СТАБИЛИЗАЦИОННАЯ СИСТЕМА АЛЛУ

АЛЛУ ФИНЛЯНДИЯ И РАМБОЛЛ ФИНЛЯНДИЯ - ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ МАССОВОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ «АЛЛУ Финляндия» является финской компанией, которая начиная с 1985 года специализируется на развитии, производстве и продаже продукции для охраны окружающей среды, улучшении методов переработки и утилизации различных материаловmm, а также всемирным поставщиком аксессуаров и техники для строительства земляных полей и окружающей среды. На сегодняшний день «АЛЛУ ФИНЛЯНДИЯ» поставил продукцию в более чем 40 стран по всему миру. Главное управление «АЛЛУ» и фабрики расположены в Финляндии. В настоящий момент компания поддерживает активную и квалифицированную дистрибьюторскую сеть в более чем 30 странах и поставила продукцию в более чем 40 стран по всему миру. Основные линии продукции - это Ковшовые Дробилки и Стабилизационная Система. «АЛЛУ Финляндия» активно следует изменяющимся требованиям клиентов, развивая новые технические решения и методы, и ее цель быть пионером в этой области. Важной частью процесса развития продукции «АЛЛУ Финляндия» является продолжительный поиск вместе с клиентами новых возможностей и развитие новых технически реализуемых решений. Стабилизационная Система АЛЛУ Стабилизационная Система АЛЛУ является новым рабочим методом увеличения силы и динамической неподвижности мягкой почвы для того, чтобы улучшить характеристики проектирования мягкой почвы и устранения загрязнённой почвы.

«Рамболл Финляндия» (ранее «SCC Виатек») является частью «Рамболл Групп» - лидирующего Северной консалтинговой группы с более чем сотрудников в более чем 70 офисах. «Рамболл Групп» работает в области окружающей среды, строительстве, инфраструктуре и транспорте. ООО Рамболл Финляндия в настоящее время работает в 14 регионах Финляндии численностью 600 сотрудников. «Рамболл Финляндия» имеет подразделения в Хельсинки, Эспоо и Луопиоинен, и предлагает решения по массовой стабилизации, проектного масштабирования, планирования и координации, а также работы по контролю качества. Компания завершила сотни стабилизационных проектов, начиная с таких как дома на одну семью, заканчивая основными бухтами, и участвовала в самых значительных стабилизационных исследовательских проектах и проектах по развитию в Финляндии с 1980-х. Лаборатория «Рамболл Финляндия» в Луопиоинене работала в развитии технологий и материалов для окружающей среды и геотехнических применениях с Она завершила свыше 250 проектов в колонной, массовой и слоевой стабилизации в Финляндии и на международном уровне. В дополнение к лабораторным услугам по стабилизации, данное подразделение предлагает услуги по геотехническому тестированию и тестированию окружающей среды на месте, контроля качества работы, и исследования земляным проникающим радаром и измерительными приборами полевых строек.

Массовая стабилизация традиционно основана на использовании цемента и примесей извести, но массовая стабилизация, использующая промышленные побочные продукты в качестве стабилизаторов, становится более привычной и приобретает широкое признание. Промышленные побочные продукты, включая летучие золы, доменной шлак, или продукцию сульфата кальция, используются для замены более дорогих коммерческих вяжущих, и эти решения зачастую дешевле и действуют лучше, чем традиционные решения. Приблизительно 200 промышленных побочных продуктов были исследованы «Рамболл» в Луопиоинене, и в настоящее время является лидирующей лабораторией в северных странах ЕС для продвижения побочных продуктов как потенциальных вяжущих. Краткий список стабилизационных проектов «Рамболл Финляндия» включает: Массовая стабилизация глины и торфа в Лимерике, Едендерре и Мосфилде, Ирландии (2005 год) Массовая стабилизация в бухте Валенсии, Испания; стабилизационные тесты и контроль качества (2004 год) Массовая стабилизация приблизительно м3 донных осадков, заражённых ТВТ (трибутил) в Бухте Вуосаари, Хельсинки, Финляндия; работы включают планирование стройки, выбор связующего и оптимизацию (2003 год)

МАССОВАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ Массовая стабилизация является относительно новым методом улучшения мягких слоёв почвы. Стабилизация выполнена путём смешивания соответствующего количества сухого или мокрого связующего через объём обработанного слоя почвы. Связующее может состоять из единственного вещества или может являться смесью различных веществ таких как цемент, известь, летучая зола или шлак. Новые связующие и связующие смеси используя различные промышленные побочные продукты постоянно представлены на рынке. Массовая стабилизация также может быть совместима с другим стабилизационным методом, известным как колонная стабилизация. Основными целями стабилизации почвы являются: Увеличение силы мягкой почвы Улучшение деформационный свойств мягкой почвы (уменьшение покрытий) Увеличение динамической жёсткости мягкой почвы Устранение загрязнённой почвы Основные преимущества массовой стабилизации: Метод быстрого улучшения земли и может быть адаптирован к различным почвенным условиям В большинстве случаев экономически выгоден и экономит материалы и энергию Улучшает инженерные свойства почвы и может быть гибко связан с другими структурами и средой (без вредных покрытий) Не требуется перемещение натуральной почвы, поэтому меньше загрязнения от транспортировки и нет необходимости для захоронении и перевозки.

Проекты, где применение технологии стабилизации массы может быть целесообразно: Дороги, улицы и площадки для железнодорожного строительства Склады открытого хранения, места для парковки, спортплощадки и места хранения (отходов) на стройплощадках Заложение фундамента для промышленных зданий и мостов, водохранилища и районы свалки мусора Шумовые барьеры и заложение откоса рек, озер, дорог и т.д. Устранение вибрационных уплотнений при движении транспорта Кристаллизация / стабилизация вычерпанных осадков Стабилизация текучепластичного грунта для проходки туннеля Прокладывание труб / канализационного канала на строительных площадках Защита смежных структур Снижение давления грунта Защитные слои под водой Защитные слои от грунтовых вод Защитные слои от мерзлоты Обработка отходов и загрязненных почв: затвердевание, изоляция и нейтрализация

МАССОВАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ МЕТОДАМИ Плюсы: - Экономия - Гибкость - Экономия материалов и энергии - Использование свойств грунта на строительной площадке - Остатки грунта на месте. Безотходное производство. Не требуется транспортировка природного грунта. Минусы: - не предназначена для высоких насыпей - ограниченные возможности для повышения устойчивости высоких насыпей - плохо стабилизируемые почвы -необходимо время для твердения -максимальная глубина: для стабилизации массы 5,0*м; колонны 40,0м Другие методы по сравнению с массовой стабилизацией Вертикальный дренаж: - не требует больших затрат - требует больших временных затрат - высокое потребление массы - неустойчивость -большие участки для просадочности во время эксплуатации Отсыпка грунта в отвал - требует больших затрат - существенная разность осадок на окружающей территории -быстродействующий -(обычно)массивный фундамент Массообмен: - стоимость зависит от конкретного случая -существенное потребление массы -большой риск появления неисправности -большое воздействие на окружающую среду Снижение массы насыпи: (возможно применение технологии стабилизации) - зачастую требует больших затрат

Ухудшение качество почв посредством массового изменения (дорожные сообщения, морской порт Вуосаари, Хельсинки, Финляндия) Общая масса м 3 Естественный заполнитель м 3 от эскерных областей, расстояние км Естественный заполнитель – материальные затраты Транспортировка на расстояния км – транспортные издержки С Т А Н Д А Р ТС Т А Н Д А Р Т АЛЬТЕРНАТИВА МАССОВАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ Массовая стабилизации- эксплуатационные затраты Стандартные связующие- расходы на связующие средства Альтернатива связующим – расходы на связующие Транспортное сообщение Разработка грунта Транспортировка на расстояния км – транспортные издержки Свалка Проходная пошлина на свалку- затраты на мусорную свалку СуммаМасообменСтабилизация коммерческих связующих A Стабилизация побочных продуктов B Экономия AB м

СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ АЛЛУ ТИПВЕС (кг)БАЗОВАЯ МАШИНА (Экскаватор) МАКСИМАЛЬНАЯ ГЛУБИНА ЗАХОДА (м) PM 200(+адаптер ) т PM 300(+адаптер ) т PM 500(+адаптер ) т 5м Остальные параметры по глубине захода предоставляются по требованию.

СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ АЛЛУ Агрегат подачи давления (ALLU PF) подводит сухое связующее из контейнера через шланг прямо к барабанному смесителю (PM). Это устройство монтируется на гусеничные шасси и управляется дистанционно, что позволяет агрегату следовать за экскаватором на стройплощадку. Две модели агрегата подачи давления: PF 7 с одним контейнером (7 м³) и PF 7 +7 с двумя контейнерами по 7 м³ каждый, которые сжимаются под действием компрессора. Максимальное давление (8 бар), производительность воздуха 5 м³/мин. Объём подачи до 5 кг/сек, а количество связующего можно установить и отрегулировать с точностью до 0,1 кг/с даже во время работы системы сбора данных и управления данными ALLU DAC. ALLU DAC. позволяет управлять всей системой стабилизации, что делает её удобной в эксплуатации, и обеспечивает возможность передачи данных на другие компьютеры. Таким образом, вся проделанная работа задокументирована надлежащим образом для осуществления контроля качества.

СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ АЛЛУ Блочная стабилизация Этот метод используется, когда материал очень сырой (торф, буровая грязь или пластичная глина). Вяжущее всегда подается во вращающиеся смесительные барабаны. Этот метод является наиболее используемым методом массовой стабилизации. Глубина стабилизации ограничивается длиной силового агрегата (PM). Вся площадь, как правило, делится на м² и размечается рейками, затем последовательно осуществляется стабилизация. Водитель, управляя силовым агрегатом (PM), опускает его вверх или вниз на необходимую глубину, чтобы гомогенизировать всю массу в блоке. Подача количества связующего также контролируется и фиксируется системой DAC. (сбор данных и управление данными). Послойная стабилизация Данный метод используется, когда материал достаточно твердый. Связующее вещество либо распространяется на поверхности, либо подается непосредственно во вращающийся смесительный барабан. При перемешивании связующего и почвы, силовой агрегат (PM) направляет стабилизированную массу к экскаватору. Глубина стабилизации не ограничивается длиной силового агрегата (PM).

СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ АЛЛУ Стабилизация в районах переработки Стабилизация в контейнере или свае может служить примером сочетания методов, упомянутых выше. Система АЛЛУ имеет большое преимущество в плане экономии расходов за время осуществления проекта «Массовая стабилизация». Большая часть издержек приходится на связующие, что составляет около 50-70% от общей стоимости проекта.

Каждый проект по стабилизации является уникальным, различаясь грунтовыми условиями и функциональными требованиями (здания, сооружения), но обычно проект по стабилизации массы включает в себя следующие разделы: А) СТРОЙПЛОЩАДКА И ТРЕБОВАНИЯ - грунтовые условия не подходят для строительства, следовательно, необходимо укрепить грунтовое основание - предел прочности на сдвиг / необходимая несущая способность сравнение различных методов по укреплению, основные разработки выбор метода стабилизации массы (в чистом виде или в сочетании с другими методами) - требования по охране окружающей среды Б) СБОР ИНФОРМАЦИИ - о грунтовых условиях и сооружениях, расположенных на стройплощадке - возможные загрязнения - исследования на местности - предварительные испытания В) ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА - количественный и качественный отбор связующего для испытаний по стабилизации - свойства необработанного и стабилизированного грунта для проектирования - оптимизация связующих Г) ПРОЕКТИРОВАНИЕ - расчет и проектирование массовой стабилизации - инструкция по обеспечению качества строительства Д) СТРОИТЕЛЬСТВО - испытания стабилизации на стройплощадке - выполнение работ - документация Е) КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА - осуществление контроля качества до, во время и после строительства

