Реконструкция фундаментов

• Название: Реконструкция фундаментов
• Дата: 14.10.2022
• Размер: 0.67 Mb.
• Имя файла: 2751c94.doc
• Тип: Реферат; #734173
• страница: 3 из 3

11. Усиление фундаментов способом «стена в грунте»

/ — усиливаемый фундамент; 2 — стена в грунте или прямоугольный фунда­мент; 3 — выемка; 4 — анкер; 5 — железобетонная обойма; 6 — замкнутая стена в виде короба; 7 — глубокие стены; 8 — перемычки между стенами

Конструктивные решения повышения несущей способности фун­даментов глубокими стенами или столбами зависят от причин уси­ления, грунтовых условий и нагрузок на фундамент.

Особенно рационален этот способ, когда к фундаменту примы­кает глубокий подвал. Усиление в этом случае производится глубо­кими стенами. Для обеспечения устойчивости фундамента при этом рассчитывают защемление стены в грунте с учетом нагрузок от фун­дамента и грунта, находящегося за стеной. Если рассчитать за­щемление трудно или экономически нецелесообразно, то устойчи­вость стен повышается устройствами анкерных креплений, распола­гаемых между фундаментами. Глубину заделки анкеров в грунте определяют расчетом.

Увеличить несущую способность столбчатых фундаментов мож­но возведением у фундамента глубоких стен или столбов прямоуголь­ного сечения, опираемых на прочное основание. Стены или столбы могут иметь в плане двухстороннее и четырехстороннее расположе­ние. В некоторых случаях рационально устройство стен в виде замк­нутого короба. Возведенные стены или столбы объединяются с уси­ливаемым фундаментом железобетонной обоймой.

Для одновременного увеличения несущей способности фунда­мента и повышения его устойчивости могут быть возведены парал­лельные стены в виде глубоких лент, располагаемых с обеих сторон фундаментов. С целью повышения жесткости стены объединяют пе­ремычками, устраиваемыми на глубину меньшую, чем основные па­раллельные стены. При такой конструкции усиления улучшаются ус­ловия работы основания под подошвой фундамента, так как оно заключено в жесткую обойму фундамента.

В сложных условиях реконструкции несущую способность фун­даментов можно увеличить путем комбинирования способа «стена в грунте» с устройством набивных и корневидных свай, а также с различными методами закрепления грунтов в основании.

В отдельных случаях по методике Харьковского Промстрой-НИИнроекта для усиления оснований реконструируемых фундамен­тов применяют опускные колодцы, располагая круглый или прямо­угольный в плане колодец вокруг фундамента. Конструкция его может быть как сборной, так и монолитной. Внутренние размеры колодца на 15—20 см превышают габариты фундамента в плане. В от-личие от обычных колодцев в этом случае ножевую часть изготов­ляют с наружным скосом.

При погружении колодца грунт разрабатывают вдоль наруж­ного контура ножевой части: фундамент и обжимаемое основание находятся внутри колодца.

Применение буроинъекцнонных свай позволяет успешно укреп­лять и основания, и фундаменты (рис. 12.).




12. Усиление существующих фундаментов с помощью буроинъекциоиных свай

а — безростверковый; б — ростверковый; в — подведение нового фундамента; г. — развитие площади фундамента; 1 — стена здания; 2 — подводимый фун­дамент; 3— буроиньекционные сваи; 4— существующие сваи; 5 —распреде­лительные плиты

Усиление оснований и фундаментов бурониъикционпыми сваями имеет по сравнению с другими известными методами следующие пре­имущества: возможность выполнения работ по усилению фундамен­тов из подвалов (высотой до 2,5 м) и с лесов; возможность устрой­ства свай и опор непосредственно через тело существующих фун­даментов под любыми углами наклона в разнообразных грунтовых условиях; усиление оснований и фундаментов без прекращения или остановки других строительных работ; минимальные затраты руч­ного труда; выполнение работ без нарушения внешнего вида соору­жения, которое может иметь архитектурную ценность.

