Реферат Усиление и реконструкция оснований фундаментов. Реферат усиление фундаментов
Реферат - Технология усиления фундаментов
Содержание
Задание на контрольную работу
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
1.1 Общее описание технологии
1.2 Достоинства и недостатки применяемого метода
1.3 Последовательность выполнения работ
2. Мероприятия по технике безопасности
Список использованных источников
Задание на контрольную работу
Произвести усиление фундамента с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы.
Исходные данные:
Размеры фундамента:
Район строительства — г. Екатеринбург
Назначение здания – Жилой комплекс горнолыжной базы (общественное)
Тип грунтов – суглинок
Размеры здания в плане 19200 × 24890 мм.
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
1.1 Общее описание технологии
Одним из эффективных способов усиления оснований и фундаментов является метод, предложенный фирмой 000 «Элфа». Укрепление кладки фундаментов железобетонными обоймами с последующим инъецированием раствора – наиболее эффективный способ ремонта ослабленных бутовых фундаментов, предотвращающий дальнейшее разрушение кладки и обеспечивающий снижение напряжения в грунте под их подошвой. В зависимости от конструктивных особенностей здания возможно одно- или двустороннее усиление. Одностороннее усиление обычно устраивают в зданиях без подвала. Работы выполняют в следующем порядке. Сначала отрывают траншею шириной 0,8 – 1 м вдоль здания в зоне разрушения фундамента. Длина траншеи не должна превышать 6 м. Очищают поверхность кладки фундаментов от грязи и слабого раствора, разбирающийся от руки камень удаляют. Очищенную поверхность кладки промывают цементным молоком. Не допускается промывка поверхности фундамента водой под напором, что может привести к вымыванию раствора и интенсивному разрушению кладки. Дальнейшие работы по укреплению кладки можно производить только после ее просушки. В швы кладки забивают металлические штыри из стали длиной 40 – 50 см, к которым приваривают арматурный каркас. Его выполняют из стали класса А-11 диаметром 18 – 20 мм и размером ячеек 150 х150 мм. Затем в пустоты кладки устанавливают в шахматном порядке инъекционные трубки на расстоянии 50 – 60 см друг от друга с обязательной заделкой их цементным раствором (противоположные концы трубок выводят выше отметки верха обоймы на 40 – 50 см), монтируют опалубку, заливают пространство пластичной бетонной смесью. Конструктивно толщину железобетонной обоймы принимают не менее 150 мм. Бетонирование производят по высоте в 2 -3 приема с интервалами между ними не менее 2 суток. После окончания работ по устройству обоймы в установленные инъекционные трубки под давлением нагнетают цементный раствор консистенции 1:1 – 1:1,5. Для изготовления раствора применяют портландцемент марки 400 и выше. Сначала подают раствор с меньшим содержанием цемента, а затем раствор более густой консистенции, который заполняет пространство вокруг инъектора, образуя прочный столб диаметром 60 – 100 мм. Ориентировочный расход раствора, необходимого для полного закрепления кладки фундаментов, составляет 25 – 35% их объема. После выполнения работ срезают верхние части инъекционный трубок, разбирают опалубку, заполняют пазухи фундамента глинистым грунтом, тщательно послойно его трамбуя. В последнюю очередь производят восстановление отмостки.
1.2 Достоинства и недостатки применяемого метода
Достоинства:
— Данный метод является более устойчивым к воздействию агрессивной среды и поэтому наиболее надежен в эксплуатации;
— уплотняющий раствор при нагнетании под давлением обладает высокой и избирательной способностью, что приводит к усилению наиболее слабых зон.
— использование инертных материалов, обеспечивающих экологическую чистоту метода.
Недостатки:
— При забивке металлических штырей в тело фундамента существует опасность разрушения ветхих фундаментов;
— сложность и дорогостоящность;
— выполнение работ производится вручную.
1.3 Последовательность выполнения работ
1) Отрывают траншею шириной 0,8 – 1 м вдоль здания в зоне разрушения фундамента.
2) Производят устройство щебеночного подстилающего слоя
3) Очищают поверхность кладки фундаментов от грязи и слабого раствора, разбирающийся от руки камень удаляют. Очищенную поверхность кладки промывают цементным молоком.
4) В швы кладки забивают металлические штыри из стали длиной 40 – 50 см, к которым приваривают арматурный каркас.
5) В пустоты кладки устанавливают в шахматном порядке инъекционные трубки на расстоянии 50 – 60 см друг от друга с обязательной заделкой их цементным раствором.
6) Монтируют опалубку, заливают пространство пластичной бетонной смесью.
7) В установленные инъекционные трубки под давлением нагнетают цементный раствор.
8) Срезают верхние части инъекционный трубок.
9) Разбирают опалубку.
10) Заполняют пазухи фундамента глинистым грунтом, тщательно послойно его трамбуя.
11) Производят восстановление отмостки.
2. Мероприятия по технике безопасности
При разборке зданий и сооружений (далее — разборке строений) в процессе их реконструкции или сноса необходимо предусматривать мероприятия по предупреждению воздействия на работников следующих опасных и вредных производственных факторов, связанных с характером работы:
— самопроизвольное обрушение элементов конструкций строений и падение вышерасположенных незакрепленных конструкций, материалов, оборудования;
— движущиеся части строительных машин, передвигаемые ими предметы;
— острые кромки, углы, торчащие штыри;
— повышенное содержание в воздухе рабочейзоны пыли и вредных веществ;
— расположение рабочего места вблизи перепада по высоте 1,3 м и более.
До начала проведения работ по разборке строений необходимо выполнить подготовительные мероприятия, связанные с отселением проживающих в них граждан или выездом расположенных там организаций, а также с отключением от сетей водо-, тепло-, газо- и электроснабжения, канализации, технологических продуктопроводов и принятием мер против их повреждения.
Разборку зданий необходимо осуществлять на основе решений, предусмотренных в организационно-технологической документации (ПОС, ППР и др.). Указанные решения должны быть разработаны после проведения обследования общего состояния здания (сооружения), а также фундаментов, стен, колонн, сводов и прочих конструкций. По результатам обследования составляется акт, на основании которого осуществляется решение следующих вопросов:
— выбор метода проведения разборки;
— установление последовательности выполнения работ;
— установление опасных зон и применение при необходимости защитных ограждений;
— временное или постоянное закрепление или усиление конструкций разбираемого здания с целью предотвращения случайного обрушения конструкций;
— мероприятия по пылеподавлению;
— меры безопасности при работе на высоте;
— схемы строповки при демонтаже конструкций и оборудования.
Перед началом работ необходимо ознакомить работников с решениями, предусмотренными в ППР, и провести инструктаж о безопасных методах работ.
Удаление неустойчивых конструкций при разборке здания следует производить в присутствии руководителя работ.
С целью исключения размыва грунта, образования оползней, обрушения стенок выемок в местах производства земляных работ до их начала необходимо обеспечить отвод поверхностных и подземных вод.
Место производства работ должно быть очищено от валунов, деревьев, строительного мусора.
Производство земляных работ в охранной зоне кабелей высокого напряжения, действующего газопровода, других коммуникаций, а также на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалки, скотомогильники, кладбище и т.п.) необходимо осуществлять по наряду-допуску после получения разрешения от организации, эксплуатирующей эти коммуникации или органа санитарного надзора.
Производство работ в этих условиях следует осуществлять под непосредственным наблюдением руководителя работ, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением, или действующих газопроводов, кроме того, под наблюдением работников организаций, эксплуатирующих эти коммуникации.
Разработка грунта в непосредственной близости от действующих подземных коммуникаций допускается только при помощи лопат, без использования ударных инструментов.
Применение землеройных машин в местах пересечения выемок с действующими коммуникациями, не защищенными от механических повреждений, разрешается по согласованию с организациями — владельцами коммуникаций.
В случае обнаружения в процессе производства земляных работ не указанных в проекте коммуникаций, подземных сооружений иливзрывоопасных материалов земляные работы должны быть приостановлены, до получения разрешения соответствующих органов.
Список использованных источников
1. Реконструкция и обновление сложившейся застройки города. Учебное пособие для вузов./Под общей редакцией П.Г. Грабового и А.А Харитонова.-М.: Изд-во «АСВ» и «Реалпроект». 2006.-с.-624.
2. Девятова Г.В «Технология реконструкции и модернизации зданий». 2006.
www.ronl.ru
Реферат - Усиление и реконструкция оснований фундаментов
УСИЛЕНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
1.1. Общие положения
Усиление оснований и фундаментов осуществляется при реконструкции зданий и сооружений для предотвращении осадок ниже допустимых. Описаны основные способы усиления фундаментов.
Под реконструкцией фундаментов зданий и сооружений понимается выполнение работ, проводимых в связи с изменением геометрических размеров зданий, возрастанием постоянных или временных нагрузок, устройством подземных сооружений в пределах габаритов здания, а также восстановлением (усилением) несущей способности оснований и фундаментов, утраченной вследствие суффозии, колебания уровня подземных вод и др., а также возникшими деформациями конструкций и их износом.
Надежность работы реконструируемых зданий обеспечивается совместной работой системы “основание, фундамент – подземные конструкции”. Дефекты в работе сооружений – следствие полного или частичного нарушения надежного взаимодействия элементов этой системы:
— суффозионные процессы, а также колебания УПВ (уровня подземных вод), вызванные изменением гидрогеологических условий в районе расположения здания, атмосферными водами, аварийными и систематическими утечками из коммуникаций;
— проявление карстовых деформаций;
Повреждения оснований и фундаментов возникают за счет природных и техногенных процессов, за счет нарушений требований нормативных документов, допускаемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации. Основными причинами повреждений являются:
снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при увлажнении, а также проявление процесса набухания и пучения грунтов;
проведение земляных работ в пределах здания или вблизи него;
прокладка коммуникаций;
увеличение нагрузок на основание, сопровождаемое появлением эксцентриситета их приложения;
вибрационные или динамические воздействия как внутренние, так и внешние.
При реконструкции фундаментов отсутствует возможность применения типовых схем усиления. Схемы усиления должны применяться в каждом конкретном случае в зависимости от нагрузок на фундаменты, конструктивных особенностей здания (наличие подвала и других подземных сооружений), инженерно-геологических и гидрогеологических условий и др.
При этом применяемые методы усиления оснований и фундаментов должны обеспечивать их совместную работу с существующими фундаментами.
