Iniekcja strumieniowa (jet grouting)

W technologii iniekcji strumieniowej naturalną strukturę gruntu niszczy energia strumienia iniektu. Rozszerza to zakres stosowalności tego rodzaju iniekcji także na grunty spoiste – gliny oraz iły.

Najczęściej stosowane medium w iniekcji strumieniowej to zaczyn cementowy. Wprowadzany jest w środowisko gruntowe z dużą energią. Stosowane ciśnienia robocze rzędu 50 MPa oraz prędkości z jaką iniekt wypływa z dysz iniekcyjnych (około 100 m/s) powodują odspajanie gruntu i mieszanie jego części z wprowadzanym zaczynem. Część mieszaniny gruntu i cementu wypływa na powierzchnię terenu tworząc urobek technologiczny, który jest usuwany i traktowany jako odpad poprodukcyjny, lub też wykorzystywany jako np. warstwa wyrównawcza pod fundamenty.

Wytrzymałość na ściskanie pobieranych próbek z urobku w zależności od rodzaju gruntu osiąga w próbie jednoosiowego ściskania wartości w podanych niżej przedziałach:

• do 20,0 MPa – w żwirach;
• do 15,0 MPa – w piaskach;
• do 8,0 MPa – w pyłach i glinach.

Oprócz poprawy własności mechanicznych następuje również uszczelnienie struktury gruntu, co skutkuje obniżeniem wartości współczynnika filtracji gruntu nawet o kilka rzędów.

Wykonywanie iniekcji strumieniowej przebiega w dwóch fazach:

• w fazie pierwszej prowadzi się wiercenie otworu przy pomocy żerdzi wiertniczej zakończonej monitorem i specjalną końcówką wiercącą (koronka, gryzer itp.). Wiercenie o średnicy 100-180 mm może być wspomagane strumieniem wody lub zaczynu.
• w fazie drugiej następuje formowanie elementu iniekcyjnego w gruncie. Na ten proces składają się dwa elementy – odspojenie gruntu w ograniczonej i sterowalnej strefie wokół żerdzi wraz z wynoszeniem urobku na powierzchnię terenu oraz mieszanie pozostających w otworze cząstek gruntu z wprowadzanym zaczynem cementowym.

Rozróżnia się trzy podstawowe systemy iniekcji strumieniowej: system jednomediowy, dwumediowy (powietrzny lub wodny) oraz trójmediowy. Przy zastosowaniu systemu jednomediowego w trakcie iniekcji przez pojedynczą lub układ dysz podawany jest w grunt iniekt pod ciśnieniem od 30 do 70 MPa. W trakcie iniekcji unoszenie żerdzi wiertniczej ku górze kojarzone z jednoczesnym ruchem obrotowym powoduje formowanie w gruncie kolumn iniekcyjnych – pali. Gdy żerdź wiertnicza podnoszona jest bez obrotów w gruncie formowana jest ściana. Możliwe są także zabiegi pośrednie – poprzez wyciąganie żerdzi z obrotami wahadłowymi można uzyskać tzw. pale sektorowe (pół lub ćwierć kolumny). Wykonane w ten sposób elementy można zbroić w wybrany sposób tj. stalowymi rurami, kształtownikami lub układami prętów.

Podstawowym elementem układu technologicznego jest wysokociśnieniowa pompa do zaczynów cementowych połączona wężami z urządzeniem wiertniczym. Zaczyn cementowy przygotowuje się w mieszalniku, do którego podaje się cement oraz wodę zarobową.