Najnowsze osi gni cia w zakresie iniekcji strumieniowej.
Kolumny o rednicach od 2,5 do 5,0 m.
Mgr in . Tomasz Michalski
Keller Polska Sp. z o.o.
Iniekcj strumieniow stosuje si jako powszechn technologi wzmocnienia podło a
w wielu krajach na wiecie. Mo liwo ć zastosowania tej technologii i wytworzenia okre lonych
brył geometrycznych o ci le okre lonych parametrach w wielu rodzajach gruntu pozwala
rozwi zywać wiele problemów geotechnicznych. Od kilkunastu lat na całym wiecie, a tak e w
Polsce z powodzeniem stosuje si Jet Grouting dla uszczelniania i wzmacniania gruntów; przy
czym stosowane rednice kolumn wynosz standartowo od 0,8 m do 2,5 m. W krajowej
praktyce budowlanej kolumny Jet Grouting o rednicy ponad 2 m były wykorzystywane ju
wielokrotnie np.:. dla wzmacniania nabrze y portowych, uszczelniania zapór, czy te
zeskalania gruntów w budownictwie tuneli (metro w Warszawie). Tak e w chwili obecnej
wykonuje si w Polsce prace przy wykorzystaniu mo liwo ci jakie daje stosowanie kolumn o
rednicy 2,0-2,5 m. Trudno wi c zgodzić si z autork artykułu  Kolumny iniekcyjne du ych
rednic (In ynieria i Budownictwo 3/2005), i kolumny o rednicy 2 m s nowo ci na rynku
polskim zwłaszcza, e przywoływane w powy szym artykule maszyny np. pompy HT400
pracuj w kraju od 1997 roku. Nowo ci na rynku polskim s natomiast bezdyskusyjnie
kolumny o rednicy 2,5-5 m i tego typu zastosowania omawia niniejszy artykuł. Kolumny o
rednicy kilku metrów pokazane s na fotografiach 1, 2 i 3.
Fot. 1,2,3  Kolumny o rednicy kilku metrów
1
Jednym z ogranicze na drodze rozwoju technologii Jet Grouting jest koszt jej
zastosowania zwi zany z konieczno ci wykorzystywania drogich maszyn, du ych ilo ci
energii oraz z powstawaniem kłopotliwego w utylizacji urobku technologicznego. Jednym ze
sposobów na obni enie kosztów jednostkowych wytworzenia cementogruntu (np. m3) jest
mo liwo ć utworzenia elementów Soilcrete o bardzo du ych rednicach (do 5m).
Zastosowanie takich rednic w du ym stopniu redukuje ilo ć punków iniekcyjnych, co oprócz
wpływu na koszty ma bardzo du e znaczenie dla jako ci prac, zwłaszcza przy
zastosowaniach uszczelniaj cych grunty. Wiadomym jest, i newralgicznymi miejscem
uszczelnienia s poł czenia poszczególnych elementów iniekcyjnych. Je eli wi c zmniejszona
zostanie radykalnie ilo ć wykonywanych elementów (np. poprzez zast pienie kolumn o
rednicy 2 m kolumnami rednicy 4m) prawdopodobie stwo powstania nieszczelno ci lub
innych bł dów szybko maleje. Jak znacz co zmienia si ilo ć niezb dnych do wykonania
elementów Jet Grouting przy zwi kszeniu rednicy kolumn obrazuj rysunki 1i 2.
Przedstawiaj one wykonane w dnie wykopu krótkie kolumny Jet Grouting pełni ce rol rozpór
dla cian zabezpieczaj cych ciany wykopu.
Rys. 1 Rozmieszczenie kolumn o rednicy 0,8m Rys. 2 Rozmieszczenie kolumn o rednicy 2,6m
Soilcrete -DS jest udoskonalan odmian iniekcji strumieniowej. Technologia to jest
lepsza i ta sza. Podobnie do klasycznego podwójnego systemu Jet Grouting, przy Soilcrete 
DS stosuje si par dyszy iniekcyjnych otulonych strumieniem spr onego powietrza, które
eroduj podło e i mieszaj go z zaczynem cementowym.
Innowacyjno ć tej technologii polega na zwi kszonej wydajno ci i pr dko ci przepływu
płynów (zaczynu) w monitorze, a przez to zdecydowanie bardziej skoncentrowany
wypływ iniektu z dyszy (Fotografia 4). Umo liwia to zaprojektowanie kolumn o
rednicy do 5 m, a wi c znacznie wi kszej ni przy standardowych wariantach iniekcji
strumieniowej (od 0,6 do 2 m).
