Технологія підсилення стрічкових й стовбчастих ф-тів пересаджуванням на виносні опори

Варіантом істотного розвантаження фундаментів є улаштування додаткових виносних опор. На рис. 3.12 представлені схеми підсилення стрічкових фундаментів при неможливості робіт усередині будівлі. За додаткові опори правлять набивні або збірні залізобетонні палі. Вибір конструкцій паль залежить від внутрішніх габаритів і стану будівлі або споруди, що реконсіруюють, характеру діючих навантажень, конструкції підсилюваного фундаменту, наявності відповідного устаткування для проведення пальових робіт.

Суцільні збірні залізобетонні палі можуть застосовуватися, коли габарити будівлі і майданчик довкола неї дозволяють розмістити великогабаритну палебійну техніку і коли динамічні навантаження при забиванні не приводять до ушкоджень навколишніх конструкцій.

Якщо близько зони забивки паль знаходяться несучі конструкції, які не здатні витримати значні динамічні навантаження, можливе вдавлення суцільних паль у грунт за допомогою гідродомкратів або улаштування набивних паль.

Розвантажувальні балки-обв'язки виконують металічними або залізобетонними. З огляду на те, що палі зовнішнього ряду (паля Б на рис. 3.12,а) працюють на висмикування, щоб уникнути відриву, їх надійно кріплять анкерами до балки-обв'язки.

Розвантаження існуючих конструкцій фундаментів за допомогою набивних, забивних паль чи тих, які вдавлюють, широко застосовують при реконструкції або відновленні будівель. Схеми підсилення стрічкових і стовпчастих фундаментів у вигляді рамної системи складаються з додаткових паль, залізобетонних або металевих балок [11]. При цьому, в залежності від товщини шару слабкого ґрунту і глибини залягання покрівлі міцного шару, паля працює як висяча або як стійка. Несучу здатність, число паль визначають розрахунком.

Розрахунок підсилення фундаментів палями виконують за двома групами граничних станів, з урахуванням вимог відповідних нормативних документів. За першою групою виконують розрахунок міцності конструкцій фундаментів і несучої здатності грунту основ, за другою розрахунок основ за деформаціями, що вимагає урахування сумісної роботи будинку і підвалини.

Несучу здатність існуючого фундаменту визначають з урахуванням його фактичного стану (ступеня зношення), міцносних характеристик матеріалів і грунтів основ.

Якщо в процесі експлуатації відбулася повна стабілізація просідань основи під існуючими фундаментами, то розрахункові просідання елементів підсилення визначають тільки від додаткових навантажень. Максимально припустиме осідання призначають з урахуванням стану надземних конструкцій будівель, які реконструюють.

56. Способи закріплення грунтів основи

Увеличение несущей способности оснований фундамен­тов. При реконструкции промышленных зданий применяют следующие способы закрепления грунтов основания фун­даментов: одно- и двухрастворную силикатизацию, электро-силикатизацню, газосиликатизацию, термическое закрепле­ние, смолизацию и др.

Сущность методов силикатизации заключается в том, что в грунт нагнетаются специальные растворы силиката натрия (жидкого стекла), после реакции которых грунт приобретает прочность и водостойкость.

Двухрастворная силикатизация применима для закреп­ления средне- и крупнозернистых песков. В качестве хими­ческих растворов используются водные растворы силиката натрия плотностью 1,35—1,44 г/см³ и раствор хлористого кальция плотностью 1,26—1,28 г/см³.

Нагнетание растворов осуществляется через забитые в грунт специальные инъскторы, представляющие собой ме­таллические трубы диаметром от 18 до 38 мм с толщиной стенок не менее 5 мм.

Инъекторы забиваются в грунт пневматическими моло­тами СМ-506, С-358. Использование пневматических моло­тов дает возможность обойтись без громоздкого копрового оборудования. Для нагнетания растворов в грунт применя­ются плунжерные насосы ПС-4Б, НС-3, НД и др. Могут быть использованы растворонасосы и пневматические уста­новки, представляющие собой цилиндрическую емкость, рассчитанную на давление до 0,8 МПа. Недостатком двухрастворного способа закрепления песков является нагнета­ние каждого раствора отдельным насосом.