Следует учитывать, что работы по усилению оснований и изменению конструкций фундаментов могут вызвать при их осуществлении деформации оснований и осадки фундаментов.
Повышение несущей способности оснований и фундаментов при реконструкции может быть обеспечено за счет:
— изменения конструкции или размера фундамента;
— усиления физико-механических характеристик грунтов основания
1.2. Инженерно-геологические изыскания
Инженерно-геологические изыскания при реконструкции оснований и фундаментов должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки реконструируемого здания или подземного сооружения и получения исходных данных для проектирования и устройства усиления фундаментов или укрепления основания.
Состав, объем и методы изысканий зависят от целей реконструкции, типа здания или подземного сооружения, их состояния и степени сложности инженерно-геологических условий.
1.3. Обследование фундаментов
Программа обследования составляется на основании технического задания заказчика и ознакомления с проектно-технической документацией реконструируемого здания.
Обследование конструкций фундаментов производится методом их вскрытия при проходке шурфов и других выработок.
По результатам обследования составляется технический отчет, содержащий результаты обследования и техническое заключение о возможности использования конструкций фундаментов и подземных сооружений при их реконструкции и рекомендации по типу рекомендуемых конструкций и технологии их устройства.
1.4. Проектирование и устройство оснований и фундаментов реконструируемых зданий
Проектирование и устройство оснований и фундаментов реконструируемых зданий и подземных сооружений следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами (см. приложение 1).
Допускается одностадийное проектирование, т.е. разработка непосредственно рабочих чертежей.
Проектирование и устройство оснований и фундаментов должно производиться с использованием расчетных значений физико-механических характеристик грунтов оснований и характеристик материала существующих и возводимых (реконструируемых) фундаментов. При этом должно учитываться состояние конструкций подземной и надземной частей, а также особенности производства работ по усилению оснований, фундаментов, подземной и надземной частей сооружения.
В проектах должны приниматься такие решения по устройству оснований и фундаментов, при которых максимально используются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований, определенные по данным инженерных изысканий.
Производство работ при реконструкции (усилении) не должно приводить к возникновению недопустимых осадок здания (сооружения).
1.5. Реконструкция и усиление фундаментов на естественном основании
1.5.1. Укрепление фундаментов
В результате механических повреждений, осадочных трещин, растрескивания и расслоения тела фундамента вследствие промораживания, воздействия грунтовых вод, агрессивности среды, температурных перепадов материал фундаментов с течением времени теряет свою прочность и становится легко разрушимым.
Для восстановления кладки фундаментов из бутового камня, керамического кирпича, а также бетонных и железобетонных конструкций фундаментов используется метод инъектирования цементным раствором, синтетическими смолами и т.п. Для цементации в теле фундамента бурятся шурфы или пробиваются отверстия для установки инъекторов. Диаметр отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра инъектора, диаметр инъектора обычно принимается равным 25 мм. Расстояние между инъекторами обычно принимают равным 50-100 см. Глубина погружения инъектора в тело фундамента принимается равной 0,4-0,6 толщины (ширины) фундамента. При давлении нагнетания закрепляющего раствора 0,2-0,6 МПа диаметр закрепления может составить 0,6-1,2 м (рис.1-4)*.
_____________
* Здесь и далее номера рисунков даны по приложению 2.
Обычно при цементации тела фундамента проводят цементацию контакта “фундамент-грунт”. Эта операция целесообразна в случае основания сложенного насыпными, песчаными, гравийно-галечниковыми грунтами. В случае залегания в уровне подошвы фундамента глинистых грунтов цементация контакта “фундамент-грунт” может привести к неконтролируемому распространению цементирующего раствора.
При неэффективности усиления дефектных фундаментов путем цементации, фундаменты могут быть усилены бетонными или железобетонными обоймами на всю высоту фундамента или его части. В фундаментах противоположные стенки обоймы соединяют арматурными стержнями, которые крепятся к арматуре обойм.
При устройстве обойм главным является обеспечение совместной работы нового бетона со старым или старой кладкой, после устройства обойм для дополнительного упрочнения фундамента можно провести инъекцию цементного раствора или синтетических смол во внутреннюю часть растрескавшегося или расслоенного фундамента (рис.5-7).
Усиление фундамента обоймами, без углубления фундаментов, производят как без увеличения подошвы, так и с ее увеличением в случае недостаточной несущей способности основания, частичного разрушения фундамента или существенного возрастания нагрузки при реконструкции.
При большом увеличении нагрузки элементы укрепления фундаментов должны быть введены в работу путем предварительной передачи давления на основание (обжатия).
1.5.2. Усиление фундаментов
Усиление фундаментов мелкого заложения может быть осуществлено путем их уширения и углубления подведением дополнительных конструктивных элементов. Такими элементами могут быть плиты, столбы или сплошные стены (рис.8-9).
На участках длиной 1-2 м грунт под фундаментом удаляют и на месте изготавливают железобетонную монолитную плиту или монтируют заранее заготовленные железобетонные элементы. После обжатия грунта в основании гидравлическими домкратами и подклинки плиты, промежуток между плитой и подошвой старого фундамента заполняют пластичным бетоном с тщательным уплотнением (рис.10).
В ряде случаев ленточный фундамент усиливают отдельными столбами. В этих случаях старый фундамент может быть усилен рандбалками.
Для переустройства столбчатого фундамента в ленточный между существующими фундаментами устраивается железобетонная стенка в виде перемычки. При необходимости устройства подвала перемычка делается на всю высоту столбчатых фундаментов.
Переустройство ленточных или столбчатых фундаментов в плитные производится путем подведения концов плит под существующие фундаменты (рис.11, 12) произведя расчет на скалывание зоны опирания ленточного или столбчатого фундамента и конца плиты.
В практике реконструкции возможно переустройство столбчатых фундаментов в перекрестно-ленточные и плитные, а также перекрестно-ленточных в плитные.
Необходимость устройства подвала, подземного сооружения, переноса подошвы фундамента на менее сжимаемые слои грунта и пр. становится причиной проведения работ по заглублению фундаментов реконструируемого здания (рис.14-21).
1.5.3. Применения свай для усилении фундаментов мелкого залегания
Для усиления фундаментов мелкого залегания могут быть использованы сваи различных конструкций: буронабивные, буровые, буроинъекционные, завинчиваемые, а также конструкции “стена в грунте” (рис.22-27).
Буронабивные и буровые сваи используются при увеличении нагрузок и большой толщине слабых грунтов в основании; в сложных условиях реконструкции.
Буроинъекционные сваи используются в тех же условиях, а также при невозможности частичной разборки существующих фундаментов и в стесненных условиях строительства.
Могут быть применены сваи из завинчиваемых стальных труб диаметром 200-400 мм с приваренной арматурной спиралью, а также вдавливаемые сваи. Эти два вида свай позволяют избежать вибрационных воздействий на фундаменты и грунты основания при проведении работ по усилению.
Иногда вместо монтажа тяжелых загрузочных устройств оказывается удобнее использовать стены самого реконструируемого сооружения. На этом принципе основано вдавливание составных железобетонных свай типа “Мега” отдельными элементами (рис.28-31).
С помощью буроинъекционных свай можно проводить усиление фундаментов, не разрабатывая котлованы и не нарушая естественной структуры грунтов основания. Наличие малогабаритного оборудования позволяет вести работы изнутри здания.
При реконструкции действующих сооружений в стесненных условиях и особенно в условиях противопоказания динамических воздействий целесообразно применение щелевых фундаментов (барретов), устраиваемых методом “стена в грунте” в узких траншеях шириной 0,4-1,0 м под защитой раствора из бентонитовой глины.
1.6. Реконструкция и усиление свайных фундаментов
Усиление ствола свай при отсутствии ростверка или при высоком ростверке производится с помощью железобетонной обоймы с толщиной стенок не менее 100 мм и площадью вертикальной арматуры не менее 1% площади сечения обоймы. Обойма устраивается на свободной части сваи и заглубляется в грунт не менее чем на 1 м.
Усиление верхних концов свай и мест их сопряжения с ростверком устраивается с помощью железобетонной обоймы, устраиваемой по всем ростверкам с отрывкой мелкого котлована.
Усиление ростверков, разделка трещин и других повреждений производятся аналогично усилению фундаментов мелкого заложения.
Для усиления свайных фундаментов, имеющих недостаточную несущую способность, используются те же сваи, которые используются для усиления фундаментов мелкого заложения.
Разбивка осей новых свайных фундаментов должна производиться с надежным закреплением относительно осей существующих свай здания.
1.7. Закрепление грунтов и усиление грунта основания
Закрепление грунтов и усиление грунта основания способом инъекции химических растворов и цементных суспензий применяется при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки.
Цементация контакта фундамент-грунт выполняется при наличии пустот под подошвой фундамента.
Химическое закрепление грунтов применяется для создания пристенной наружной гидроизоляции подземных конструкций реконструируемых зданий, а также для ликвидации очагов водопритока в ограждающих стенках котлованов.
Инъекционное закрепление распространяется на грунты, обладающие достаточной водопроницаемостью, включая песчаные, крупнообломочные, трещиноватые скальные и полускальные грунты.
Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способами силикатизации, смолизации и цементации, должны удовлетворять требованиям и техническим условиям действующих стандартов на силикат натрия (жидкое стекло), хлористый кальций, ортофосфорную, кремнефтористоводородную кислоты, алюминат натрия, этилацетат и другие реагенты.
Возможны две разновидности технологии нагнетания закрепляющих реагентов в грунты:
— вертикальная технология, при которой нагнетание реагентов осуществляется через вертикально или наклонно заглубляемые инъекторы сверху вниз, с открытой поверхности земли, с мостков или с полов помещений.
— горизонтальная технология, когда нагнетание реагентов осуществляется через горизонтально или несколько наклонно заглубленные инъекторы из специально оборудованных для этой цели технологических выработок (траншей, штолен, колодцев).
При силикатизации и смолизации грунтов, если это предусмотрено проектом, должна быть обеспечена возможность оставлять в закрепленном массиве забивные инъекторы или трубы манжетно-тампонных инъекторов в качестве материала армирования закрепленных массивов.
Для бурения инъекционных скважин применяются буровые станки, обеспечивающие бурение скважин диаметром до 190 мм.