Гомогенизация образцов почвы Классификация и химические свойства вода, содержимое, распределение размера гранул, содержание глины, плотность, pH, фон Пост и т.д. Выбор связующего/связующие смеси и их количество для испытания основано на - знание, накопленное на предыдущих проектах - доступное вяжущее Смешивание почв и связующих и производство образцов для испытаний 1-я Хранение оптимизация 0, 7, 14, 28, 90,… дней 2-я Неограниченная сила оптимизация сжатия после 7/14 дней Неограниченная Сжимаемость Проницаемость Испытания сила сжатия окружающей среды Интерпретация результатов испытания Оптимизация количества вяжущего (дополнительные испытательные образцы и их испытание) Выбор подходящего вяжущего и его количества

ВЯЖУЩЕЕ ИлГлинаОрганичексие почвы Gyttja/Ил, Органическая Глина Торф Типичное органическое содержание 0-2 % 2-30 % % Вяжущее Цементххх / х(х) хх / ххх Цемент+гипсхххх Цемент+шлакхх / хх(х) хххх / ххх Известь+цементхх х- Известь+гипсхх - Известь+шлакххх- Известь+гипс+шлакхх - Известь+гипс+цементхх хх / хх(х)- Известь- -- ххх очень хорошее вяжущее во многих случаях хх хорошее вяжущее во многих случаях х хорошее вяжущее в некоторых случаях - не подходит

Эффект количества вяжущего на силу стабилизированной почвы был испытан в лаборатории «Рамболл» и результаты показаны в следующем рисунке. Должно быть отмечено, что количество силы vs кривых не является линейным; поэтому некоторые вяжущие имеют точки порогового значения, в которых сила начинает расти более быстро. В других случаях некоторые вяжущие почти нечувствительны для количества. Эффект времени затвердевания различается между смесями вяжущего и почвы. Используя только цемент в качестве вяжущего, стабилизированные реакции почти полностью будут закончены во время первого месяца. В качестве отличия, процесс стабилизации материалов, содержащих известь, шлак, гипс или летучую золу, может продолжаться несколько месяцев после смешивания

Проектирование Требования к проектированию Разработка проекта необходима в случае осуществления работ на критическом участке, который является наиболее неблагоприятным по сочетанию эффекта нагрузки и несущей способности грунта, во время строительства и эксплуатации. Для целесообразности проекта стабилизированная масса грунта должна превратиться в однородный упругопластичный грунтовый слой. При разработке проекта должны быть учтены погрешности в результате смешения и гомогенизации стабилизированного грунта. Проект по стабилизации, рассчитанный на долговечность, должен быть разработан и выполнен таким образом, что подкреплённая конструкция не выйдет из строя и будет надежно служить и эффективно использоваться по прямому назначению. Для этого конструкция должна удовлетворять предельному состоянию несущей способности и эксплуатационной надёжности. Требования по срокам эксплуатационной службы (сооружения), предельному состоянию несущей способности и эксплуатационной надёжности должны быть оговорены заказчиком в технических условиях в соответствии с потребностями проекта. Предельные состояния Проект по стабилизации грунта должен удовлетворять предельному состоянию несущей способности и эксплуатационной надёжности. Все работы по стабилизации грунта должны быть спроектированы таким образом, чтобы в последующем не возникло угрозы обрушений или других неполадок, ведущих к нарушению функционирования или значительным экономическим потерям, появлению угрозы жизни людей. Массовая стабилизация спроектирована таким образом, что структура насыпи и прилегающие области обладают удовлетворяющим суммарным запасом стабильности, поэтому падение конструкции или её частей из-за чрезмерной деформации невозможно. Чтобы предельное состояние эксплуатационной надёжности удовлетворяло требованиям, область стабилизированной массы, включая переходные слои к нестабилизированным насыпям, должна быть спроектирована таким образом, чтобы общая и неравномерная осадка вдоль и поперек дорожной поверхности удовлетворяла предельному состоянию несущей способности. Кроме того, следует учитывать и длительную деформацию ползучести.