В каждом случае при проектировании усиления оснований и фундаментов необходимо решать две задачи: 1) обеспечение не­обходимой прочности и устойчивости здания или сооружения; 2) при­нятие наиболее экономичного решения, что достигается технико-эко­номическим сравнением различных вариантов усиления. Целесооб­разность применения буроннъекционных свай или опор при усилении реконструируемых и реставрируемых объектов должна опреде­ляться конкретными условиями и во всех случаях должна быть обо­снована технико-экономическим сравнением возможных вариантов проектных решений.

Основные случаи использования инъекционных свай и опор: усиление оснований и фундаментов в связи с увеличением экс­плуатационных нагрузок, связанных с изменением конструктивной схемы умиляемого объекта за счет замены несущих элементов, за­мены оборудования на более тяжелое, изменением этажности и т. п.; усиление оснований и фундаментов для стабилизации развития незатухающих осадок и деформаций существующих зданий и соору­жений;

усиление конструктивных элементов реконструируемых объектом, включая кирпичную и каменную кладки несущих стен, сводов, пере­крытий и т. п.;

устройство фундаментов вновь строящихся объектов вблизи су­ществующих;

строительство или реконструкция в отдаленных и труднодоступ­ных районах.

Буроинъекционные или, как их часто называют, «корневидные сваи» (последним названием обязаны форме тела, которое они обра­зуют в грунте) представляют собой пучок относительно тонких свай, расходящихся под различными углами наклона и напоминающих корни деревьев или свайных стволов, имеющих многочисленные мест­ные уширения, получаемые при нагнетании раствора в скважину под давлением. Отличительные особенности свай этого типа: малый диа­метр (127—190 мм); большое относительное заглубление L/d (бо­лее 100); материал ствола — армированный мелкозернистый бетон; способ изготовления — инъекция бетона в скважину под давлени­ем. Наибольшее распространение буроинъекционные сваи получили при усилении оснований и фундаментов существующих реконструи­руемых и реставрируемых зданий и сооружений, в частности, па­мятников архитектуры, в связи с чем изложенное ниже посвящено преимущественно этому аспекту их применения.

Усиление оснований и фундаментов буроинъекционными сваями часто сочетается с укрепительной цементацией, при которой усили­вается кладка существующих фундаментов инъекцией в них цемент­ного или других растворов, а также заполняются подобными рас­творами пустоты на контакте фундамент — грунт.

Материалы, применяемые для изготовления буроинъекционнык свай, должны удовлетворять требованиям главы СНиПа по проекти­рованию бетонных и железобетонных конструкций, а также главы СНиПа на вяжущие материалы и неорганические добавки для бето­нов и растворов.

Для приготовления растворов и мелкозернистых бетонов при­меняют:

цемент, соответствующий: ГОСТу; заданной марке раствора, (не менее 200); агрессивности среды; требуемому сроку схватывания (не менее 2 ч);

бентонитовый глинопорошок (ТУ 39-01-08-658—81) в качестве пластифицирующей добавки в растворе;

песок, мелко- и среднезернистый в качестве инертного заполни­теля в растворах крупностью не более 1 мм.

При устройстве буроинъекционных свай состав растворов мел­козернистых бетонов подбирает лаборатория в соответствии с за­данной маркой раствора и условиями строительства.

Для устройства буроинъекционных свай используют различные типы растворов (мелкозернистых бетонов) в зависимости от усло­вий строительства и характера работы свай в конструкции: цемент-но-песчаные, цементно-бентонитовые и цементные растворы. В необ­ходимых случаях возможно также применение растворов других спе­циальных составов.

Для раствора М 200 соотношение компонентов по составу (це­мент: песок : вода) по весу находится в пределах 1,0:(1,0—l,5):(0,4—0,7). Например, расход материалов на 1 м⁸ раствора составляет: цемента М 400 — 705 кг, песка — 830 кг, воды — 460 л, при соотношении компонентов 1,0: 1,18:0,65.