Для закрепления мелких и пылеватых песков с коэффи­циентом фильтрации от 0,5 до 5 м/сут иногда применяется одно растворный способ закрепления сложными растворами. Этот способ придает грунту незначительную прочность (0,2—0,5 МПа), поэтому для укрепления под фундаменты он не имеет широкого применения.

Более прогрессивный однорастворный способ силикати­зации грунтов с кремнефтор исто-водородной кислотой, по­зволяющий закреплять грунты, имеющие коэффициент фильтрации от 0,3 м/сут и выше, т. е. мелкозернистые пы­левые пески. Предел прочности закрепленных песков кар-бамидными смолами составляет 1...4 МПа. Способ заклю­чается в нагнетании в грунт через инъекторы гелеообразую-щсто раствора, полученного смешением 25 %-го водного раствора карбамидной смолы с 2—5 %-м раствором соля­ной кислоты. Заходки нагнетания раствора назначают свер­ху вниз от краев к середине. Последовательность проходки инъекторов на рис. 7.6, д показана римскими цифрами, а порядок заходок нагнетания соответствует буквам латин­ского алфавита.

Применение карбамидной смолы рекомендуется для за­крепления песчаных грунтов, имеющих коэффициент фильт­рации 0,25—4 м/сут при содержании в грунте глинистых частиц не более 3 %. Прочность закрепления грунтов в за­висимости от концентрации раствора и применяемого от-вердителя 1...18 МПа.

Закрепление лессовых грунтов в основании существую­щих зданий может быть достигнуто двумя путями: силика­тизацией или его термической обработкой (обжигом).

Способ силикатизации лессовых грунтов основан на хо­рошем проникновении силиката натрия, обладающего малой вязкостью, в грунт с развитой сетью макро- и микрокапил­ляров. Роль второго коагулянта силикатного раствора в данном случае выполняет сам грунт, главным образом его водорастворимые сернокислые соединения кальция и маг­ния. Прочность закрепленного лесса 1—6 МПа.

Однорастворная силикатизация лессов и лессовидных грунтов наиболее широко применяется в сухих и маловлаж­ных грунтах со степенью влажности до 0,6. При силикати­зации плотность раствора силиката натрия 1,1 —1,2 кг/см³. Определяют ее опытным путем в лаборатории.

В зависимости от гранулометрического состава и хими­ческих свойств лессовидного грунта некоторые грунты закрепляются только газосиликатизацией. В этом случае на­гнетают углекислый газ, затем раствор силиката натрия и опять углекислый газ.

Электросиликатизация применима ниже уровня грунто­вых вод. Сущность электросиликатизации заключается в нагнетании раствора силиката натрия через забитые в грунт инъекторы (см. рис. 7.6, г) с одновременным йоздействием постоянного электрического тока. В течение 1—2 сут коэф­фициент фильтрации грунта увеличивается в 4—25 раз. Электросиликатизация применима в грунтах с коэффици­ентом фильтрации от 0,2 до 0,005 м/сут.

Грунты, закрепленные методом электросиликатизации, приобретают не только прочность, но и водостойкость: об­разцы грунта, пролежавшие в воде 50 сут, полностью со­хранили свою первоначальную форму и были удалены из воды без каких-либо признаков разрушения.

Термическое закрепление грунтов (обжиг) производит­ся путем сжигания жидкого или газообразного топлива в ранее пробуренной скважине, герметически закрытой свер­ху (см. рис. 7.6, е, ж). В устье скважины вставляется фор­сунка, через которую подаются горючее и воздух под дав­лением 0,015—0,05 МПа. В скважинах постоянно поддер­живается температура 800—1000°С, не доходя границы температуры плавления грунта. Горячий воздух проникает через грунт и обжигает его. Грунт становится водостойким, его прочность повышается до 2 МПа.

К недостаткам этого способа следует отнести длитель­ность непрерывного процесса обжига (до 2—12 сут) и от­рицательное влияние высоких температур на подземные конструкции и коммуникации.