System Soilcrete -DS, okre lany w Ameryce Północnej jako Super Jet, ma wiele
potencjalnych zastosowa . A
cz c kolumny mo na skutecznie wzmocnić posadowienie
pionowych i bocznych podpór konstrukcji. Mo liwe jest równie wykonanie przegród i przesłon
zabezpieczaj cych przed wod gruntow . Natomiast przy budowie tuneli stosuje si Soilcrete
-DS do zabezpieczenia/zeskalenia słabych gruntów. Za pomoc Soilcrete -DS mo na równie
wykonać zapory, przesłony, które umo liwiaj rozbudowanie infrastruktury, jej renowacje i
modernizacj . Bez obracania erdzi wiertniczej podczas wyci gania, mo liwe jest utworzenie
szerokiej płyty w formie pionowej bariery ( ciany), która hamuje dopływ wody gruntowej
(lub zanieczyszczonej wody). Takie rozwi zanie znajduje zastosowanie w przeludnionych
2
miejscach, w których wyst puj podziemne przeszkody, jak równie wzdłu zapór i wałów
przeciwpowodziowych w celu poprawy ich stateczno ć. Przebieg wykonania kolumn jest
identyczny jak przy klasycznym Jet Groutingu tzn. składa si z fazy wiercenia oraz iniekcji
wysokoenergetycznym strumieniem zaczynu cementowego (Rysunek 3).
Fot. 4 Pokaz strumienia
Rysunek 3. Przebieg wykonania Soilcrete  DS
Na konkretnych przykładach zaprezentowany zostanie post p, jaki dokonał si w
technologii Soilcrete  DS. Warto zwrócić szczególn uwag na jako ć wykonywanych robót
(mniejsza ilo ć elementów, a co za tym idzie mniej słabych punktów) i oszcz dno ci
finansowe.
3
LUBECK-MOILSLING TUNNEL: USZCZELNIENIE DNA WYKOPU
Pierwsze w Europie zastosowanie technologii Super Jet miało miejsce w roku 1999 w
Niemczech, w okolicach miejscowo ci Lubeck.
Nowobudowany odcinek autostrady A20 przecina istniej c lini kolejow Lubeka -
Hamburg, drog krajow i gminn w pobli u Lubeka -Moisling, w Niemczech.
Wzgl dy zwi zane z lokaln ekologi , ochrona rodowiska, uwarunkowania projektowe jak
równie ochrona przed hałasem, spowodowanym nasilaj cym si ruchem drogowym w
znacznym stopniu wpłyn ły na to, e ten odcinek autostrady (o długo ci 330m i szeroko ci
30m) zaprojektowano i zbudowano jako tunel, przechodz cy pod lini kolejow oraz pod
drogami lokalnymi.
Standardowy przekrój podło a przedstawiono na rysunku 4. Woda gruntowa pojawiła si na
ró nych gł boko ciach, najcz ciej mi dzy 5 a 7m poni ej istniej cego poziomu.
Podstawowym zało eniem projektowym było wykonanie wykopu na czas budowy tunelu, bez
konieczno ci obni ania zwierciadła wody gruntowej. Zgodnie z powy szymi warunkami
gruntowymi, in ynierowie zaprojektowali konstrukcj zaporow , składaj ca si z
zakotwionych cianek szczelnych (stanowi cych boczn obudow cian wykopu) poł czonych
za pomoc poziomej przegrody wodoszczelnej, wykonanej w technologii super jet. Tak
przygotowane elementy stanowiły wodoszczeln konstrukcj potrzebn do wykonania
kolejnych prac.
Jak przedstawiono na rysunku 4, uszczelnienie dna zostało wykonane w formie stopni zgodnie
z zało eniami projektowymi oraz przebiegiem niwelety projektowanej drogi.
Na podstawie wcze niejszych do wiadcze , do wykonania przenikaj cych si
kolumn o rednicy 3,5 m, tworz cych uszczelnienie dna mi dzy wbitymi stalowymi
ciankami szczelnymi wykonawca iniekcji strumieniowej wybrał technologi Soilcrete
-DS Midi. Takie rozwi zanie zoptymalizowało układ kolumn i pozwoliło zredukować ich
ilo ć o jedn trzeci .