Для цементно-бентонитовых растворов соотношение компонен­тов по составу цемент : бентонит : вода 1,0 : (0,03—0,04): (0,4—0,7). Расход материалов на 1 м³ раствора М200 составляет: цемента М400 — 1080 кг, бентонитового глинопорошка — 33 кг, воды — 650 л (при соотношении компонентов 1—0,03 : 0,6).

Растворы, применяемые для изготовления буроинъекционных свай, должны иметь плотность по ареометру АГ-2 1,95—2,07 г/см³, подвижность по конусу АзНИИ 13—17 см и водоотделение не бо­лее 2 %.

Прочность затвердевшего раствора по испытаниям стандартных кубиков размером 7x7x7 см при нормальных условиях вызревания должна быть не менее 15 МПа в 7-дневном возрасте и 30 МПа в 28-дневном.

Состав, удельный вес и другие показатели глинистого бурового раствора для заполнения скважин при бурении должны обеспечи­вать устойчивость стенок скважин против оплывания и обрушения. Удельный вес глинистого (бентонитового) раствора обычно прини­мают равным 1,05—1,15 г/см³.

Во многих случаях усиления оснований существующих зданий и сооружений их фундаменты используют в качестве ростверка в новом фундаменте. Устройству буроинъекционных свай в этих слу­чаях, как правило, предшествует укрепительная цементация фунда­ментов. Технологический цикл цементационно-укрепительных работ включает бурение в грунте или теле существующего фундамента инъ­екционных скважин, цементацию фундамента и контакта «фунда­мент—грунт», опрессовку скважин.

Бурение цементационных скважин выполняют станками колонко­вого бурения с продувкой сжатым воздухом. Диаметр скважин в за­висимости от условий работы, состояния кладки существующего фундамента и его размеров обычно не превышает 100 мм. При уси­лении существующих фундаментов цементацию выполняют, как правило, в два этапа. На первом этапе цементационную скважину бурят в пределах фундамента, не доходя до его подошвы 0,5 м. В устье скважины для предотвращения выхода из нее нагнетаемого раствора устанавливают тампон (обтюратор), а затем цементируют фунда­менты. По окончании цементации скважину выдерживают в течение 2—3 сут. На втором этапе проводят повторную разбурку ствола скважины или тела фундамента до его подошвы и далее в грунт на 0,4—0,5 м и цементируют контакт «фундамент—грунт». В этом слу­чае тампон размещают в кладке фундамента на уровне 0,5 м выше подошвы.

Давление нагнетания при цементации фундаментов не превышает 0,1 МПа, а при цементации зоны контакта «фундамент— грунт» — 0,2 МПа. Нагнетание прекращают, если расход цементаци­онного раствора в течение 10 мин при давлении 0,2 МПа не превы­шает 1 л/мин. Вид и состав цементационных растворов зависит от конструкции, материала, состояния существующих фундаментов, гео­логических и гидрогеологических условий площадки; в каждом слу­чае параметры растворов подбираются лабораторией.

При усилении фундаментов буроинъекционными сваями их устройству должна предшествовать цементация.





13. Технология изготовления буроинъекциониых свай

а —бурение; б —заполнение скважины раствором, установка армокаркаса;

в — омрессовка; г — готовая свая; / — глинистый раствор; 2 — емкость для

раствора; 3 — арматурный каркас; 4 — цементный раствор; 5 — инъектор:

6 — тампон; 7 — кондуктор; 8 — цементный камень

Технологический цикл устройства буроинъекционных свай (рис. 13) включает бурение кладки фундаментов и, в случае необходи­мости, стен и других конструктивных элементов усиляемых зданий и сооружений, установку трубы-кондуктора, бурение скважины в грунте до проектной отметки, заполнение скважины твердеющим раствором, установку в нее арматурного каркаса и опрессовку. При устройстве буроинъекционных свай скважины бурят станками ко­лонкового бурения с продувкой сжатым воздухом. При проходке не­устойчивых, обводненных грунтов бурение ведут с промывкой сква­жин глинистым (бентонитовым) раствором или под защитой обсад­ных труб. В пределах конструкций реконструируемого здания диаметр бурения должен позволять устанавливать в них трубы-кондукторы, внутренний диаметр которых больше или равен расчет­ному диаметру буроинъекционных свай. Скважины под кондуктор заполняют раствором до излива его нз устья скважины. Раствор по­дается через рабочий орган бурового станка или трубу-инъектор, опущенную до забоя скважины. При понижении уровня раствора в скважине более чем на 1 м скважина выдерживается в течение суток и затем доливается до устья цементным раствором с меньшим В/Ц. После заполнения скважины раствором до начала его схваты­вания в скважину устанавливают трубу-кондуктор. Разбуриванне цементного камня в трубе-кондукторе следует начинать не ранее чем после двухсуточной выдержки трубы-кондуктора в скважине. Бу­рение ведут с продувкой сжатым воздухом. По окончании разбури-вания цементного камня бурение скважины ведут до проектной от­метки нижнего конца сваи. Отклонение от заданного угла бурения не должно превышать ±2°, по длине сваи ±30 см.

По окончании бурения скважину через буровой став промывают от шлама свежим буровым раствором в течение 3—5 мин.

Скважины заполняют твердеющим (цементным или другим) раствором через буровой став или трубу-инъектор от забоя скважи­ны снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора и появ­ления в устье скважины чистого цементного раствора. Непосредст­венно после заполнения скважины твердеющим раствором в нее устанавливают арматурный каркас. Армокаркас опускают в скважи­ну отдельными секциями, длина которых зависит от условий изготов­ления буроинъекционных свай. Отдельные секции армокаркаса сты­куют сваркой. После установки армокаркаса в проектное положение и при отсутствии утечек раствора нз скважин (снижение уровня раствора в скважине не более чем на 0,5 м) опрессовывают сваю. Для опрессовки в верхней части трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через ииъектор нагнетают под давлением в 0,2—0,3 МПа в течение 3—4 мин. Опрессовка может быть прекращена, если расход раствора в процессе ее не превышает 200 л. При большем расходе раствора необходимо провести выстойку свай в течение 1 сут, после чего опрессовку повторить.

Вид и состав твердеющих растворов, применяемых при изготов­лении буронпъекционных свай, зависят от условий их применения; в каждом случае параметры растворов подбирает лаборатория.

Буроинъекционные сваи следует устраивать в строгой техноло­гической последовательности, которая должна быть отражена в ППР.

Состав ППР на устройство буроинъекционных свай:

рабочие чертежи узла приготовления глинистого раствора, вклю­чая узел регенерации;

рабочие чертежи узла приготовления цементного раствора;

чертежи технологических трубопроводов для подачи глинистого и цементного растворов от узла приготовления к месту работ;

детальные технологические карты на выполнение всех видов

работ;

мероприятия по технике безопасности с разработкой схем пере­мещения оборудования и временного крепления конструкций при усилении оснований и фундаментов реконструируемых объектов;

мероприятия по обеспечению работ в зимнее время года.

Список использованной литературы


1. Бойко М. Д. Техническое обслуживание и ремонт зданий и соору­жений. Учебное пособие для вузов. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1986.—256 с.
2. Порывай Г. А. Техническая эксплуатация зданий. М.: Стройиздат, 1982 – 282 с.

3. В. Н. Кутуков Реконструкция зданий М. : Высшая школа, 1981. – 264 с.
4. ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ МОСКОМАРХИТЕКТУРА. Дополнение ПОСОБИЯ к МГСН 2.07-01 «Основания, фундаменты и подземные сооружения. Обследования и мониторинг при строительстве и реконструкции зданий и подземных сооружений» 2005