Для работ по нагнетанию растворов в грунты применяются забивные, гидравлические и пневматические инъекторы диаметром перфорированной части 32-38 мм длиной 500 мм, бетононасосы с давлением воздуха 0,5-0,7 МПа, перфораторы ручные и пневматические на давление 0,6 МПа, плунжерные и поршневые насосы, обеспечивающие расход до 1 м/ч и давление 1 МПа.
Для закрепления водонасыщенных глинистых грунтов и пылеватых песков наиболее приемлемы методы электросиликатизации и электрохимический.
Электросиликатизация грунтов основана на сочетании закрепления грунтов способом силикатизации и обработки их постоянным током. Способ применяется в грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5-0,005 м/сут. Для электросиликатизации используют растворы жидкого стекла и хлористого кальция. Инъекторы-электроды погружают в грунт основания с обеих сторон фундамента под углом 10-15° через каждые 0,6-0,8 м по его длине. Закрепление ведется захватками вдоль фундамента снизу вверх, расход энергии (100-120 В) составляет для закрепления 1 мгрунта 10-15 кВт·ч.
Электрохимический способ применяется для водонасыщенных грунтов с коэффициентом фильтрации 1·10-1·10м/сут. В инъекторы-аноды подают раствор СаСl, потом Al(SO) или Fe(SO), а из инъекторов-катодов откачивают поступающую в них воду. Расход энергии здесь составляет 60-100 кВт·ч/м.
1.8. Устройство подземных помещений реконструируемых зданий
Для устройства подземных помещений в реконструируемом здании необходимы детальные сведения о существующих фундаментах, действующих нагрузках на фундаменты и характеристики грунтового основания, в том числе режим подземных вод.
Выбор конструкции подземного сооружения зависит от типа фундаментов здания – фундаменты на естественном основании или свайные. Решение должно приниматься с учетом недопущения возникновения в конструкциях реконструируемого здания нерасчетных воздействий.
Устройство стен сооружаемого подземного сооружения может выполняться по двум схемам:
— стены подземного сооружения изготавливаются вокруг реконструируемого здания одним из методов “стена в грунте” с передачей на “стену в грунте” нагрузок от существующего здания;
— стены подземного сооружения изготавливаются изнутри здания, без передачи нагрузок от здания на стену. Стена может изготавливаться методом вдавливания составных свай, а также с помощью буроинъекционных свай. В обоих случаях необходимо устройство анкерных креплений или распорок, которые устраиваются по мере отрывки котлована.
www.ronl.ru
Реферат Усиление и реконструкция оснований фундаментов
УСИЛЕНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
1.1. Общие положения
Усиление оснований и фундаментов осуществляется при реконструкции зданий и сооружений для предотвращении осадок ниже допустимых. Описаны основные способы усиления фундаментов.
Под реконструкцией фундаментов зданий и сооружений понимается выполнение работ, проводимых в связи с изменением геометрических размеров зданий, возрастанием постоянных или временных нагрузок, устройством подземных сооружений в пределах габаритов здания, а также восстановлением (усилением) несущей способности оснований и фундаментов, утраченной вследствие суффозии, колебания уровня подземных вод и др., а также возникшими деформациями конструкций и их износом.
Надежность работы реконструируемых зданий обеспечивается совместной работой системы “основание, фундамент – подземные конструкции”. Дефекты в работе сооружений – следствие полного или частичного нарушения надежного взаимодействия элементов этой системы:
- суффозионные процессы, а также колебания УПВ (уровня подземных вод), вызванные изменением гидрогеологических условий в районе расположения здания, атмосферными водами, аварийными и систематическими утечками из коммуникаций;
- проявление карстовых деформаций;
Повреждения оснований и фундаментов возникают за счет природных и техногенных процессов, за счет нарушений требований нормативных документов, допускаемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации. Основными причинами повреждений являются:
снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при увлажнении, а также проявление процесса набухания и пучения грунтов;
проведение земляных работ в пределах здания или вблизи него;
прокладка коммуникаций;
увеличение нагрузок на основание, сопровождаемое появлением эксцентриситета их приложения;
вибрационные или динамические воздействия как внутренние, так и внешние.
При реконструкции фундаментов отсутствует возможность применения типовых схем усиления. Схемы усиления должны применяться в каждом конкретном случае в зависимости от нагрузок на фундаменты, конструктивных особенностей здания (наличие подвала и других подземных сооружений), инженерно-геологических и гидрогеологических условий и др.
При этом применяемые методы усиления оснований и фундаментов должны обеспечивать их совместную работу с существующими фундаментами.
Следует учитывать, что работы по усилению оснований и изменению конструкций фундаментов могут вызвать при их осуществлении деформации оснований и осадки фундаментов.
Повышение несущей способности оснований и фундаментов при реконструкции может быть обеспечено за счет:
- изменения конструкции или размера фундамента;
- усиления физико-механических характеристик грунтов основания
1.2. Инженерно-геологические изыскания
Инженерно-геологические изыскания при реконструкции оснований и фундаментов должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки реконструируемого здания или подземного сооружения и получения исходных данных для проектирования и устройства усиления фундаментов или укрепления основания.
Состав, объем и методы изысканий зависят от целей реконструкции, типа здания или подземного сооружения, их состояния и степени сложности инженерно-геологических условий.
1.3. Обследование фундаментов
Программа обследования составляется на основании технического задания заказчика и ознакомления с проектно-технической документацией реконструируемого здания.
Обследование конструкций фундаментов производится методом их вскрытия при проходке шурфов и других выработок.
По результатам обследования составляется технический отчет, содержащий результаты обследования и техническое заключение о возможности использования конструкций фундаментов и подземных сооружений при их реконструкции и рекомендации по типу рекомендуемых конструкций и технологии их устройства.
1.4. Проектирование и устройство оснований и фундаментов реконструируемых зданий
Проектирование и устройство оснований и фундаментов реконструируемых зданий и подземных сооружений следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами (см. приложение 1).
Допускается одностадийное проектирование, т.е. разработка непосредственно рабочих чертежей.
Проектирование и устройство оснований и фундаментов должно производиться с использованием расчетных значений физико-механических характеристик грунтов оснований и характеристик материала существующих и возводимых (реконструируемых) фундаментов. При этом должно учитываться состояние конструкций подземной и надземной частей, а также особенности производства работ по усилению оснований, фундаментов, подземной и надземной частей сооружения.
В проектах должны приниматься такие решения по устройству оснований и фундаментов, при которых максимально используются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований, определенные по данным инженерных изысканий.
Производство работ при реконструкции (усилении) не должно приводить к возникновению недопустимых осадок здания (сооружения).
1.5. Реконструкция и усиление фундаментов на естественном основании
1.5.1. Укрепление фундаментов
В результате механических повреждений, осадочных трещин, растрескивания и расслоения тела фундамента вследствие промораживания, воздействия грунтовых вод, агрессивности среды, температурных перепадов материал фундаментов с течением времени теряет свою прочность и становится легко разрушимым.
Для восстановления кладки фундаментов из бутового камня, керамического кирпича, а также бетонных и железобетонных конструкций фундаментов используется метод инъектирования цементным раствором, синтетическими смолами и т.п. Для цементации в теле фундамента бурятся шурфы или пробиваются отверстия для установки инъекторов. Диаметр отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра инъектора, диаметр инъектора обычно принимается равным 25 мм. Расстояние между инъекторами обычно принимают равным 50-100 см. Глубина погружения инъектора в тело фундамента принимается равной 0,4-0,6 толщины (ширины) фундамента. При давлении нагнетания закрепляющего раствора 0,2-0,6 МПа диаметр закрепления может составить 0,6-1,2 м (рис.1-4)*.
_____________
* Здесь и далее номера рисунков даны по приложению 2.
Обычно при цементации тела фундамента проводят цементацию контакта “фундамент-грунт”. Эта операция целесообразна в случае основания сложенного насыпными, песчаными, гравийно-галечниковыми грунтами. В случае залегания в уровне подошвы фундамента глинистых грунтов цементация контакта “фундамент-грунт” может привести к неконтролируемому распространению цементирующего раствора.
При неэффективности усиления дефектных фундаментов путем цементации, фундаменты могут быть усилены бетонными или железобетонными обоймами на всю высоту фундамента или его части. В фундаментах противоположные стенки обоймы соединяют арматурными стержнями, которые крепятся к арматуре обойм.
При устройстве обойм главным является обеспечение совместной работы нового бетона со старым или старой кладкой, после устройства обойм для дополнительного упрочнения фундамента можно провести инъекцию цементного раствора или синтетических смол во внутреннюю часть растрескавшегося или расслоенного фундамента (рис.5-7).
Усиление фундамента обоймами, без углубления фундаментов, производят как без увеличения подошвы, так и с ее увеличением в случае недостаточной несущей способности основания, частичного разрушения фундамента или существенного возрастания нагрузки при реконструкции.
При большом увеличении нагрузки элементы укрепления фундаментов должны быть введены в работу путем предварительной передачи давления на основание (обжатия).
1.5.2. Усиление фундаментов
Усиление фундаментов мелкого заложения может быть осуществлено путем их уширения и углубления подведением дополнительных конструктивных элементов. Такими элементами могут быть плиты, столбы или сплошные стены (рис.8-9).
На участках длиной 1-2 м грунт под фундаментом удаляют и на месте изготавливают железобетонную монолитную плиту или монтируют заранее заготовленные железобетонные элементы. После обжатия грунта в основании гидравлическими домкратами и подклинки плиты, промежуток между плитой и подошвой старого фундамента заполняют пластичным бетоном с тщательным уплотнением (рис.10).
В ряде случаев ленточный фундамент усиливают отдельными столбами. В этих случаях старый фундамент может быть усилен рандбалками.
Для переустройства столбчатого фундамента в ленточный между существующими фундаментами устраивается железобетонная стенка в виде перемычки. При необходимости устройства подвала перемычка делается на всю высоту столбчатых фундаментов.
Переустройство ленточных или столбчатых фундаментов в плитные производится путем подведения концов плит под существующие фундаменты (рис.11, 12) произведя расчет на скалывание зоны опирания ленточного или столбчатого фундамента и конца плиты.
В практике реконструкции возможно переустройство столбчатых фундаментов в перекрестно-ленточные и плитные, а также перекрестно-ленточных в плитные.
Необходимость устройства подвала, подземного сооружения, переноса подошвы фундамента на менее сжимаемые слои грунта и пр. становится причиной проведения работ по заглублению фундаментов реконструируемого здания (рис.14-21).
