Традиционные методы усиления фундаментов

Ошибки при возведении оснований старых спостроек, погрешности в оценке качеств грунтов приводили к надобности усиления как самих оснований, так а также грунтов в их основании. 1-ые советы сообразно ужесточению оснований а также возобновлению гидроизоляции, подключая горизонтальную противокапиллярную, присутствуют в Урочных положениях Рошефора (1889). при этом технологии усиления были традиционны а также несложны сообразно решению, как а также сами фундаменты. по середины XX в. менялись только отдельные приемы, применялось новейшие строительные материалы (металл, бетон, железобетон).

Все классические технологии усиления причины а также оснований сводились, в главном, к увеличению площади опирания имеющих место быть оснований а также, в соответствии с этим, сокращению интенсивности давления на грунты причины. синхронно разрабатывались научно-технические приемы, связанные с искусственного происхождения улучшением качеств грунтов в основании путем вступления всевозможных химических реагентов.

Увеличение площади подошвы оснований достигалось в большей степени из-за счет существа железобетонных обойм или балов (одно- а также двухсторонних). В старое время для уширения оснований использовали прикладки, коие делали вперевязку с существующей кладкой (см.рис.6.1,а). прислонение прикладок исполнялось на различном уровне. Так, откопка старых оснований в Выборге, Новгороде, Пскове продемонстрировала, что прикладки оставались в насыпном грунте а также практически никак не оказывали воздействия на условия предстоящей эксплуатации спостроек. Они врубались в работу только при огромных диструкциях опосля надлежащего уплотнения грунтов в основании уширенной части.

Рассмотрим классические варианты усиления оснований, связанные с повышением площади подошвы, с позиций геотехники а также технологичности употребительно к хилым водонасыщенным грунтам.

Уширения подошвы основания дома в отсутствии подготовительной опрессовки малоэффективны. Как указывалось больше, они вступают в работу только при повышении перегрузки, как скоро возникают доп осадки. данное убедительно следовательно на рис.6.2. К сожалению, доп осадки имеют все шансы очутиться предельными для старого строения, требующего усиления.

Усиление причин а также оснований, как верховодило, изготавливается в том случае, как скоро грунты перегружены, т.е. перед краями оснований есть развитые зоны пластических диструкций. При вскрытии этих оснований (даже локальных) по значения подошвы сможет случится выпор грунта в траншею либо шурф (рис.6.3).

Основные приемы усилений причин а также оснований сводятся к грядущему. Усиливаемый основание дома разрушают на отдельные захватки (участки) протяженностью 1,5 - 2,0 м. На данных участках отрывают вручную траншеи шириной 1,2 - 2,0 м по подошвы. опосля данного в основание дома забивают железные штыри (либо погружают в заблаговременно пробитые отверстия через 50 см в шахматном порядке). Устанавливают опалубку а также бетонируют уширение. опосля исследования траншеи бетонируют примыкающие к граням основания дома балы в отсутствии омоноличивания их с кладкой имеющих место быть оснований. потом в пробитые проемы устанавливают стальные опоры, коие считаются упорами для гидравлических домкратов. данные домкраты обжимают грунты в основании устраиваемых уширений. опосля опрессовки домкраты извлекают а также бетонируют пир (см. рис. 6.1,г).

Инженером Н. а также. Стробахиным предложен уникальный способ опрессовки грунта причины перед уширением. Он содержится в установке с 2-ух сторон старого основания дома доп железобетонных сборных блоков уширения. Нижнюю часть данных блоков стягивают анкерами из арматурной стали (рис.6.4); верхнюю - раздвигают клиньями или домкратами. данное отчуждает вероятность обтискать неуплотненный почва а также подключить его в работу перед уширением. расценивая плюсы лично мысли, подчеркнем, что реализация предлагаемого приема связана с явными сложностями, в особенности в хилых грунтах. обнаружение этого грунта по подошвы основания дома щекотливо сообразно факторам, указанным больше (см. рис.6.3). Зона уплотнения сможет очутиться незначимой сообразно отожествлению с зонами расструктуривания грунта.

Как проявили надзора, значимая часть перегрузки станет даваться через подошву старого основания дома. данное разрешено считать возможным, так как уширения делают лучше в целом условия передачи перегрузки, исключая выпор из-под подошвы. но выпор сможет случится в процессе производства дел. Само возникновение вероятного выпора обязано прогнозироваться расчетом.