Rysunek 4. Przykładowy przekrój poprzeczny oraz profil
4
Posadowienie mostu autostradowego przez rzek Wart w ci gu autostrady A2
Przy budowie mostu autostradowego przez rzek
Wart w okolicach miejscowo ci Janów k. Koła zaszła
konieczno ć wykonania gł bokich wykopów
fundamentowych tu przy nurcie rzeki (fotografia 5
i 6). Bior c pod uwag brak mo liwo ci odwodnienia
takiego wykopu zdecydowano si na wykonanie
szczelnej obudowy. ciany wykonano w postaci
wwibrowywanych grodzic stalowych natomiast dno
zabezpieczono za pomoc poziomej przesłony
wodoszczelnej wykonanej w technologii Super Jet.
Zastosowano kolumny o rednicy 3  3,5 m w
rozstawie 2,000x2,150  w siatce trójk tnej
(rysunek 5). Znacz cym utrudnieniem dla
wykonawstwa tych prac były wykonane ju wcze niej
pale wielko rednicowe i prefabrykowane. Generowały
one mo liwo ć powstawania tzw. cieni iniekcyjnych, tj.
miejsc do których nie dotarł strumie eroduj cy grunt.
Dzi ki zainstalowaniu przegrody na odpowiedniej
gł boko ci poni ej dna wykopu, unikni to
konieczno ci wykonywania zakotwienia przesłony. Po
stwardnieniu cementogruntu wykonano wykop oraz
wszelkie prace fundamentowe prowadz c jedynie
niewielkie pompowanie resztek wody przes czaj cych
si przez ciank szczeln (Fotografia 7).
Fot. 7 Posadowienie mostu na Warcie - wykop
z widokiem na pale
Fot. 6 Posadowienie mostu na Warcie -
widok na obie podpory mostu przy wysokim
stanie wody
Fot. 5 Posadowienie mostu na Warcie - iniekcja
dla lewej podpory w nurcie rzeki
5
Rys. 5 Posadowienie mostu na Warcie - projekt techniczny
Tunel drogowy w O wi cimiu.
Zalegaj ce w podło u piaski grube i pospółki,
bardzo wysoki poziom wody gruntowej, obecno ć
w bezpo rednim s siedztwie cieku wodnego oraz
zagro enie osiadaniami przebiegaj cej w pobli u
linii kolejowej powodowały, e odwodnienie
planowanego wykopu było bardzo trudne
technicznie i wi zało si z du ym ryzykiem
uszkodzenia s siednich obiektów oraz było
bardzo drogie. Dlatego ju na etapie projektu
budowlanego, w roku 2001 przewidziano
wykonanie szczelnej obudowy cian wykopu w
formie cian szczelinowych oraz szczelnej,
samono nej, poziomej przegrody wodoszczelnej
zabezpieczaj cej wykop przed napływem wody
gruntowej od dołu. Przegrody te miały pełnić
dwojak rol : w trakcie budowy miały umo liwić
wykonanie wykopu oraz tunelu i warstw
drogowych bez obni ania zwierciadła wody
gruntowej, natomiast w trakcie eksploatacji miały
tworzyć szczeln  wann  umo liwiaj c
normaln eksploatacj drogi.
W przypadku tej budowy wykonano
kolumny Jet Grouting o rednicy 2,5m.
Wykonanie kolumn tylko o rednicy 2,5 cm
spowodowane było wzgl dami wykonawczymi:
poziom platformy roboczej przyj to na tyle nisko,
e gdyby wykonywano kolumny o wi kszej
rednicy groziłoby to podmyciem i zapadni ciem si maszyny. Na temat tej budowy warto
wspomnieć jeszcze z jednego wzgl du. Otó szukaj c oszcz dno ci finansowych, Inwestor i
6
Generalny Wykonawca, zdecydowali o zaaprobowaniu propozycji projektanta kolumn Jet
Grouting, by ciany boczne wykopu wykonać nie jako ciany szczelinowe, ale jako zbrojon
palisad z kolumn DSM. W ten oto sposób powstała budowla (szczelna wanna) w cało ci
wykonana z nowego w budownictwie
materiału jakim jest cementogrunt.
(Rysunek 6, Fotografia 8 i 9).
Poniewa przyj te rozwi zanie jest
rozwi zaniem trwałym, eksploatowanym
przez najbli szych kilkadziesi t lat,
pomi dzy przesłon a niwelet drogi
zainstalowano drena przechwytuj cy
resztkowe s czenie wody przez ciany i
przesłon .
Rys. 6 Wykop drogowy w O wi cimiu  przekrój poprzeczny
7