1.5.3. Применения свай для усилении фундаментов мелкого залегания
Для усиления фундаментов мелкого залегания могут быть использованы сваи различных конструкций: буронабивные, буровые, буроинъекционные, завинчиваемые, а также конструкции “стена в грунте” (рис.22-27).
Буронабивные и буровые сваи используются при увеличении нагрузок и большой толщине слабых грунтов в основании; в сложных условиях реконструкции.
Буроинъекционные сваи используются в тех же условиях, а также при невозможности частичной разборки существующих фундаментов и в стесненных условиях строительства.
Могут быть применены сваи из завинчиваемых стальных труб диаметром 200-400 мм с приваренной арматурной спиралью, а также вдавливаемые сваи. Эти два вида свай позволяют избежать вибрационных воздействий на фундаменты и грунты основания при проведении работ по усилению.
Иногда вместо монтажа тяжелых загрузочных устройств оказывается удобнее использовать стены самого реконструируемого сооружения. На этом принципе основано вдавливание составных железобетонных свай типа “Мега” отдельными элементами (рис.28-31).
С помощью буроинъекционных свай можно проводить усиление фундаментов, не разрабатывая котлованы и не нарушая естественной структуры грунтов основания. Наличие малогабаритного оборудования позволяет вести работы изнутри здания.
При реконструкции действующих сооружений в стесненных условиях и особенно в условиях противопоказания динамических воздействий целесообразно применение щелевых фундаментов (барретов), устраиваемых методом “стена в грунте” в узких траншеях шириной 0,4-1,0 м под защитой раствора из бентонитовой глины.
1.6. Реконструкция и усиление свайных фундаментов
Усиление ствола свай при отсутствии ростверка или при высоком ростверке производится с помощью железобетонной обоймы с толщиной стенок не менее 100 мм и площадью вертикальной арматуры не менее 1% площади сечения обоймы. Обойма устраивается на свободной части сваи и заглубляется в грунт не менее чем на 1 м.
Усиление верхних концов свай и мест их сопряжения с ростверком устраивается с помощью железобетонной обоймы, устраиваемой по всем ростверкам с отрывкой мелкого котлована.
Усиление ростверков, разделка трещин и других повреждений производятся аналогично усилению фундаментов мелкого заложения.
Для усиления свайных фундаментов, имеющих недостаточную несущую способность, используются те же сваи, которые используются для усиления фундаментов мелкого заложения.
Разбивка осей новых свайных фундаментов должна производиться с надежным закреплением относительно осей существующих свай здания.
1.7. Закрепление грунтов и усиление грунта основания
Закрепление грунтов и усиление грунта основания способом инъекции химических растворов и цементных суспензий применяется при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки.
Цементация контакта фундамент-грунт выполняется при наличии пустот под подошвой фундамента.
Химическое закрепление грунтов применяется для создания пристенной наружной гидроизоляции подземных конструкций реконструируемых зданий, а также для ликвидации очагов водопритока в ограждающих стенках котлованов.
Инъекционное закрепление распространяется на грунты, обладающие достаточной водопроницаемостью, включая песчаные, крупнообломочные, трещиноватые скальные и полускальные грунты.
Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способами силикатизации, смолизации и цементации, должны удовлетворять требованиям и техническим условиям действующих стандартов на силикат натрия (жидкое стекло), хлористый кальций, ортофосфорную, кремнефтористоводородную кислоты, алюминат натрия, этилацетат и другие реагенты.
Возможны две разновидности технологии нагнетания закрепляющих реагентов в грунты:
- вертикальная технология, при которой нагнетание реагентов осуществляется через вертикально или наклонно заглубляемые инъекторы сверху вниз, с открытой поверхности земли, с мостков или с полов помещений.
- горизонтальная технология, когда нагнетание реагентов осуществляется через горизонтально или несколько наклонно заглубленные инъекторы из специально оборудованных для этой цели технологических выработок (траншей, штолен, колодцев).
При силикатизации и смолизации грунтов, если это предусмотрено проектом, должна быть обеспечена возможность оставлять в закрепленном массиве забивные инъекторы или трубы манжетно-тампонных инъекторов в качестве материала армирования закрепленных массивов.
Для бурения инъекционных скважин применяются буровые станки, обеспечивающие бурение скважин диаметром до 190 мм.
Для работ по нагнетанию растворов в грунты применяются забивные, гидравлические и пневматические инъекторы диаметром перфорированной части 32-38 мм длиной 500 мм, бетононасосы с давлением воздуха 0,5-0,7 МПа, перфораторы ручные и пневматические на давление 0,6 МПа, плунжерные и поршневые насосы, обеспечивающие расход до 1 м/ч и давление 1 МПа.
Для закрепления водонасыщенных глинистых грунтов и пылеватых песков наиболее приемлемы методы электросиликатизации и электрохимический.
Электросиликатизация грунтов основана на сочетании закрепления грунтов способом силикатизации и обработки их постоянным током. Способ применяется в грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5-0,005 м/сут. Для электросиликатизации используют растворы жидкого стекла и хлористого кальция. Инъекторы-электроды погружают в грунт основания с обеих сторон фундамента под углом 10-15° через каждые 0,6-0,8 м по его длине. Закрепление ведется захватками вдоль фундамента снизу вверх, расход энергии (100-120 В) составляет для закрепления 1 м грунта 10-15 кВт·ч.
Электрохимический способ применяется для водонасыщенных грунтов с коэффициентом фильтрации 1·10-1·10
м/сут. В инъекторы-аноды подают раствор СаСl
, потом Al
(SO
) или Fe
(SO
), а из инъекторов-катодов откачивают поступающую в них воду. Расход энергии здесь составляет 60-100 кВт·ч/м
.
1.8. Устройство подземных помещений реконструируемых зданий
Для устройства подземных помещений в реконструируемом здании необходимы детальные сведения о существующих фундаментах, действующих нагрузках на фундаменты и характеристики грунтового основания, в том числе режим подземных вод.
Выбор конструкции подземного сооружения зависит от типа фундаментов здания – фундаменты на естественном основании или свайные. Решение должно приниматься с учетом недопущения возникновения в конструкциях реконструируемого здания нерасчетных воздействий.
Устройство стен сооружаемого подземного сооружения может выполняться по двум схемам:
- стены подземного сооружения изготавливаются вокруг реконструируемого здания одним из методов “стена в грунте” с передачей на “стену в грунте” нагрузок от существующего здания;
- стены подземного сооружения изготавливаются изнутри здания, без передачи нагрузок от здания на стену. Стена может изготавливаться методом вдавливания составных свай, а также с помощью буроинъекционных свай. В обоих случаях необходимо устройство анкерных креплений или распорок, которые устраиваются по мере отрывки котлована.
bukvasha.ru
2.2 Методы ремонта и усиления фундаментов. Современные способы усиления оснований и фундаментов
Похожие главы из других работ:
Исследование помещений квартиры №25, расположенной по адресу: г. Пенза, ул. Бийская, д. 14, поврежденных заливом с целью определения стоимости их восстановительного ремонта
2.2 Методы, используемые экспертом-строителем при проведении исследований объектов недвижимости, поврежденных заливом с целью определения стоимости их восстановительного ремонта
При проведении исследований объектов недвижимости, поврежденных заливом с целью определения стоимости их восстановительного ремонта экспертом- строителем используются следующие методы исследования: экспертный осморт, наблюдение, измерение...
Последствия деформаций земной поверхности на застроенной территории
4.1 Экстренные методы усиления
- локальное или общее временное усиление фундаментной части посредством подведения конструкций, увеличивающих её изгибную и сдвиговую жёсткости; - подведение временных усилительных конструкций в надземной части...
Последствия деформаций земной поверхности на застроенной территории
4.2 Плановые методы усиления
Плановые методы усиления карстозащищённости зданий (сооружений) в общем случае включают: - тампонаж полостей карстового происхождения в "пятне" здания или вблизи него твердеющими растворами; - создание "усиленной" покрывающей толщи над...
Проект экспозиционного центра г. Минск
3.13 Указания по гидроизоляции фундаментов и технологии производства работ по устройству фундаментов
Все фундаменты возводятся с обязательной предварительной бетонной подготовкой из крупнопористого бетона класса В7,5 толщиной 10 см и шириной, равной ширине ленты фундамента либо ростверка...
Реставрация памятника архитектуры "Краеведческого музея" методом усиления основания фундамента
2.2 Традиционные способы усиления фундаментов
Усиление фундаментов существующих зданий применяется так же давно, как и само строительство. Методы и способы усиления до середины текущего столетия были столь же традиционны, как и конструкции фундаментов...
Реставрация памятника архитектуры "Краеведческого музея" методом усиления основания фундамента
2.3 Современные методы усиления фундаментов
В практике реконструкции и реставрации в настоящее время находят применение как методы усиления фундаментов, базирующиеся на традиционных, так и принципиально новые, разработанные в течение последних 50 лет...
Реставрация памятника архитектуры "Краеведческого музея" методом усиления основания фундамента
3.2 Рекомендуемая область применения усиления грунтов основания и фундаментов реставрируемых и реконструируемых объектов инъекционными методами
Целесообразность применения усиления грунтов основания и фундаментов инъекционными методами должна определяться конкретными условиями работ и обоснована технико-экономическим сравнением вариантов проектных решений...
Современные способы усиления оснований и фундаментов
2.1 Методы усиления оснований
Цементация Грунты: скальные трещиноватые крупнообломочные, крупно - и среднезернистые песчаные, супесчаные с малым содержанием пылеватых частиц. Технология выполнения: в грунт погружают инъекторы - трубы металлические диаметром 25-75 мм...
Современные способы усиления оснований и фундаментов
2. Электроразрядная технология усиления фундаментов
В последнее время для изготовления свай, усиления фундаментов и грунта, закрепления неустойчивых откосов и склонов все чаще используется электроразрядная технология...
Современные технологии ремонта и усиления каменных зданий
Традиционные методы восстановления и усиления отдельных конструктивных элементов зданий из каменной кладки
Восстановление и усиление отдельных элементов зданий из каменной кладки (столбов, простенков, перемычек, участков перекрытий, отдельных участков стен и узлов их сопряжений) в зависимости от технического состояния кладки...
Современные технологии ремонта и усиления каменных зданий
Современные технологии ремонта и усиления каменных зданий
Большинство традиционных способов усиления трудоемки в реализации, дорогостоящи, а по отношению к историческим зданиям некоторые и вовсе не применимы по эстетическим соображениям...
