Методические рекомендации по применению буроинъекционных свай Аннотация «Методические рекомендации» (стр. 4 из 12)
Рис. 4
Другая группа методов служит для усиления конструкций существующих фундаментов без изменения их геометрических размеров при достаточной несущей способности грунтов основания. К ним относится, в частности, метод укрепительной цементации (рис. 4а). При неудовлетворительном состоянии материала фундаментов (наличие механических повреждений, осадочных трещин, расслоения и разрушения кладки в результате размораживания и т.п.), целесообразно выполнять их укрепление следующим образом. В теле фундамента разбуриваются или пробиваются отверстия для установки инъекторов диаметром 25 – 30 мм. шаг таких отверстий по длине ленточного фундамента определяют эмпирически и, как правило, он равен 50-100см. В отверстие вводят инъектор, через который под давлением 0.2 - 0.6 МПа нагнетают жидкий цементный раствор, заполняющий объем пустот и неплотностей в кладке фундамента в радиусе 0.6 - 1.2м вокруг инъектора.
Укрепительная цементация выполняется с использованием различных технологий, специального оборудования, оснастки и т.п.
Метод укрепительной цементации часто применяют в сочетании с торкретированием поверхности усиляемого фундамента, в том числе, по металлической сетке. Слой торкретбетона защищает боковую поверхность усиляемого фундамента от неблагоприятного воздействия подземных вод и служит в качестве вертикальной гидроизоляции (1, 5).
В ряде случаев, по подобной технологии выполняют усиление конструкций существующих фундаментов с помощью силикатизации, смолизации, битумизации и инъекции в них других химических составов, часто с одновременным усилением этими способами грунтов основания.
Когда несущая способность грунтов основания недостаточна, а реконструируемое здание получило деформации за счет значительных по величине неравномерных и часто нестабилизировавшихся осадок, а также при наличии высокого уровня подземных вод, затрудняющих выполнение уширения или дополнительного заглубления фундаментов, целесообразно проводить усиление фундаментов конструкциями, позволяющими передавать нагрузку от сооружения на расположенные ниже подо3вы фундаментов плотные, малосжимаемые грунты основания. Такими конструкциями могут служить свайные фундаменты. В практике реконструкции и реставрации находят применение сваи разных типов, при выборе которых в каждом конкретном случае определяющим является состояние и вид усиляемого сооружения, наличие специального оборудования для устройства свай и, наконец, опыт и "традиции" организаций, выполняющих работы (8, 9).
Усиление существующих фундаментов с помощью свай осуществляется по различным схемам. На рис. 4в приведен способ усиления "выносными сваями", располагаемыми с одной или двух сторон усиляемого фундамента. Чаще всего это буронабивные и набивные сваи. Технология устройства таких свай включает бурение тем или иным способом вертикальных скважин с защитой их стенок от обрушения обсадными трубами, извлечение из скважины разрабатываемого грунта и последующее заполнение готовой скважины бетонной смесью и армированием ее. В зависимости от типа свай последовательность выполнения технологических операций может быть иной (8, 13). В качестве свай усиления применяют различные типы свай включая буронабивные сваи большого диаметра типа "Беното", сваи Страуса, винтонабивные, пневмонабивные и другие (7).
Другим, достаточно широко используемым при усилении существующих фундаментов, типом свайных конструкций являются задавливаемые сваи. На рис. 4б представлена схема производства работ при задавливании свай. Технология работ по задавливанию свай описана в соответствующей технической литературе (2, 3).
Обычно сваи усиления располагают с двух сторон усиляемого фундамента и передают на них нагрузку от сооружения через поперечные балки, устанавливаемые в пробиваемые в фундаменте (рис. 4в), но в случае отсутствия доступа для оборудования с одной из сторон фундамента, они могут быть выполнены и с одной (наружной) стороны здания в два ряда с консольной поперечной балкой. При этом сваи первого от усиляемого фундамента ряда воспринимают вдавливающую нагрузку от веса здания, а сваи второго ряда - выдергивающую.
