao và vận tốc lớn.
Quá trình bơm vữa không chỉ cần có thiết bị bơm mà còn cần sự chuẩn bị nhất định tại công trường. Việc cải tạo đất bằng phương pháp Jet grouting được thực hiện nhờ phản ứng làm cứng của chất lỏng được bơm vào.
Những khối đất được làm cứng như vậy được hình thành làm ổn định đất dưới hình thức giống như cọc xi măng được bơm vữa với lượng lớn tùy theo yêu cầu thi công.
Những cọc như vậy được gọi là cọc jet hoặc cọc grouting.
2. Quy trình thi công Jet Grouting
Đầu tiên chọn khu vực đất cần xử lý và khoan đến độ sâu cần thiết
Độ sâu lỗ khoan thay đổi tùy theo độ sâu của lớp đất yếu
Đường kính khoan nhỏ khoảng 10~20cm, trong điều kiện áp suất cao quay hệ thống khoan và cho quay đến độ sâu mong muốn.
Giai đoạn tiếp theo, để thực hiện công đoạn bơm vữa cần lắp đặt thiết bị bên trên lỗ khoan. Đường kính thiết bị khoảng 7~10cm, được cấu tạo thành hệ thống bơm vữa. Ở cuối lỗ bơm có vòi phun để phụt các tia với tốc độ nhanh hơn. Đường kính vòi phun khá nhỏ từ 1mm đến 10mm.
Ở phần bắt đầu, nâng đầu bơm lên sau đó cho quay từ từ, sau đó khóa lại bằng hệ thống chất lỏng cần bơm lên toàn bộ bề mặt cọc trộn lẫn với đất .
Quá trình bơm chính bắt đầu.
Cùng lúc tiến hành quá trình bơm, hệ thống tiêm chất lỏng thông qua chuyển động quay đồng thời đầu bơm đi lên
Đồng thời trong quá trình đó một phần đất bùn được tạo ra, hỗn hợp chất lỏng đi lên, đây được gọi là vữa thành quả.
Chúng làm xảy ra hiện tượng nền đất được khóa chặt bằng hỗn hợp đất và vữa tiêm.
Việc đưa vào rút lên của đầu bơm cũng được tiến hành sau khi kết thúc công đoạn trước, đầu bơm quay với khoảng cách 40 đến 100mm tùy theo độ sâu cải tạo mỗi lần nâng đầu bơm.
Việc nâng kéo đầu bơm là hệ thống đặc thù bởi quá trình quay liên tục của đầu bơm.
Tốc độ quay của thiết bị được duy trì cố định không liên quan đến phương pháp lựa chọn, điều này hỗ trợ cho việc hình thành cọc vữa với độ bóng tương đối.
Phân loại theo vật liệu bơm được bơm vào tầng đất dưới.
Vật liệu bơm như sau
• Grout, trường hợp vật liệu phun 1 lần: nước+ xi măng
• Phun nhiều lần: Không khí + vữa
• 3중관 주입 : 물 + 공기 + 그라우트
Tùy theo vật liệu bơm được sử dụng mà chia đầu bơm Jet grouting thành các dạng ống bơm đa dạng như hình 3.
Hình 3: (a) Hệ thống đơn tia (b) Hệ thống hai tia (c) Hệ thống 3 tia
1) Hệ thống jet grouting đơn tia
Trường hợp hệ thống tia vữa đơn, tia vữa được tiêm vào đất thông qua trên 1 đầu phun. Tại đây, sử dụng cùng 1 loại chất lỏng để đồng thời định hình lại đất và làm phần việc tiếp theo.
Thao tác kết hợp với chức năng loại bỏ chất ô nhiễm quá mức tất cả đều được thực hiện trên cùng 1 loại chất lỏng duy nhất. Hệ thống này có hạn chế là làm tiêu hao nhiều năng lượng vận động.
Lý do bởi nếu chỉ dùng chất lỏng sẽ không thể loại bỏ lực ma sát cao rất khó điều chỉnh.
2) Hệ thống jet grouting hai tia
Với hệ thống jet grouting hai tia sẽ tiến hành phân tán và kết hợp đất bằng hai vật liệu bơm đơn lẻ là nước- xi măng .
Điểm khác biệt với grout là jet grout được gửi đến nơi có không khí làm tăng hiệu quả giảm thiểu năng lượng .
Để làm được điều này tia khí phù hợp được cung cấp thông qua vòi phun đồng trục nằm trên vòi phun grouting .
Tại đây đất được loại bỏ thông qua thao tác tăng lượng khí áp lực cao.
3) Hệ thống jet grouting ba tia
Tại đây việc tái định hình và kết hợp đất được phân chia rõ ràng. Việc phân tán đất được tiến hành nhờ tia nước cao tốc và không khí.
Nhờ vòi phun hình cầu giống với thứ được sử dụng trong hệ thống hai tia tia nước được cung cấp bởi tác động của tia khí trên cùng 1 trục.
Tia nước và tia vữa được phun tại hai vòi riêng biệt nằm bên dưới monitor hoặc vòi phun.
Mục đích của vữa là làm cứng đất được tái định hình trước đó nhờ tia nước bằng xi măng. Bởi vậy tia vữa được truyền với tốc độ chậm hơn.
3. Ứng dụng của jet grouting
Jet grouting là phương pháp cải tạo nền đất và được ứng dụng trong:
1) Tường ngăn chuyển vị ngang của đất
2) Xử lý nền cho các công trình ngầm
Cột vữa có thể đóng vai trò của tường ngăn chuyển vị ngang khống chế nước ngầm xung quanh khu vực đất bị ô nhiễm hoặc quanh đập.
Chúng đồng thời làm giảm tính thấm của đất
3) Underpinning
Phun vữa chủ yếu được sử dụng như phương pháp gia cố hệ thống nền mỏng yếu
Ở công đoạn này là thao tác khoan lớp nền gần đó và tạo lớp nền ổn định dưới mặt đất để phân tán tải trọng dễ dàng hơn.
4) Tunneling
Jet grouting giúp ổn định công trường xây dựng đường hầm, giúp các máy móc thiết bị nặng cần thiết tại công trường có thể hoạt động ổn định mà không làm ảnh hưởng đến khu vực lân cận.
5) Hỗ trợ công tác đào
Ưu điểm của jet grouting
Jet grouting mang lại những lợi ích sau đây, chúng cũng là lý do chính của thành công khi đi vào thực tế thao tác.
▫ Tạo cột làm từ khối xi măng lớn mà không gây xáo trộn lớn cho nền đất ( tầng đất dưới)
▫ Cột với nhiều hình dạng khác nhau có vai trò hình thành yếu tố liên kết từ đó tăng cường tính chất cơ học giảm tính xốp cho nền đất.
▫ Quá trình thi công được cải thiện làm xuất hiện khái niệm thiết kế mới mẻ hơn.
Là phương pháp tối ưu trong điều kiện công trường có không gian tác nghiệp khó khăn, chật hẹp