Технология ремонтно-строительных работ
3. Принципы и способы ремонта и усиления фундаментов.
В первом вопросе раскрыты причины необходимости усиления оснований и фундаментов. Среди причин усиления оснований и фундаментов рассмотрены ошибки, допущенные при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации...
Технология ремонтно-строительных работ
1.3 Принципы и способы ремонта и усиления фундаментов
Выбор способов ремонта и усиления ленточных и столбчатых фундаментов мелкого заложения зависит от причин, вызывающих необходимость усиления, особенностей конструктивного решения фундаментов, действующих нагрузок...
Технология усиления фундаментов
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
...
Фундаменты мелкого и глубокого заложения
2.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов
Тип фундамента выбирается в зависимости от характера передачи нагрузки на фундамент: под стены зданий обычно устраиваются ленточные фундаменты из сборных элементов, под сборные железобетонные колонны -- отдельные фундаменты стаканного типа...
arh.bobrodobro.ru
Курсовая работа - Технология усиления фундаментов
Содержание
Задание на контрольную работу
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
1.1 Общее описание технологии
1.2 Достоинства и недостатки применяемого метода
1.3 Последовательность выполнения работ
2. Мероприятия по технике безопасности
Список использованных источников
Задание на контрольную работу
Произвести усиление фундамента с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы.
Исходные данные:
Размеры фундамента:
Район строительства — г. Екатеринбург
Назначение здания – Жилой комплекс горнолыжной базы (общественное)
Тип грунтов – суглинок
Размеры здания в плане 19200 × 24890 мм.
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
1.1 Общее описание технологии
Одним из эффективных способов усиления оснований и фундаментов является метод, предложенный фирмой 000 «Элфа». Укрепление кладки фундаментов железобетонными обоймами с последующим инъецированием раствора – наиболее эффективный способ ремонта ослабленных бутовых фундаментов, предотвращающий дальнейшее разрушение кладки и обеспечивающий снижение напряжения в грунте под их подошвой. В зависимости от конструктивных особенностей здания возможно одно- или двустороннее усиление. Одностороннее усиление обычно устраивают в зданиях без подвала. Работы выполняют в следующем порядке. Сначала отрывают траншею шириной 0,8 – 1 м вдоль здания в зоне разрушения фундамента. Длина траншеи не должна превышать 6 м. Очищают поверхность кладки фундаментов от грязи и слабого раствора, разбирающийся от руки камень удаляют. Очищенную поверхность кладки промывают цементным молоком. Не допускается промывка поверхности фундамента водой под напором, что может привести к вымыванию раствора и интенсивному разрушению кладки. Дальнейшие работы по укреплению кладки можно производить только после ее просушки. В швы кладки забивают металлические штыри из стали длиной 40 – 50 см, к которым приваривают арматурный каркас. Его выполняют из стали класса А-11 диаметром 18 – 20 мм и размером ячеек 150 х150 мм. Затем в пустоты кладки устанавливают в шахматном порядке инъекционные трубки на расстоянии 50 – 60 см друг от друга с обязательной заделкой их цементным раствором (противоположные концы трубок выводят выше отметки верха обоймы на 40 – 50 см), монтируют опалубку, заливают пространство пластичной бетонной смесью. Конструктивно толщину железобетонной обоймы принимают не менее 150 мм. Бетонирование производят по высоте в 2 -3 приема с интервалами между ними не менее 2 суток. После окончания работ по устройству обоймы в установленные инъекционные трубки под давлением нагнетают цементный раствор консистенции 1:1 – 1:1,5. Для изготовления раствора применяют портландцемент марки 400 и выше. Сначала подают раствор с меньшим содержанием цемента, а затем раствор более густой консистенции, который заполняет пространство вокруг инъектора, образуя прочный столб диаметром 60 – 100 мм. Ориентировочный расход раствора, необходимого для полного закрепления кладки фундаментов, составляет 25 – 35% их объема. После выполнения работ срезают верхние части инъекционный трубок, разбирают опалубку, заполняют пазухи фундамента глинистым грунтом, тщательно послойно его трамбуя. В последнюю очередь производят восстановление отмостки.
1.2 Достоинства и недостатки применяемого метода
Достоинства:
— Данный метод является более устойчивым к воздействию агрессивной среды и поэтому наиболее надежен в эксплуатации;
— уплотняющий раствор при нагнетании под давлением обладает высокой и избирательной способностью, что приводит к усилению наиболее слабых зон.
— использование инертных материалов, обеспечивающих экологическую чистоту метода.
Недостатки:
— При забивке металлических штырей в тело фундамента существует опасность разрушения ветхих фундаментов;
— сложность и дорогостоящность;
— выполнение работ производится вручную.
1.3 Последовательность выполнения работ
1) Отрывают траншею шириной 0,8 – 1 м вдоль здания в зоне разрушения фундамента.
2) Производят устройство щебеночного подстилающего слоя
3) Очищают поверхность кладки фундаментов от грязи и слабого раствора, разбирающийся от руки камень удаляют. Очищенную поверхность кладки промывают цементным молоком.
4) В швы кладки забивают металлические штыри из стали длиной 40 – 50 см, к которым приваривают арматурный каркас.
5) В пустоты кладки устанавливают в шахматном порядке инъекционные трубки на расстоянии 50 – 60 см друг от друга с обязательной заделкой их цементным раствором.
6) Монтируют опалубку, заливают пространство пластичной бетонной смесью.
7) В установленные инъекционные трубки под давлением нагнетают цементный раствор.
8) Срезают верхние части инъекционный трубок.
9) Разбирают опалубку.
10) Заполняют пазухи фундамента глинистым грунтом, тщательно послойно его трамбуя.
11) Производят восстановление отмостки.
2. Мероприятия по технике безопасности
При разборке зданий и сооружений (далее — разборке строений) в процессе их реконструкции или сноса необходимо предусматривать мероприятия по предупреждению воздействия на работников следующих опасных и вредных производственных факторов, связанных с характером работы:
— самопроизвольное обрушение элементов конструкций строений и падение вышерасположенных незакрепленных конструкций, материалов, оборудования;
— движущиеся части строительных машин, передвигаемые ими предметы;
— острые кромки, углы, торчащие штыри;
— повышенное содержание в воздухе рабочейзоны пыли и вредных веществ;
— расположение рабочего места вблизи перепада по высоте 1,3 м и более.
До начала проведения работ по разборке строений необходимо выполнить подготовительные мероприятия, связанные с отселением проживающих в них граждан или выездом расположенных там организаций, а также с отключением от сетей водо-, тепло-, газо- и электроснабжения, канализации, технологических продуктопроводов и принятием мер против их повреждения.
Разборку зданий необходимо осуществлять на основе решений, предусмотренных в организационно-технологической документации (ПОС, ППР и др.). Указанные решения должны быть разработаны после проведения обследования общего состояния здания (сооружения), а также фундаментов, стен, колонн, сводов и прочих конструкций. По результатам обследования составляется акт, на основании которого осуществляется решение следующих вопросов:
— выбор метода проведения разборки;
— установление последовательности выполнения работ;
— установление опасных зон и применение при необходимости защитных ограждений;
— временное или постоянное закрепление или усиление конструкций разбираемого здания с целью предотвращения случайного обрушения конструкций;
— мероприятия по пылеподавлению;
— меры безопасности при работе на высоте;
— схемы строповки при демонтаже конструкций и оборудования.
Перед началом работ необходимо ознакомить работников с решениями, предусмотренными в ППР, и провести инструктаж о безопасных методах работ.
Удаление неустойчивых конструкций при разборке здания следует производить в присутствии руководителя работ.
С целью исключения размыва грунта, образования оползней, обрушения стенок выемок в местах производства земляных работ до их начала необходимо обеспечить отвод поверхностных и подземных вод.
Место производства работ должно быть очищено от валунов, деревьев, строительного мусора.
Производство земляных работ в охранной зоне кабелей высокого напряжения, действующего газопровода, других коммуникаций, а также на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалки, скотомогильники, кладбище и т.п.) необходимо осуществлять по наряду-допуску после получения разрешения от организации, эксплуатирующей эти коммуникации или органа санитарного надзора.
Производство работ в этих условиях следует осуществлять под непосредственным наблюдением руководителя работ, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением, или действующих газопроводов, кроме того, под наблюдением работников организаций, эксплуатирующих эти коммуникации.
Разработка грунта в непосредственной близости от действующих подземных коммуникаций допускается только при помощи лопат, без использования ударных инструментов.
Применение землеройных машин в местах пересечения выемок с действующими коммуникациями, не защищенными от механических повреждений, разрешается по согласованию с организациями — владельцами коммуникаций.
В случае обнаружения в процессе производства земляных работ не указанных в проекте коммуникаций, подземных сооружений иливзрывоопасных материалов земляные работы должны быть приостановлены, до получения разрешения соответствующих органов.
Список использованных источников
1. Реконструкция и обновление сложившейся застройки города. Учебное пособие для вузов./Под общей редакцией П.Г. Грабового и А.А Харитонова.-М.: Изд-во «АСВ» и «Реалпроект». 2006.-с.-624.
2. Девятова Г.В «Технология реконструкции и модернизации зданий». 2006.
www.ronl.ru
Реферат: Технология усиления фундаментов
Содержание
Задание на контрольную работу
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
1.1 Общее описание технологии
1.2 Достоинства и недостатки применяемого метода
1.3 Последовательность выполнения работ
2. Мероприятия по технике безопасности
Список использованных источников
Задание на контрольную работу
Произвести усиление фундамента с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы.
Исходные данные:
Размеры фундамента:
Район строительства - г. Екатеринбург
Назначение здания – Жилой комплекс горнолыжной базы (общественное)
Тип грунтов – суглинок
Размеры здания в плане 19200 × 24890 мм.
