Iniekcje geopolimerowe vs. tradycyjne metody wzmacniania podłoża gruntowego

(5 marca, 2020)

Szybciej, efektywniej, bez wykopów i utrudnień. Iniekcje geopolimerowe – alternatywa dla tradycyjnych metod wzmacniania gruntu. Rozwiązania dla projektantów i generalnych wykonawców.

W poniższym artykule znajdą Państwo opis dostępnych technologii z zakresu geoinżynierii i ich porównanie na tle iniekcji geopolimerowych oraz zalety iniekcji geopolimerowych w porównaniu do tradycyjnych metod.

Czym są iniekcje geopolimerowe i ich zastosowanie w robotach geoinżynieryjnych.

Iniekcje geopolimerowe to szybka i nieinwazyjna metoda wzmacniania podłoża, stosowana w budownictwie zarówno liniowym (infrastruktura), jak i kubaturowym (obiekty przemysłowe, komercyjne i mieszkalne). Z powodzeniem stosowana w krajach Europy Zachodniej i Skandynawii od ponad 40 lat, w Polsce zyskująca na popularności z uwagi na wyjątkowe parametry użytkowe i wygodę stosowania: ekstremalnie szybki czas robót naprawczych i właściwie znikomą uciążliwość podczas prowadzenia prac geoinżynieryjnych.

Proces naprawczy, polegający na szybkiej i małoinwazyjnej iniekcji w głąb gruntu, pozwala na jego zagęszczenie bezpośrednio pod obiektem bez wykopów, drgań czy wprowadzania ciężkiego sprzętu budowlanego. Geopolimery stosowane w inżynierii lądowej to wysoko ekspansywne żywice, szybko penetrujące grunt i osiągające swoje właściwości użytkowe w bardzo krótkim czasie Dzięki temu stanowią szybką i nieuciążliwą alternatywę dla tradycyjnych technologii stosowanych w celu rozwiązania problemów osiadania nawierzchni obiektów infrastruktury, czy przemysłu. Skład żywic dobierany odpowiednio do warunków i wymogów obiektu, uwzględniając wiele czynników, w oparciu o uprzednio przeprowadzony szereg badań geotechnicznych, a zatem: właściwości gruntu, rodzaj i nośność gruntu, przewidywane obciążenie, szybkość procesu wiązania oraz zakładane parametry konsolidacji.

W przypadku budownictwa liniowego i kubaturowego, iniekcje geopolimerowe mogą być stosowane w celach:

poprawy nośności i wzmocnienie podbudowy – rozumiane, jako wypełnienie, zagęszczenie i konsolidacja,
podparcia konstrukcji – wypełnienie pustek i kawern, usunięcie wody z porów i pustych przestrzeni
poprawy nośności podłoża gruntowego – konsolidacja, zbrylenie gruntu (w przypadkach gruntów ziarnistych) i ujednolicenie podłoża.

Tradycyjne metody geoinżynieryjne stosowane w celu wzmocnienia podłoża gruntowego

1. Mikropale

System samowiercącycch żerdzi stalowych, wkręcanych w podłoże za pomocą mobilnych wiernic gąsiennicowych. Zakończone koronką wiercącą, która podaje zaczyn cementowy w głąb podłoża. Stosowane do wzmacniania fundamentów istniejących budynków oraz mostów, stabilizacji skarp, przyczółków mostowych i nasypów kolejowych, stabilizacji obiektów posadowionych na gruncie słabonośnym

Iniekcje geopolimerowe vs. mikropalowanie

szybki czas pracy: zaledwie kilka dni, a nie tygodnie lub miesiące, jak w przypadku mikropali
bez platform roboczych, bez konieczności rozkładania parku maszynowego (platformy, wiertnice, zbiorniki na wodę i zaczyn, pompy, etc.)
bez bałaganu, wykopów i urobku
iniekcje geopolimerowe nie wymagają przestrzeni roboczej (podczas, gdy mikropale wymagają zachowania odstępu od ściany od 3 do 8m)
iniekcje geopolimerowe pozwalają na wzmocnienie trudnodostępnych miejsc (np. piwnice), podczas gdy w przypadku mikropali jest nie praktycznie niemożliwe ze względu na gabaryty maszyn używanych do palowania
brak zniszczeń – iniekcje geopolimerowe to nawierty o średnicy zaledwie 12 mm, podczas gdy sprzęt do mikropalowania swoimi gąsiennicami niszczy posadzkę i jest praktycznie niemożliwy do zastosowania w zamkniętych pomieszczeniach

