Experience of carrying out of ground-cement elements on the jet grouting technology in slags of a blast-furnace process

Abstract

The article describes the first experience in Ukraine in the implementation of ground-cement columns in the blast furnace slags. In accordance with the project to reinforce the soil base during the reconstruction of the place with a canopy in the station for the production of air separation products with the installation of VRU-1400 in the city of Enakievo, experimental work was performed on the territory of the plant to confirm the correctness of the selected technological parameters of Jet Grouting in the actual engineering-geological conditions of the construction site and control of the geometric and strength parameters of cement columns. Two test ground-cement columns were completed, visual and instrumental examination of the jet columns was performed (confirmation of the cylindrical shape, continuity of the shaft of the excavated part of the jet column, measurement of the actual diameter), the cores were drilled from the body of the jet column in the horizontal direction and the material was tested for compressive strength, as well as core sampling in the vertical direction for the entire length of the jet column, testing of soil-cement material. Based on the results of the visual examination, the cylindrical shape of the jet grouting elements was confirmed and the actual diameters were measured, which amounted to 610 ... 640 mm that is more than the required for the project - 600 mm. The selected vertical core confirms the design length of the jet column, the continuity of the body of the jet column and the absence of gaps in the treatment processing with a high-pressure jet of cement solution. According to the results of laboratory tests of cement-slag cylinders selected from horizontal cores, the strength of the material ranged from 4.76 to 7.68 MPa for 24 days of age and 7.96 MPa for 28 days. According to the results of testing cylinders made of vertical core, the minimum strength of cement-slag material was 7.3 MPa, the maximum - 11.2 MPa. The obtained results of the compressive strength of soil-cement material exceed the design strength equal to 2.5 MPa. As a result of the test work on the construction site of the VRU-1400, the correctness of the technical solution for the selection of Jet Grouting technology for reinforcement the foundation base in difficult engineering and geological conditions, namely blast furnace slags, was confirmed.

У статті розглянуто перший в Україні досвід виконання ґрунтоцементних колон в шлаках доменного виробництва. Відповідно до проекту підсилення ґрунтової основи при реконструкції приміщення з навісом в станцію з виробництва продуктів розділення повітря з установкою ВРУ-1400 в м. Єнакієве на території заводу були виконані експериментальні роботи з метою підтвердження правильності обраних технологічних параметрів струменевої цементації (Jet Grouting) у фактичних інженерно-геологічних умовах будівельного майданчика і контролю геометричних і міцнісних параметрів ґрунтоцементних колон. Виконано дві дослідні ґрунтоцементні колони, виконано візуальне та інструментальне обстеження джет- колон, висвердлені керни з тіла джет-колони в горизонтальному напрямку і випробування матеріалу на міцність на стиск, а також відбір кернів у вертикальному напрямку на всю довжину джет-колони, випробування ґрунтоцементного матеріалу і підтвердження цілістності виконаної джет-колони. За результатами візуального обстеження була підтверджена циліндрична форма струменево- цементаційних елементів і заміряні фактичні діаметри, які склали 610 ... 640 мм, що більше від необхідного за проектом - 600 мм. Відібраний вертикальний керн підтверджує проектну довжину джет-колони, суцільність тіла джет-колони і відсутність розривів при обробці ґрунту високонапірним струменем цементного розчину. За результатами лабораторних випробувань цементно-шлакових циліндрів, відібраних з горизонтальних кернів міцність матеріалу склала від 4,76 до 7,68 МПа для віку 24 діб і 7,96 МПа для 28 діб. За результатами випробувань циліндрів з вертикального керна мінімальна міцність цементно-шлакового матеріалу склала 7,3 МПа, максимальна – 11,2 МПа. Отримані результати міцності на стиск ґрунтоцементного матеріалу перевищують проектну міцність рівну 2,5 МПа. В результаті проведених дослідних робіт на майданчику будівництва ВРУ-1400 по виконанню ґрунтоцементних колон було підтверджено правильність технічного рішення щодо вибору технології Jet Grouting для підсилення ґрунтів основи в складних інженерно-геологічних умовах, а саме насипних шлаках доменного виробництва.

В статье рассмотрен первый в Украине опыт выполнения грунтоцементных колон в шлаках доменного производства. В соответствии с проектом усиления грунтового основания при реконструкции помещения с навесом в станцию по производству продуктов разделения воздуха с установкой ВРУ-1400 в г.Енакиево на территории завода были выполнены экспериментальные работы с целью подтверждения правильности выбранных технологических параметров струйной цементации (Jet Grouting) в фактических инженерно-геологических условиях строительной площадки и контроля геометрических и прочностных параметров грунтоцементных колонн. Выполнены две опытные грунтоцементные колонны, выполнено визуальное и инструментальное обследование джет-колонн, высверлены керны из тела джет-колонны в горизонтальном направлении и испытание материала на прочность на сжатие, а так же отбор кернов в вертикальном направлении на всю длину джет-колонны, испытание грунтоцементного материала и подтверждение сплошности выполненной джет-колонны. По результатам визуального обследования была подтверждена цилиндрическая форма струйно- цементационных элементов и замерены фактические диаметры, которые составили 610 640 мм, что больше требуемого по проекту – 600 мм. Отобранный вертикальный керн подтверждает проектную длину джет-колонны, сплошность тела джет- колонны и отсутствие разрывов при обработке грунта высоконапорной струей цементного раствора. По результатам лабораторных испытаний цементно-шлаковых цилиндров, отобранных из горизонтальных кернов прочность материала составила от 4,76 до 7,68 МПа для возраста 24 суток и 7,96 МПа для 28 суток. По результатам испытаний цилиндров из вертикального керна минимальная прочность цементно-шлакового материала составила 7,3 МПа, максимальная – 11,2 МПа. Полученные результаты прочности на сжатие грунтоцементного материала превышают проектную прочность равную 2,5 МПа. В результате проведенных опытных работ на площадке строительства ВРУ-1400 по выполнению грунтоцементных колон была подтверждена правильность технического решения по выбору технологии Jet Grouting для усиления грунтов основания в сложных инженерно-геологических условиях, а именно насыпных шлаках доменного производства.