1. Технология усиления фундаментов с помощью увеличения подошвы фундамента способом железобетонной обоймы
1.1 Общее описание технологии
Одним из эффективных способов усиления оснований и фундаментов является метод, предложенный фирмой 000 «Элфа». Укрепление кладки фундаментов железобетонными обоймами с последующим инъецированием раствора – наиболее эффективный способ ремонта ослабленных бутовых фундаментов, предотвращающий дальнейшее разрушение кладки и обеспечивающий снижение напряжения в грунте под их подошвой. В зависимости от конструктивных особенностей здания возможно одно- или двустороннее усиление. Одностороннее усиление обычно устраивают в зданиях без подвала. Работы выполняют в следующем порядке. Сначала отрывают траншею шириной 0,8 – 1 м вдоль здания в зоне разрушения фундамента. Длина траншеи не должна превышать 6 м. Очищают поверхность кладки фундаментов от грязи и слабого раствора, разбирающийся от руки камень удаляют. Очищенную поверхность кладки промывают цементным молоком. Не допускается промывка поверхности фундамента водой под напором, что может привести к вымыванию раствора и интенсивному разрушению кладки. Дальнейшие работы по укреплению кладки можно производить только после ее просушки. В швы кладки забивают металлические штыри из стали длиной 40 – 50 см, к которым приваривают арматурный каркас. Его выполняют из стали класса А-11 диаметром 18 – 20 мм и размером ячеек 150 х150 мм. Затем в пустоты кладки устанавливают в шахматном порядке инъекционные трубки на расстоянии 50 – 60 см друг от друга с обязательной заделкой их цементным раствором (противоположные концы трубок выводят выше отметки верха обоймы на 40 – 50 см), монтируют опалубку, заливают пространство пластичной бетонной смесью. Конструктивно толщину железобетонной обоймы принимают не менее 150 мм. Бетонирование производят по высоте в 2 -3 приема с интервалами между ними не менее 2 суток. После окончания работ по устройству обоймы в установленные инъекционные трубки под давлением нагнетают цементный раствор консистенции 1:1 – 1:1,5. Для изготовления раствора применяют портландцемент марки 400 и выше. Сначала подают раствор с меньшим содержанием цемента, а затем раствор более густой консистенции, который заполняет пространство вокруг инъектора, образуя прочный столб диаметром 60 – 100 мм. Ориентировочный расход раствора, необходимого для полного закрепления кладки фундаментов, составляет 25 – 35% их объема. После выполнения работ срезают верхние части инъекционный трубок, разбирают опалубку, заполняют пазухи фундамента глинистым грунтом, тщательно послойно его трамбуя. В последнюю очередь производят восстановление отмостки.
1.2 Достоинства и недостатки применяемого метода
Достоинства:
- Данный метод является более устойчивым к воздействию агрессивной среды и поэтому наиболее надежен в эксплуатации;
- уплотняющий раствор при нагнетании под давлением обладает высокой и избирательной способностью, что приводит к усилению наиболее слабых зон.
- использование инертных материалов, обеспечивающих экологическую чистоту метода.
Недостатки:
- При забивке металлических штырей в тело фундамента существует опасность разрушения ветхих фундаментов;
- сложность и дорогостоящность;
- выполнение работ производится вручную.
1.3 Последовательность выполнения работ
1) Отрывают траншею шириной 0,8 – 1 м вдоль здания в зоне разрушения фундамента.
2) Производят устройство щебеночного подстилающего слоя
3) Очищают поверхность кладки фундаментов от грязи и слабого раствора, разбирающийся от руки камень удаляют. Очищенную поверхность кладки промывают цементным молоком.
4) В швы кладки забивают металлические штыри из стали длиной 40 – 50 см, к которым приваривают арматурный каркас.
5) В пустоты кладки устанавливают в шахматном порядке инъекционные трубки на расстоянии 50 – 60 см друг от друга с обязательной заделкой их цементным раствором.
6) Монтируют опалубку, заливают пространство пластичной бетонной смесью.
7) В установленные инъекционные трубки под давлением нагнетают цементный раствор.
8) Срезают верхние части инъекционный трубок.
9) Разбирают опалубку.
10) Заполняют пазухи фундамента глинистым грунтом, тщательно послойно его трамбуя.
11) Производят восстановление отмостки.
2. Мероприятия по технике безопасности
При разборке зданий и сооружений (далее - разборке строений) в процессе их реконструкции или сноса необходимо предусматривать мероприятия по предупреждению воздействия на работников следующих опасных и вредных производственных факторов, связанных с характером работы:
- самопроизвольное обрушение элементов конструкций строений и падение вышерасположенных незакрепленных конструкций, материалов, оборудования;
- движущиеся части строительных машин, передвигаемые ими предметы;
- острые кромки, углы, торчащие штыри;
- повышенное содержание в воздухе рабочей зоны пыли и вредных веществ;
- расположение рабочего места вблизи перепада по высоте 1,3 м и более.
До начала проведения работ по разборке строений необходимо выполнить подготовительные мероприятия, связанные с отселением проживающих в них граждан или выездом расположенных там организаций, а также с отключением от сетей водо-, тепло-, газо- и электроснабжения, канализации, технологических продуктопроводов и принятием мер против их повреждения.
Разборку зданий необходимо осуществлять на основе решений, предусмотренных в организационно-технологической документации (ПОС, ППР и др.). Указанные решения должны быть разработаны после проведения обследования общего состояния здания (сооружения), а также фундаментов, стен, колонн, сводов и прочих конструкций. По результатам обследования составляется акт, на основании которого осуществляется решение следующих вопросов:
- выбор метода проведения разборки;
- установление последовательности выполнения работ;
- установление опасных зон и применение при необходимости защитных ограждений;
- временное или постоянное закрепление или усиление конструкций разбираемого здания с целью предотвращения случайного обрушения конструкций;
- мероприятия по пылеподавлению;
- меры безопасности при работе на высоте;
- схемы строповки при демонтаже конструкций и оборудования.
Перед началом работ необходимо ознакомить работников с решениями, предусмотренными в ППР, и провести инструктаж о безопасных методах работ.
Удаление неустойчивых конструкций при разборке здания следует производить в присутствии руководителя работ.
С целью исключения размыва грунта, образования оползней, обрушения стенок выемок в местах производства земляных работ до их начала необходимо обеспечить отвод поверхностных и подземных вод.
Место производства работ должно быть очищено от валунов, деревьев, строительного мусора.
Производство земляных работ в охранной зоне кабелей высокого напряжения, действующего газопровода, других коммуникаций, а также на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалки, скотомогильники, кладбище и т.п.) необходимо осуществлять по наряду-допуску после получения разрешения от организации, эксплуатирующей эти коммуникации или органа санитарного надзора.
Производство работ в этих условиях следует осуществлять под непосредственным наблюдением руководителя работ, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением, или действующих газопроводов, кроме того, под наблюдением работников организаций, эксплуатирующих эти коммуникации.
Разработка грунта в непосредственной близости от действующих подземных коммуникаций допускается только при помощи лопат, без использования ударных инструментов.
Применение землеройных машин в местах пересечения выемок с действующими коммуникациями, не защищенными от механических повреждений, разрешается по согласованию с организациями - владельцами коммуникаций.
В случае обнаружения в процессе производства земляных работ не указанных в проекте коммуникаций, подземных сооружений или взрывоопасных материалов земляные работы должны быть приостановлены, до получения разрешения соответствующих органов.
Список использованных источников
1. Реконструкция и обновление сложившейся застройки города. Учебное пособие для вузов./Под общей редакцией П.Г. Грабового и А.А Харитонова.-М.:Изд-во «АСВ» и «Реалпроект». 2006.-с.-624.
2. Девятова Г.В «Технология реконструкции и модернизации зданий». 2006.
www.referatmix.ru
Реферат на тему- Усиление фундаментов объектов культурного наследия
Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2015-07-10
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Реферат на тему:
Усиление фундаментов объектов культурного наследия
Выполнил: студент гр. 7ПЗ 501
Степанов Т.Н.
Проверила: Сайфуллина Л.Ш.
Казань 2012
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..3
I.Инженерно-геологические изыскания, обследование существующих фундаментов.......4
II. Традиционные конструкции фундаментов зданий и сооружений старой постройки....5
III. Традиционные способы усиления фундаментов ……………………...................8
IV. Современные методы усиления фундаментов……………………………...........10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………..14
ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………………15
В В Е Д Е Н И Е
При проведении реконструкции, ремонтных работ и реставрации зданий и сооружений старой постройки, действующих предприятий и производств, одной из главных задач, стоящих перед строителями, является определение состояния существующих несущих конструкций, способность их воспринимать действующие и дополнительные,
возникающие в ходе реконструкции нагрузки и, в конечном счете, выбор, в случае необходимости, способа их усиления.
В процессе эксплуатации зданий и сооружений, во многих случаях, происходят деформации несущих конструкций, вызываемые различными причинами. Одной из наиболее распространенных причин деформаций являются неравномерные осадки, которые, в свою очередь, вызывают деформации и разрушения несущих конструкций - стен, колонн, перекрытий, сводов, перемычек оконных и дверных проемов и др. Неравномерные осадки зданий и сооружений могут быть вызваны многими факторами. В связи с этим одной из основных проблем, решаемых при реконструкции зданий является выбор рационального метода усиления оснований и фундаментов.
Наряду с известными методами усиления несущих конструкций и, прежде всего, оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений такими, как перекладка существующих и подведение новых фундаментов, устройство обойм для укрепления кладки фундаментов и уменьшения удельных давлений от сооружений на грунты основания, устройство вблизи существующих различных по конструкциям свайных фундаментов с передачей на них
нагрузок от сооружений, применение различных методов химического закрепления грунтов основания и т.п.(1,2),все в больших объемах применяются инъекционные методы усиления, в том числе укрепительная цементации грунтов основания и фундаментов и буроинъекционные сваи. Для усиления надземных несущих конструкций - стен, колонн, перекрытий и др. - применяется инъекция кладки, в том числе с армированием, устройство инъекционных анкеров, инъекция кладки сводов перекрытий в сочетании с устройством тонкостенных железобетонных оболочек и другие способы усиления.
I.Инженерно-геологические изыскания, обследование существующих фундаментов.
Решению вопроса о необходимости выполнения усиления фундаментов и выборе способа усиления должны предшествовать инженерно-геологические изыскания и обследование конструкций существующих фундаментов.
При проведении инженерно-геологических изысканий исследуют свойства грунтов основания непосредственно в пределах глубины заложения фундаментов и под их подошвой, а также на глубину сжимаемой толщи. Количество геологических выработок, скважин и шурфов, назначают в зависимости от размеров сооружения в плане, его типа, этажности, материала, протяженности и количества несущих стен и отдельно стоящих опор, наличия подвалов и подземных коммуникаций, сложности рельефа площадки, характера окружающей застройки, наличия архивных сведений о данном сооружении и проводившихся на площадке в предшествующие годы инженерно-геологических изысканиях. В общем случае количество разведочных скважин должно быть не менее трех, количество шурфов - не менее пяти, закладываемых в местах, наиболее характерных для определения конструкций обследуемых фундаментов и приуроченных к наиболее выраженным деформациям конструкций.