2. Jet Grouting

Iniekcja wysokociśnieniowa, która polega na podawanie do gruntu zaczynu cementowego o wysokim ciśnieniu (złożony z cementu i wody, podawany pod ciśnieniem). Jet Grouting stosowany jest do posadzek i fundamentów. Technologia Jet groutingu jest podobna do mikropali,

Iniekcje geopolimerowe vs. Jet Grouting

przewaga iniekcji geopolimerowych vs Jet Grouting: nie niszczą gruntu, czyli eliminują ryzyko osiadania
iniekcje: do przeprowadzenia robót geotechnicznych potrzebna jest naprawdę niewielka przestrzeń robocza. Brak parku maszynowego. Natomiast Jet grouting wymaga rozbudowanego i złożonego parku maszynowego: silosy, pompa na wodę, mieszalnik – to zajmuje dużo miejsca. Trzeba dodatkowo to wszystko rozłożyć i złożyć – nie jest to technologia mobilna.
Jet Groutingu: konieczność wykonania wstępnego wykopu technologicznego
Jet Grouting: bardzo brudna technologia (zaczyn cementowy może pryskać wszędzie, dodatkowo powstaje konieczność utylizacji zaczynu).
Jeśli prace są prowadzone w środku – Jet Grouting najprawdopodobniej nie będzie możliwy do zastosowania, z uwagi na wysokość maszyn. W dodatku zaczynem można łatwo zabrudzić wszystko dookoła. Usunięcie zabrudzeń jest bardzo kosztowne. Gąsienice i pozostały ciężki sprzęt budowlany mogą zniszczyć posadzki.

3. Iniekcje niskociśnieniowe

Rozwiązanie, które podobnie, jak iniekcje geopolimerowe można wykorzystać do stabilizacji podłóg i posadzek (technologia polegająca na wypełnieniu pustek zaczynem – trochę podobne do naszej technologii).

Różnica na korzyść iniekcji geopolimerowych: za pomocą iniekcji geopolimerowych jesteśmy w stanie podnieść do góry posadzkę, podczas gdy zaczyny niskociśnieniowy nie osiągnie tego efektu.

4. Wykonanie tradycyjnego wzmacniania fundamentów

Polega na odkopywaniu metr po metrze pod istniejącym fundamentem – brudna, pracochłonna metoda.

Iniekcje geopolimerowe stanowią nieuciążliwą alternatywę dla tradycyjnych metod naprawczych

Wszystkie opisane powyżej, tradycyjne metody są związane z dużą ingerencją w konstrukcję naprawianego obiektu i powodują dużą uciążliwość: konieczność przeprowadzenia skomplikowanych robót budowlanych z użyciem ciężkiego i brudnego sprzętu budowlanego. Uciążliwość prac z wykorzystaniem Jest Groutingu czy mikropali oraz czas tego typu robót geoinżynieryjnych często paraliżuje pracę naprawianego obiektu i praktycznie uniemożliwia jego użytkowanie. W przypadku obiektów produkcyjnych, czy usługowych wiąże się to z przestojami produkcyjnymi, które rzecz jasna niosą bardzo konkretne i wymierne straty finansowe. W przypadku napraw obiektów infrastrukturalnych (drogi, autostrady, koleje czy lotniska) oznacza to zamknięcie tych obiektów dla użytkowników i pasażerów. Tym samym decydując się na metody tradycyjne, inwestorzy bardzo często nie biorą pod uwagę kosztów pośrednich, które pojawiają się w związku z utrudnieniami, jakie powoduje wybór tradycyjnej technologii naprawczej.

Więcej na temat rozwiązań geopolimerowych w zakresie inżynierii budowlanej i ich zastosowaniu – TUTAJ.