10.07 2025

Қазақстан жағдайында (сазды, суға қаныққан топырақтар, жер сілкінісі мен су тасқынынан кейінгі шөгу) цемент-бетон инъекциясы мен GEORESIN технологияларының салыстырмалы талдауы

1. Бастапқы жағдай: Қазақстан топырақтарында не болып жатыр

• Судың молдығы мен саздың басымдығы. Қазақстанның, әсіресе Алматы, Астана, Ертіс және Жайық аңғарлары бойындағы тұрғын және өндірістік аймақтарының көпшілігі ұсақ-дәнді, сазды, аязға және сулануға бейім топырақтарда орналасқан. Қолданыстағы ҚР ҚН 5.01-102-2013 құжаты мұндай топырақтар үшін бөлек есептеуді талап етеді: маусымдық су басу, капиллярлық көтерілу биіктігі мен жер асты суларының агрессивтілігі ескерілуі керек.
• Жиі экстремалды жүктемелер. 2024 жылғы 23 қаңтардағы Алматыдағы жер сілкінісінен кейін 188 тұрғын үйге зақым келді. 2024 жылғы көктемгі су тасқыны соңғы 80 жылдағы ең ірі оқиға болды: 100 000-нан астам адам эвакуацияланды, 15 000-нан аса үй сараптамадан өткізілді.
• Кең тараған мәселе — «суланудан кейінгі шөгу»: сазды массив беріктігін жоғалтады, су толы қуыстар мен еритін учаскелер түзіледі, нәтижесінде ғимарат іргетасы астында біркелкі емес шөгу үдерісі жылдамдайды.

2. Шешімдердің екі негізгі тобы

Критерий	Цемент-бетон инъекциясы (Jet Grouting, көлемді цементация)	GEORESIN геополимерлі инъекциясы
Негізгі қағидасы	Су-цемент ерітіндісі топырақты шайып, араластырады да, «цементтопырақ» түзеді	Вязкостығы ≈1–3 сПз болатын екі компонентті полиуретан смола қысыммен енгізіледі, 30–60 есе ұлғайып, суды ығыстырып, топырақ қаңқасын тығыздайды
Ұңғыма диаметрі/ерітінді шығыны	Ø 80–150 мм; 160–300 кг/м³	Ø 12–18 мм; шамамен 5–15 кг/м³ смола
Қай топырақта тиімді	Қиыршық тас, ірі және орта құм (k > 80 м/тәу); тығыз сазда өткізгіштік күрт төмендейді	Құм, саз, шаңды-сазды, лесс, суға қаныққан және шөгінді саз; серпімділік модулі артып, фильтрация азаяды
Сулы ортада жұмыс	Ерітінді сұйылуы, «цемент сүті» қаупі, топырақпен нашар байланыс	Смола суға сезімтал емес, саңылау суын лезде ығыстырады, біртекті матрица құрайды
Жұмыс жылдамдығы	Қатаюы 3–28 тәулік; жиі ауыр бұрғылау қажет	30 минуттан кейін жүктемеге дайын, әуежай ВПП-да қолданылуы мүмкін
Қосымша салмақ	1 800–2 200 кг/м³ – шөгетін топырақ үшін қауіпті статикалық жүктеме	60–200 кг/м³ – жалпы тығыздық пен қысымды арттырмайды
Сейсмикаға төзімділік	Цементтопырақ морт; қайталама соққылардан жарықшақ түседі	Жасушалы полимер – тербеліс энергиясын сіңіретін демпфер
Тозуға төзімділік	Әлсіз сазда 5–10 жыл (коррозия, шайылу)	Практикалық тәжірибе ≥ 40 жыл, есептік мерзім ≈ 100 жыл

3. Цемент-бетон инъекциясы туралы толығырақ

Артықшылықтары:

1. Материал арзан, барлық өңірде бар.
2. Технология ҚР СН және СП құжаттарында толық сипатталған; мемлекеттік сараптамадан өтуі оңай.
3. Өткізгіштігі жоғары топырақта (k > 80 м/тәу) монолитті «цемент бағанасын» құрайды, 3 МПа-дан артық жүктемеге төтеп береді.

Сазды және сулы топырақтардағы кемшіліктері:

• Төмен фильтрация – ерітінді жарықтарды локалды ғана жабады, толық көлемді массив құрылмайды, қысым мен шығыс артық болады.
• Сұйық ағын топырақты босаңсытады – су сорылғаннан кейін қосымша шөгу пайда болады.
• Цементтопырақтың қайталама сулануы/қатуынан 3–5 жылдан соң жарықшақ пайда болады.
• Қосымша салмақ: әр 10 м³/жүкті метрге +18-20 тонна, бұл II дәрежелі ғимарат үшін шекті деңгейге жақын.