Таким образом, в том числе и при обычнейшем классическом способе усиления трудности технологии а также геотехники плотно переплетаются.

Все рассмотренные научно-технические приемы усиления трудоемки а также дорогостоящи, а основное, выполняются в большей степени вручную. не считая того, в местах, в каком месте горизонт подземных вод довольно высок, цена дел быстро растет в взаимосвязи с потребностью откачки воды из траншей. Откачка обязана быть с этим условием, дабы турнуть повреждение природного сложения грунтов в основании оснований реконструируемого строения. В противном случае работы сообразно ужесточению исключительно нагнетут состояние строения в целом.

Весьма опасна для старых оснований заделка железных штырей в тело основания дома. создатель данной головы был очевидцем, как скоро при усилении оснований больничного корпуса на Земледельческой ул. в Петербурге в процессе заделки штырей (1984) был разрушен обнаруженный на великом участке основание дома, что привело к разборке 2-этажного капитального строения (вместо намечаемой надстройки).

По целому ряду обстоятельств вполне неприемлем в условиях хилых грунтов советуемый в литературе метод подведения новейших оснований с повышением глубины заложения подошвы. эти методы нетехнологичны а также имеют все шансы существовать проданы только в довольно долговечных грунтах при невысоком горизонте подземных вод, в каком месте, как верховодило, никак не потребуется ужесточение фундаментов.

В вселенской практике присутствует обеспеченный багаж всевозможных химических реагентов, способных зафиксировать почва причины на довольно долгий период. К плюсам химических методов относятся: высочайшая степень механизации всех операций; вероятность упрочнения грунтов по данных планом характеристик в их природном залегании; относительно небольшая трудоемкость, внезапное уменьшение ручного неквалифицированного труда сообразно откопке траншей, а помимо прочего относительно низкая цена исходных материалов (возможность применения отходов производства). Нами в истоке 60-х гг. для совершенствования качеств грунтов причины широко употреблялся васильковый огарок - отход производства кремнийорганических соединений (этилсиликат натрия). Были укреплены грунты в основании оснований строения тяговой подстанции трамвая в г. Усолье-Сибирское Иркутской области. диструкции данного условно легковесного строения состоялись в следствии неравномерных поднятий силами холодного пучения а также сообразных просадок при оттаивании расструктуренного грунта. Фундаменты имели заглубление 1,2 м от планировочной отметки при промерзании грунтов в данном ареале по 2,7 - 3,0 м. С внедрением этилсиликата натрия были стабилизированы аварийные осадки 2-ух складских неотапливаемых зданий а также 1-го жилого строения на морозоопасных а также просадочных грунтах.

Химическое укрепление грунтов дозволяет с успехом улаживать почти все задачки реконструкции при довольно трудных инженерно-геологических условиях. Приведем характерный образчик из практики в Петербурге. В 1959 - 60 гг. для избежания аварийных остаток стен сценической части строения Мариинского театра было сделано химическое укрепление грунтов в основании ленточных оснований. Закреплению подлежал песок пылеватый с коэффициентом фильтрации 0,5 - 1,5 м/сут а также пористостью n = 0,44. Толща песков составляла 3 - 4,5 м ниже подошвы основания дома. укрепление изготавливали сообразно классической схеме с внедрением карбамидной смолы плотностью 1,076 - 1,08 г/см3 а также 3% -го раствора соляной кислоты.

Вначале усугубляли раствор соляной кислоты (400 л), потом - 50 л воды а также опосля данного - раствор смолы (400 л). качание исполнялось плунжерными насосами ПСБ-4 а также НР-3 при давлении 0,3 МПа. размер одной заходки, приходящейся на 1 иньектор, составил 0,6 - 0,7м3.

В крайние годы возникли работы о способности существа нетоксичных или слаботоксичных составов для укрепления грунта с внедрением карбамидных смол. Указывается, что при соблюдении предлагаемых технологически трудных способов разрешено понизить канцерогенность данных смол. В взаимосвязи с интенсивным интересом к охране находящейся вокруг среды нужно наиболее жестко подступать ко всем советуемым "многоцелевым" химическим реагентам. Так, непременно вредоносное действие на находящийся вокруг неоформленный почва а также подземные грунтовые воды широко советуемых кислот а также щелочей высочайшей сосредоточении. особыми разработками В. Е. Соколовича во ВНИИОСПе была выявлена токсичность а также экологическая бедность целого ряда реагентов, рекламируемых для укрепления грунтов в условиях реконструкции, в частности, акриловых, фенольно-формальдегидных, фурановых, хромлигниновых а также карбамидных смол с несвязным формальдегидом.