Целью инженерно-геологических изысканий является определение физико-механических и деформативных характеристик грунтов основания, а также определение положения уровня подземных вод, в том числе, с учетом его сезонных колебаний и химического состава для уточнения характера и степени агрессивности по отношению к материалу фундаментов.
Обследование фундаментов включает выявление конструкции, определение геометрических размеров и формы, характера и материала кладки фундаментов, а также механической прочности материала кладки и связующего раствора, определение наличия, типа и материала гидроизоляции - горизонтальной и вертикальной. Подлежит расчету и величина фактического давления сооружения в отдельных его частях и в целом на грунты основания /5,9/.
В России, несмотря на довольно большой опыт, до настоящего времени не существует норм и правил по проектированию фундаментов при реконструкции и реставрации зданий и сооружений. Нет также документов, регламентирующих объем и характер изысканий, выполняемых в комплексе работ по обследованию эксплуатируемых зданий и сооружений.
Фактическое давление на грунты основания, уплотнившиеся под воздействием длительной нагрузки от здания рассчитывали по допускаемому давлению, принимаемому для нового строительства, с повышающими коэффициентами 1.1-1.5, в зависимости от вида грунта. Давление под подошвой
фундаментов для всех случаев реконструкции разрешалось увеличивать до значений, превышающих допустимое по нормам нового строительства на 40%, но лишь в том случае, если в несущих конструкциях реконструируемого здания отсутствуют трещины от неравномерных осадок. СниП II-Б.I-62* разрешалось повышать допускаемое давление на грунты под существующими фундаментами, при их достаточной прочности, до 20%. Для
предварительных расчетов, новое допускаемое давление на уплотненные грунты основания R" рекомендовалось определять по формуле
н
R" = k.R ,
где R" - нормативное сопротивление грунта основания, определяемое для нового строительства
k - коэффициент увеличения сопротивления грунта, зависящий от соотношения p/R ;
р - фактическое давление на грунты основания до реконструкции, МПа
Значения коэффициента "k"
| p/Rn | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 |
|
| 1.5 | 1.45 | 1.4 | 1.35 | 1.3 | 1.25 | 1.2 | 1.15 | 1.1 | 1.05 |
Коэффициент "k" применим при следующих условиях:
- срок службы реконструируемого здания не менее 3 лет для песчаных грунтов, 5 лет для суглинков и супесей, 8 лет для глин;
- здание не должно иметь трещин, деформаций и прочих свидетельств неравномерных осадок;
Если фактическое давление р оказывается больше R , то необходимо увеличение площади подошвы фундаментов, дополнительное заглубление или другой вид усиления фундаментов или искусственное улучшение строительных свойств грунтов основания. Введение повышающего коэффициента к величине допускаемого давления исходя только из срока службы здания и фактического давления на грунты основания тем не менее не решают полностью проблему дальнейшей безопасности эксплуатации зданий, так как при этом не учитываются возможные деформации. Кроме того, не принимаются в расчет предельно допустимые для данного сооружения осадки и его способность противодействовать развитию неравномерных осадок /1,2/.
При этом следует иметь в виду, что наряду с решением многих задач, связанных с усилением фундаментов, правильному решению проблемы в значительной степени способствует выявление конструктивной схемы здания и определение действующих в уровне фундаментов нагрузок.
В конечном счете, решение вопроса о возможности передачи дополнительных нагрузок на существующие фундаменты и грунты основания, а также необходимость их усиления остается за проектировщиком и зависит от его опыта и интуиции.
II. Традиционные конструкции фундаментов зданий
и сооружений старой постройки.
В течение многих столетий и до начала ХХ века конструкции фундаментов зданий и сооружений различного назначения почти не претерпели существенных изменений. Как правило, это были бутовые, валунные и кирпичные ленточные и столбчатые фундаменты, кладка которых осуществлялась в траншеях или котлованах с использованием для скрепления отдельных элементов конструкции известковых растворов различного состава. В ряде случаев применялись глиносодержащие растворы, играющие одновременно роль горизонтальной гидроизоляции, а иногда кладка фундаментов, в основном в подошвенной их части, выполнялась из валунов или блоков рваного естественного камня насухо, без скрепляющего раствора.
До ХХ столетия здания возводились без сколько-нибудь серьезного изучения свойств грунтов основания ниже глубины заложения фундаментов. Неполными были также сведения о грунтовых водах, их свойствах и колебаниях уровней. Лишь в конце ХIХ, начале ХХ в.в. произошло становление как науки механики грунтов и грунтоведения.
Как правило, основанием зданий старой постройки служили естественные грунты, без какой-либо их обработки. Во многих случаях основанием фундаментов зданий, особенно в городской застройке, служили насыпные грунты культурного слоя или насыпные грунты, использованные для выравнивания площадки застройки, засыпки колодцев, ям, оврагов и других неровностей рельефа.
При высоком уровне подземных вод или заведомо слабых грунтах основания применялись свайные фундаменты. Чаще всего это были короткие, клиновидной формы сваи из хвойных и лиственных пород древесины диам. 100-150 мм, грубо обработанные и даже неошкуренные, забивавшиеся по всей по всей площади подошвы фундамента и за ее пределами с целью уплотнения грунтов основания. Примером такого типа фундаментов могут служить фундаменты звонницы московского Кремля, Успенского собора в г.Дмитрове и многих других памятников архитектуры ХVI-XVIII в.в.
Вместе с тем применялись и свайные фундаменты, которые по характеру работы в грунте соответствуют современному пониманию свайных фундаментов. Это сваи длиной до нескольких метров, изготавливавшиеся из цельных стволов деревьев твердых пород, например дуба, диаметром до 250-300 мм, забивавшиеся в пределах площади опирания фундаментов как в виде лент, так и кустов под ленточные и отдельно стоящие фундаменты. По сваям обычно устраивался деревянный ростверк из лежней бревенчатых или досчатых, располагаемых как вдоль, так и поперек направления фундаментной ленты, на которых затем выполнялась кладка фундаментов. Примерами таких конструкций могут служить фундаменты мостов, крепостных и монастырских стен, массивных каменных сооружений - колоколен, соборов и т.п. Эффективность таких фундаментов определялась положением уровня подземных вод, так как известно, что находящаяся ниже уровня воды древесина может сохраняться веками, тогда как в зоне переменного уровня воды разрушение ее идет весьма интенсивно. Этим обстоятельством объясняется наличие значительных деформаций и неравномерных осадок зданий старой постройки.
Кладка фундаментов выполнялась, главным образом, из бута, валунного камня или крупных блоков и плит естественного камня. Устраивались они в виде столбов или лент с различной площадью поперечного сечения, симметричной и несимметричной, сплошными или, с целью экономии материала, с разгрузочными арками по длине ленты.
С начала ХХ века с развитием техники и изобретением новых строительных материалов в качестве материала фундаментов стали применять хорошо обожженный кирпич и естественный камень на цементосодержащих растворах, бутобетон из бетонной массы с заполнением ее камнем средних размеров и монолитный бетон /3,4/.
На рис.1 представлены наиболее характерные типы фундаментов традиционных конструкций зданий старой постройки: бутовые фундаменты, в том числе с использованием лежней и деревянных свай /рис.1а-е/, ступенчатой формы с расширением к нижней части при угле не менее 60 . Бутобетонные и бетонные фундаменты имеют примерно такую же форму и габариты. При наличии в зданиях подвальных помещений их лицевые поверхности выполнялись из обработанных блоков естественного камня, уложенного в перевязку или заанкеренных в кладку фундаментов.
Рис.1
При проведении обследования состояния зданий старой постройки во многих случаях наблюдаются различные дефекты и разрушения в кладке фундаментов, связанные с деформациями основания и, прежде всего, с неравномерными осадками, влияние которых сказывается на состоянии здания в целом /11,12/.
Причины таких деформаций многообразны, и в частности: погрешность в оценке несущей способности грунтов основания вследствие ошибочной интерпретации данных при определении свойств грунтов, особенно таких как просадочные, пучинистые, набухающие и др.; просчеты в выборе конструкции фундаментов, их размеров и глубины заложения; отсутствие деформационных швов на стыках разнонагруженных частей зданий; изменение прочностных характеристик грунтов вследствие изменения их влажности, например, при отсутствии или нарушениях вертикальной планировки, нарушении поверхностного водоотвода и дренажных систем; разрушения кладки фундаментов под воздействием агрессивных грунтовых вод; гниение деревянных конструкций фундаментов при изменении положения или колебаниях уровня подземных вод; увеличение нагрузок на фундаменты в здании в целом или в отдельных его частях за счет надстроек и перестроек; систематическая откачка вод из подвальных помещений, вызывающая ослабление грунтов основания при их суффозии; устройство различных раскопов рядом с существующим зданием; понижение пола подвального помещения; использование некачественного материала при устройстве фундаментов; воздействие природных и климатических факторов, например многократного замораживания и размораживания переувлажненной кладки фундаментов в пределах глубины промерзания и многих других причин и их сочетаний /10,12/.
По данным МосжилНИИпроекта износ фундаментов зданий идет интенсивно в первые 20-30 лет эксплуатации и затем после 90-100 лет службы здания. Вместе с тем, в последнее время отмечается увеличение интенсивности разрушения конструкций фундаментов старых зданий, которое связывается с увеличением динамического воздействия за счет интенсификации движения транспорта, вибрации механизмов и ударных нагрузок промышленного оборудования, строительства рядом с существующими зданиями новых с использованием забивки свай или шпунта, строительства подземных сооружений метрополитена и прокладки городских коммуникаций, резкого возрастания степени агрессивности подземных вод /1,3/.
Таким образом, при выборе способа усиления фундаментов существующего здания должно быть учтено все многообразие факторов, влияющих на их состояние и выбран такой способ усиления, который смог бы нейтрализовать или свести к минимуму воздействие неблагоприятных факторов и способствовать надежной и длительной эксплуатации реконструируемого или реставрируемого здания или сооружения.