4. GEORESIN полиуретандық геоинъекциясы туралы толығырақ

Артықшылықтары:

1. Сулы ортада жұмыс істей алады – смола «көбіктеніп», суды ығыстырып, бірден ылғал тосқауылын жасайды.
2. Құрылымға минималды араласу – 12-18 мм ұңғыма, қазусыз, жұмыс істеп тұрған цех, метро астында да қолдануға болады.
3. Жылдамдық және дәлдік – лазерлі бақылау плиталар мен іргетастарды нақты (±0,5 мм) көтеруге мүмкіндік береді, өңдеуден кейін 1 сағатта объекті пайдалануға қайтарылады.
4. Сейсмикаға тұрақтылық – «саз+смола» композитінің серпімділік модулі 20–30 % артады, демпфирлеу 1,4 есе өседі.
5. Ұзақ мерзімдік – Финляндия, Швеция, Ұлыбританияда 1987 жылдан бері қолданылған нысандарда қасиеттері төмендеген жоқ; есептік мерзім ≥ 100 жыл.

Кемшіліктері:

• Бағасы жоғары, бірақ эффекті мен жобалауды нақтылау арқылы үнемдеуге болады.
• Сертификатталған мамандар мен жоғары сапалы, сенімді жабдық қажет.

5. Арзан «клондардың» қаупі

Сұраныс артқан сайын «еден көтеруге арналған полимер» ұсынатын фирмалар көбейді. Біздің компанияға түскен шағымдар мен зертханалық сынақтар көрсеткендей, тексерілмеген құрамдар «кесек-кесек» көбіктенеді, байланыссыз, борпылдақ, суөткізгіш масса түзіледі; құрылым тұрақсыз болғандықтан су ішіне өтіп кетеді.

Негізгі белгілері:

• Баррельде «GeoResin» таңбасының болмауы;
• Смола «салмақпен» ұсақ ыдыста, паспортсыз сатылады.

Тәуекел – адал емес мердігер 30% бюджет үнемдегендей көрінуі мүмкін, бірақ 1–3 жылдан кейін қайта шөгу және жөндеу шығыны бірнеше есе өседі.

6. «Өмірлік цикл» экономикасы

• Бастапқы шығындар. GEORESIN-нің өзіндік құны жоғарырақ, бірақ жалпы көлем, техника жалдау, бұрғылау, қалдықты шығару, абаттандыруды қалпына келтіру, ұзақмерзімді кепілдік бойынша тиімдірек.
• Қарапайым сағаттар. Логистикалық орталық, әуежай, мұнай өңдеу объектілерінде әрбір 12 сағаттық тоқтау миллиондаған теңгеге шығын әкеледі — GEORESIN бұл шығынды қысқа мерзімде өтейді.

7. Қорытынды

1. Қазақстанда сазды, суға қаныққан және шөгетін топырақ басым болғандықтан, GEORESIN геополимерлік инъекциясы инженерлік сенімділігі және «толық цикл» экономикасы бойынша, әсіресе сейсмика қауіпті және үздіксіз жұмыс істейтін объектілерде, тиімдірек.
2. Цемент-бетон технологиялары құмды-құмтас негіздерде, терең инъекцияда және ұзақ уақыт тоқтауға болатын нысандарда әлі де сұраныста.
3. Нарықтағы басты қауіп – сапасыз «аналогтар». Сертификат, жабдық және нақты кеңею коэффициентін қатаң қадағалау қажет.
4. Жобалау кезінде гибрид тәсіл: іргетастың жоғарғы қабатында цемент, ал жер асты су деңгейінде негізгі GEORESIN-эффектті қолдану ұсынылады – бұл фильтрацияны азайтады, су тасқынынан кейін іргетасты бекітеді.
5. Топырақты бекіту – шешімнің бір бөлігі ғана: жер асты су деңгейін бақылау, су бұру және дренаж жасау маңызды (ҚР ҚН 5.01-102-2013 талаптары).

Қорытынды: Қазіргі Қазақстанда GEORESIN «экзотикалық еуропалық әдістемеден» топырақты шұғыл тұрақтандыру мен шөгуді жөндеудің негізгі тәсіліне айналуда. Цемент инъекциясы қолжетімді, бірақ тармақталған, нақты топырақ типтеріне арналған әдіс болып қалуда – топырақ неғұрлым сазды әрі ылғалды болса, соғұрлым бұл әдістің қолданыс аясы тарылуда.