Работы по стабилизации Исследования в рамках стабилизации Испытания по стабилизации проводятся для того, чтобы получить необходимую информацию для проектирования, а также с целью подтверждения того, что используемое время смешивания и количество связующего приводит к удовлетворительным результатам стабилизации (т.е. прочность значений, однородность и осадки удовлетворяют требованиям проекта). Смесительные работы Оптимальное смешивание – это когда результат смешивания не улучшается за счет увеличения времени на смесительные работы (м 3 /ч). Оптимальное время смешивания при массовой стабилизации снижает затраты качественный контроль расходов. Кроме того, гарантирована надежность массовой стабилизации, и самое главное, увеличивается качество стабилизации масс. Время смешивания (сек./м 3 ) зависит от используемого в проекте оборудования по стабилизации, и от грунтовых условий (возможное время, сек./м 3 ). АЛЛУ Финляндия имеет большой опыт по работе в различных условиях массовой стабилизации и, таким образом, собрана обширная база данных, которая может быть использована в новых проектах. Качеством смесительных работ, т.е. однородного перемешивания, можно управлять с помощью портативного рентгенофлуоресцентного оборудования (Нитон, Иннов-X (Niton, Innov-X и т.п.) или при помощи других методов на месте работ. Измерения на месте проводятся по градуировочным кривым, подготовленным заранее в лаборатории заранее. Количество вяжущего Оптимизация количества вяжущего достигается путем стабилизации различных блоков (например, 4х4 м²) с использованием разного количества вяжущего. После определенного времени (2-4 недели) прочность на сдвиг стабилизированных блоков определяется зондированием (CTP, испытание на сдвиг крыльчаткой) и, при необходимости собираются образцы для лабораторного исследования. Испытательные участки / насыпь Когда стабилизированный участок большой, то возможно появится необходимость в поиске новых решений стабилизации, в использовании отдельных пробных участков и дальнейшего мониторинга в течение более длительного времени. На испытательном участке с помощью зондирования, взятия проб и анализов, а также измерение осадок можно сравнить методы смешивания, время, различного вяжущего и их количественное соотношение.

Работы по массовой стабилизации Каждый проект уникален и осуществляется по-разному, но принцип работы строится следующим образом: 1. Очистка участка от древесины и т.д. 2. Боронование и удаление грунтовых камней и заглушки и т.д. 3. Обозначение блоков и участков стабилизации 4. Экскаваторные работы на необходимом уровне 5. Посыпка песка на землю (при наличии необходимости) 6. Массовая стабилизация, тест-блоки / участки для испытаний 7. Продуктивность стабилизации 8. Обеспечение качества в процессе работы 9. Выравнивание стабилизированного грунта 10. Покрытие геотканью и создание плотного слоя и/или сжатия насыпи 11. Обеспечение качества и осуществление последующих мероприятий на участке стабилизации

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ - полевые испытания - порядок контроля во время исследований - методология испытаний ПОЛЕВЫЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ - прикладная система проверки качества в компании для данных испытаний ПЛАН ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ КОНТРОЛЯ - контроль качества во время стабилизации - контроль качества после стабилизации ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА - отчеты о качестве работ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Пример Массовая стабилизация загрязнённых осадков была произведена путём дноуглубления ила в котловане по краю набережной. Ширина котлована была приблизительно 17 м, длинна примерно 80 м и глубина 4-5 м. Испытания по контролю качества были произведены через один месяц. Несущая способность массово стабилизированного ила измерялась путём использования зондирования в 9 пунктах (всего 15 испытаний). Испытания по сдвигу стабилизатора использовались в 5 испытаниях и испытание на глубокое стабилизационное проникновение проводилось 10 раз. Пример Массовая стабилизация выполнена на площади с чрезвычайно сложными подпочвенными условиями ( торф, строительный мусор, древесный мусор, старые свалки). Объём стабилизации был м3 и глубина 2-5 м. С целью контроля качества, 95 зондирований были произведены 2-4 неделями после строительства.