При всех достоинствах способов усиления существующих фундаментов сваями, они обладают рядом существенных недостатков. Общими из них являются необходимость выполнения большого объема земляных работ, связанных с обнажением усиляемых фундаментов до подошвы, а часто, и ниже ее на время работ, что само по себе достаточно рисковано, большая трудоемкость, необходимость частичного разрушения существующих фундаментов, неуниверсальность применения по грунтовым условиям, высокая стоимость работ и большие затраты времени, в том числе на предварительные работы.
Этих недостатков в значительной мере лишены нашедшие широкое применение в России и зарубежом методы "струи" и буроинъекционных или "корневидных" свай (рис. 4г,д; 5а,б).
Рис. 5
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1.1. Общие принципы проектирования усиления
А. Усиление грунтов основания и фундаментов
1.1.1. Основной задачей при проектировании усиления оснований и фундаментов является правильный выбор вида усиления, определение и конструирование его отдельных элементов.
При усилении буроинъекционными сваями это определение:
- несущей способности свай по грунту и материалу ствола;
- основных параметров свай, их длины и диаметра, угла наклона, величины заделки в стены или фундаменты;
- общего количества свай на объекте и принципа их расположения в плане;
- стадийности работ и способа их производства;
1.1.2. Необходимыми критериями при проектировании усиления оснований и фундаментов, обеспечивающими прочность, устойчивость и долговечность сооружений, являются предельно допустимая осадка и разность осадок частей или отдельных фундаментов, приемлемые для данной конкретной конструкции с точки зрения сохранения ею прочности и эксплуатационной пригодности.
1.1.3. При проектировании усиления для каждого здания или сооружения необходимо прогнозировать ожидаемые абсолютные осадки и разности их в отдельных точках сооружения в плане до усиления и после него.
Величины осадок зависят от:
- инженерно-геологических и гидрогеологических условий месторасположения реконструируемого или реставрируемого объекта;
- интенсивности нагрузок в отдельных его частях, а также интенсивности загружения отдельных частей здания при его реконструкции в связи с заменой перекрытий, надстройкой и т.п.
- физико-механических характеристик грунтов основания, залегающих на различных глубинах;
- способности сооружения следовать за осадками грунта, иначе говоря, от общей его жесткости или жесткости отдельных его конструктивных элементов.
1.1.4. Началу проектирования усиления должны предшествовать инженерно-геологические изыскания на участке размещения объекта (2, 6, 8). Данные этих изысканий должны содержать достаточно полное описание конструкций существующих фундаментов, грунтов основания на требуемую глубину и их физико-механические характеристики, а также сведения о наличии и степени агрессивности грунтовых вод.
Инженерно-геологические изыскания должны осуществляться в соответствии с техническим заданием организации, выполняющей проектирование усиления. Основные требования к инженерно-геологическим изысканиям изложены в соответствующей Главе СНиП (15).
1.1.5. В результате проведения инженерно-геологических изысканий должны быть получены следующие данные о:
- местоположении и рельефе территории объекта усиления, климатических и сейсмических условиях, ранее выполнявшихся исследованиях и проводив3ихся усилениях существующих фундаментов, грунтов основания;
- типе, конструкции, материале, глубине заложения существующих фундаментов, степени их сохранности, механических и прочностных характеристиках материала;
- геологическом строении, литологическом составе толщи грунтов, их состоянии и физико-механических свойствах, наблюдаемых неблагоприятных физико-геологических и инженерно-геологических явлениях (карст, оползни, просадки и набухание грунтов, горные подработки и т.п.);
- гидрогеологических условиях с указанием абсолютных отметок уровней грунтовых вод, в том числе на период промерзания, сезонных и многолетних амплитудах их колебаний и величинах расходов;
- опыте местного строительства;
- прогнозе изменения инженерно-геологических условий на участке размещения объекта;
1.1.6. Объем и характер инженерно-геологических изысканий должны удовлетворять требованиям Главы СНиП (15) и соответствовать следующим целям:
- определению глубины заложения фундаментов усиления;
- оценке несущей способности грунтов основания;