В рекомендациях сообразно укреплению водонасыщенных хилых грунтов защелачиванием (Уфа, НИИпромстрой) предполагается усиливать перед давлением в хилые пылевато-глинистые грунты концентрированные растворы каустика. ожидается, что перед действием высококонцентрированного каустика случится выборочное поверхностное растворение глинистых минералов с воспитанием щелочных алюмосиликатных гелей, способных солидно укреплять хилые грунты. Расчет показывает на излишнее численность рискованного реагента на 1 м3 закрепляемого глинистого грунта (от 100 по 160 кг). перед маленькое убежище в Нижнем Новгороде нужно закачать 300 т каустической соды. принимая во внимание высочайший уровень грунтовых вод, кроме только остального, разрешено ждать подщелачивания вод. Сам создатель Ф. Е. Волков замечает, что "защелачивание глинистых грунтов сопрягается с их функциональным химическим пучением, приводящим к крепким диструкциям построек, построенных на этих грунтах".

Представляется аргументированным отказ почти всех экспертов от применения большей части химических реагентов, из-за исключением обычно используемых силикатов (одно- а также двухрастворная силикатизация).

Однорастворная силикатизация, предложенная НИИОСП в довоенные годы, содержится в том, что в почва нагнетается до приготовленная композиция из гелеобразующей базы (жидкого стекла) а также отвердителя. При низкой вязкости смеси она сможет нагнетаться в том числе и в слабофильтрующие песочные грунты (с коэффициентом фильтрации 1 - 5 м/сут).

Сравнительно свежая технология, созданная В. Е. Соколовичем в истоке 70-х гг. в становление рассказанной больше, была названа газовой силикатизацией. суть приема состоит в том, что в закрепляемый почва сначало (под давлением по 0,2 МПа) вводят углекислый газ с целью активации плоскости минеральных частиц, а потом - раствор водянистого стекла с плотностью 1,19 -1,30 г/см3 (в зависимости от водопроницаемости грунта). Газовая силикатизация, к сожалению, не достаточно расширяет пределы применимости приема, её использование ограничивается песчаными разностями с коэффициентом фильтрации по 0,5 м/сут.

Б. А. Ржанициным была предложена электросиликатизация (рис.6.5), при коей сразу с нагнетанием в слабофильтрующие грунты однорастворной гелеобразующей смеси на базе силиката натрия на инъекторы сервируется усилие от родника неизменного тока. Расход элекстричества составляет традиционно по 30 кВт на 1 м3 закрепляемого грунта. Расход растворов такой ведь, как при обыкновенной силикатизации. сообразно этим Г. Н. Жинкина а также В. Ф. Калганова [31], численность гелеобразующей смеси, введенной в супесь (kф = 0,01 м/сут) в течение 28 ч сообразно приему электросиликатизации, в 2,5 раза более, нежели при обыкновенной однородной силикатизации.

Вполне безвредным с точки зрения действия на находящуюся вокруг среду, сообразно В. Е. Соколовичу, считается укрепление грунтов с внедрением портландцемента. Как понятно, затвердевший портландцемент состоит в главном из гидросиликата кальция, фактически нерастворимого в воде. В мощь данного представляются многообещающими инъекционные а также буросмесительные методы. Технология их внедрения базирована на смешивании хилых грунтов с водоцементной суспензией. создатель изучил данное направленность в ансамбле со струйной технологией.

В материалах XII интернационального конгресса сообразно механике грунтов а также фундаментостроению (Рио-де-Жанейро, 1989) как многообещающие предложены смеси на подобии "Актизол", в состав каких вступают: цемент, бентонит, силикатная а также минеральная присадки. говорят более успешным использование этих смесей для закрепления аллювиальных (наносных) грунтов а также прибора достоверных противофильтрационных завес. главными превосходствами смеси считаются неимение засорения находящейся вокруг среды, вероятность применения почти всех типов цемента, высочайшая маневренность при маленьком медли схватывания.