Фундамент для высокоскоростного железнодорожного пути в Лухданоя, Финляндия Основная информация о железной дороге Новые пути 63 км Мосты 76 шт Земляные работы 2,6 милл. м3 Горная выроботка 2,6 милл. м3 Набережные и т.д. 4 милл. м3 Время строительства с 2002 по 2006 Максимальные скорости 220 км/ч Время в пути 44 мин. 4,3 милл. пассажиров в 2010 Стоимость строительства 331 милл. евро Основная информация о районе массовой стабилизации Район массовой стабилизации 40м * 300м = м2 ( расширено позже) Глубина массовой стабилизации будет меняться от 2 метров до 5 метров. В качестве связующего, обычный цемент используется 200кг/м3. Основной целью является установить при помощи массовой стабилизации такой рабочий слой, который может нести до тонн накопленного оборудования. Требуемая нагрузка была легко получена. Площадь 1: Мягкий торф 5м глубиной вниз Площадь 2: Сельскохозяйственный район глиняная почва 1м вниз и мягкий торф 5м в глубину.

Стабилизация загрязнённой почвы в бухте Трондхайм, Норвегия Пилотный проект по стабилизации м3 загрязнённой почвы со дна моря начался совместно с властями, консультантами (скандиаконсалт и ДВД консалтинг) и строительной компанией (Сельмер Сканска). Почва содержала РСВ, РАН, ТВТ и другие опасные вещества. Загрязненная почва была выкопана при помощи специального крана с места 1 на баржу и далее транспортировалась полностью в закрытом виде к месту 2 Пирс II. Пирс II. материал был выкопан экскаватором и загружен в самосвал для транспортировки в район стабилизации. Материал был стабилизирован при помощи промышленного цемента и летучей золы 3-мя частями 150 м3 контейнерах. Смешивание производилось ALLU PM Power Mix. После смешивания, материал был транспортирован на свалку.

Массовая стабилизация железной дороги в Перясейнайоки, Финляндия Общая информация Потребность в массовой стабилизации возникает, когда необходимо увеличить скорость пассажирского поезда от 160 км/ч до 200 км/ч, а грузового транспорта - до 100 км/ч с осью подвижного состава весом 250 кН. Цель данного проекта – выяснить, насколько эффективны различные методы укрепления, и каковы затраты. Испытательный участок разделен на три сектора, каждый из которых длиной 100м. Первый сектор – условная площадь (для расчётов), второй – участок под массовую стабилизацию, и третий – участок для насыпи. Грунтовые условия Железная дорога проходит через торфяные области, где 5 м торфяного слоя, под торфяным слоем – 2-5 м слоя илистого грунта, ниже – морена (рис. 32). Стабилизация в деталях Стабилизация осуществляется блоками размером 5х5 м 2. Связующее – сульфатостойкий цемент (100 кг/м 3 ). Стабилизированный торф покрывается геотканью и нагружается слоем гравия до 1м толщиной. Предел прочности на сдвиг при кратковременном нагружении составляет 15 кПа, а при долговременном – 40 кПа, что обеспечивает стабильность и нулевую осадку железнодорожной насыпи с учётом новой нагрузки и скорости. 4 принципа работы стабилизации 1.Края железнодорожной насыпи не проникают в слои стабилизированного торфа. 2.Нижний слой железнодорожной насыпи не может проникнуть в слой стабилизированного торфа. 3. Верхний слой железнодорожной насыпи не может попасть в торфяные слои. 4. Стабилизированный торф вокруг железнодорожной насыпи предотвращает скольжение слоев насыпи сквозь торф. Контроль качества Все участки измеряются пьезометрическим прибором и кренометром. Измерение осадок и предела прочности на сдвиг. Гомогенизация стабилизированного участка и количественные испытания связующего.