III. Традиционные способы усиления фундаментов.
Усиление фундаментов существующих зданий применяется так же давно, как и само строительство. Методы и способы усиления до середины текущего столетия были столь же традиционны, как и конструкции фундаментов. Изменения происходили лишь в части применяемых материалов и преследовали главную цель - наряду с восстановлением прочности кладки, увеличение площади опирания существующих фундаментов, снижение удельных величин давления от сооружения на грунт и уменьшение величин осадок.
Чаще всего такое усиление включает полную или частичную замену
разрушенной кладки фундаментов, а также увеличение площади его опирания путем прикладки обойм или банкетов к телу существующего фундамента, а также устройство дополнительных фундаментов или опор рядом с существующими. Для лучшей связи с существующими фундаментами прикладка осуществляется "вперевязку" со старой кладкой. Опирание прикладок на грунты основания могло быть осуществлено на разных уровнях относительно подошвы усиляемого фундамента, выше ее, на одном уровне, а нередко, при низком уровне грунтовых вод и ниже подошвы существующих фундаментов. Как правило, прикладки выполнялись из естественного камня, аналогично материалу усиляемого фундамента. Прикладки могли также опираться на забитые рядом с существующим фундаментом деревянные сваи.
В конце XIX в., с внедрением в строительную практику цемента, обоймы и банкеты начали выполнять из бутобетона, бетона и затем железобетона, в основном монолитными, но в последние годы, иногда, и сборно-монолитными. Кроме обойм и банкетов применяется также введение ниже подошвы усиляемых фундаментов железобетонных плит и балок (лежней).
На рис.2 представлены наиболее распостраненные традиционные конструкции усиления фундаментов.
Рис.2
Рис.2 (а-в) иллюстрирует устройство расширяющих обойм, рис.2г - применение банкетов, с предварительным обжатием грунта под подошвой уширяющей части. В ряде случаев увеличение площади опирания фундаментов может быть достигнуто подводкой монолитных железобетонных плит различных конструкций под всей или частью площади здания.
Все рассмотренные выше способы усиления фундаментов применяются достаточно широко до настоящего времени, особенно в реставрационной практике, несмотря на ряд существенных отрицательных моментов, связанных с низкой эффективностью такого усиления и производством работ при его реализации. К таким моментам можно отнести большой объем земляных работ по откопке усиляемых фундаментов, часто выполняемых вручную, причем, во избежание развития дополнительных деформаций усиляемых зданий, эти работы должны выполняться захватками определенной длины. Бетонирование обойм, банкетов и подводка лежней под подошву усиляемого фундамента также выполняется вручную; необходимость предварительного обжатия грунтов основания под уширяющими элементами для включения их в работу фундамента, что, как правило, в силу как объективных, так и субъективных причин,качественно выполнить не представляется возможным; невозможность выполнить усиление этими способами при высоком уровне подземных вод, сезонные ограничения производства работ, позволяющие их проведение только при общих положительных температурах наружного воздуха, и, наконец, необходимость изменения конструкций существующих фундаментов и их внешнего вида при усилении, что недопустимо при реставрации памятников архитектуры, так как фундаменты являются их неотъемлемым элементом и также могут рассматриваться как памятники инженерного искусства. Перечисленные недостатки рассмотренных способов усиления фундаментов практически сводят к минимуму возможный положительный эффект их применения. При современном подходе к решению проблемы увеличения несущей способности фундаментов реконструируемых и реставрируемых зданий старой постройки эти методы, за редким исключением, являются анахронизмом, который может быть объяснен лишь отсутствием необходимой техники и оборудования для применения современных способов и конструкций усиления, получивших широкое распостранение в мировой практике /9,10,13/.
IV. Современные методы усиления фундаментов.
В практике реконструкции и реставрации в настоящее время находят применение как методы усиления фундаментов, базирующиеся на традиционных, так и принципиально новые, разработанные в течение последних 50 лет. Все эти методы рассчитаны на высокую степень механизации работ, при сведении к минимуму ручного труда, и новые технологии. Далее рассмотрены некоторые из многочисленных способов усиления.
На рис.3 представлены способы усиления фундаментов, представляющие собой развитие традиционных схем, с применением современных материалов и технологий.
Рис.3
На рис.3а показано увеличение площади опирания усиляемых фундаментов с помощью обойм по методу Н.И.Страбахина. Он заключается в установке с обеих сторон усиляемого фундамента сборных железобетонных блоков, нижняя часть которых стянута анкерами, пропущенными через существующий фундамент и блоки усиления. В верхней части блоки разжимают забивными клиньями или домкратами, в результате чего блоки, поворачиваясь вокруг нижней точки, в уровне закрепления анкеров, обжимают грунт под подошвой блоков. После обжатия грунтов основания щели между существующим фундаментов и блоками усиления заполняют бетонной смесью. Рассмотренный способ имеет присущие традиционным способам усиления недостатки, требует выполнения значительного объема земляных работ и ручного труда, однако более надежен, так как позволяет выполнить обжатие грунтов основания под подошвой уширяемой части фундаментов и тем самым способствовать включению их в работу уже в процессе выполнения усиления.
На рис.3б,в представлены способы увеличения площади опирания существующих фундаментов. Их применение позволяет свести к минимуму земляные работы, которые сводятся к устройству песчано-гравийной подушки толщиной 40-60см, отсыпаемой с уплотнением взамен насыпных грунтов в пределах площади уширяющих элементов. Суть способа состоит в устройстве в уровне отметки земли, пола I-го этажа или подвала консольной железобетонной конструкции, заанкеренной в кладку несущей стены здания и позволяющей увеличить площадь опирания фундаментов, воспринимающего нагрузку от существующего здания. Применение рассматриваемого способа позволяет совмещать конструкцию усиления с отмостками здания, полами I-го этажа или подвала. Элементы конструкции усиления выполняются в монолитном, сборно-монолитном и сборном железобетоне с армированием жесткой арматурой. В ряде случаев, при значительном вылете консоли конструкции усиления, целесообразно ее применение в сочетании с предварительно напряженным анкером, заделываемым в тело существующего фундамента /рис.3в/. Отверстия для анкерования конструкций усиления в несущие стены, опоры и фундаменты реконструируемого здания выполняются буровым способом с использованием стандартного бурового оборудования. Производство работ ведется с применением различных механизмом, ручной труд используется минимально. Рассмотренные способы предложены автором /6/.
Аналогичным образом решается задача увеличения площади опирания фундаментов существующего здания с помощью фундаментных плит по способу ЦНИИСК им.Кучеренко /рис.3г/,(1). Сборные железобетонные плиты дополнительного фундамента укладывают на уплотненную щебеночную подготовку. Плиты располагаются рядами в виде лент, уложенных в направлении продольной оси здания. По ним выполняют монолитную железобетонную конструкцию нажимных рам, которые состоят из нижних горизонтальных ригелей сечением 40х60см и наклонных стоек-упоров такого же сечения. Рамы передают усилия на пояса-обвязки поперечных стен, устраиваемые в их кладке. Для образования замкнутого контура нажимных рам, над ними, в плоскости перекрытия, выполняют монолитные железобетонные участки в виде полос шириной 60см и высотой, равной толщине плит перекрытий.
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 25-30мм. Шаг таких отверстий по длине ленточного фундамента определяют эмпирически и, как правило, он равен 50-100см. В отверстие вводят инъектор, через который под давлением 0.2-0.6МПа 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 подошвы 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).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Усиление инъекционными методами имеет по сравнению с другими известными методами, применяемыми при реставрации и реконструкции существующих зданий и сооружений ряд преимуществ, в том числе:
1.Возможность выполнения усиления без нарушения внешнего вида и конструктивных особенностей здания, что особенно актуально при реставрации памятников архитектуры и, в частности их фундаментов, могущих представлять собой особый интерес как памятник инженерного искусства.
2.Возможность выполнения усиления грунтов основания и фундаментов в сочетании с увеличением полезного объема здания за счет устройства под ним дополнительных подвальных помещений, что особенно важно при реконструкции районов старинной застройки, где по условиям охраны памятников архитектуры невозможна надстройка зданий, а увеличение их эксплуатируемой площади возможно лишь за счет освоения подземного пространства.
3.Возможность ведения работ по усилению оснований и подземных конструкций из подвалов зданий, а надземных- с перекрытий, лесов и верха стен зданий.
4.Возможность проведения усиления практически в любых грунтовых условиях.
5.Возможность проведения усиления грунтов основания и фундаментов без прекращения или остановки выполнения других работ по реставрации или реконструкции объекта.
6.Высокая надежность инъекционных методов в сочетании с возможностью применения современных эффективных методов контроля качества работ.
7.Высокая экономическая эффективность инъекционных методов усиления, низкий расход материалов на единицу воспринимаемой нагрузки, минимальные объемы земляных работ и затраты ручного труда (5,6,7,8).
ЛИТЕРАТУРА
1.П.А.Коновалов "Основания и фундаменты реконструируемых зданий", М., Стройиздат,1988.
2.Э.М.Гендель "Инженерные работы при реставрации памятников архитектуры", М., Стройиздат,1980.
3.В.К.Соколов "Реконструкция жилых зданий", М., Стройиздат,1986.
4.В.Н.Кутуков "Реконструкция зданий", М.,"Высшая школа",1981.
5."Рекомендации по применению буроинъекционных свай", М., НИИОСП,1984.
6."Методические рекомендации по проектированию и производству работ при усилении оснований и фундаментов памятников истории и культуры", М.,"Росреставрация",1984.
7."Основания и фундаменты". Справочник строителя под ред.М.И.Смородинова, М., Стройиздат,1983.
8.Егоров А.И.,Львович Л.Б.,Мирочник Н.С. "Опыт проектирования и строительства фундаментов из буроинъекционных свай", "Основания,фундаменты и механика грунтов",1982,N6,стр.18-21.
9.Е.М.Пашкин, Г.Б.Бессонов "Диагностика деформации памятников архитектуры", М., Стройиздат,1984.
10.Г.Т.Попов, Л.Я.Бурак "Техническая экспертиза жилых зданий старой постройки", Л-д, Стройиздат,1986.
11.С.Н.Сотников, В.Г.Симагин, В.П.Вершинин "Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений", М., Стройиздат,1986.
12.И.А.Физдель "Дефекты в конструкциях, сооружениях и методы их устранения", М., Стройиздат,1987.
13.С.С.Подъяпольский, Г.Б.Бессонов, Л.А.Беляев, Т.М.Постникова "Реставрация памятников архитектуры", М., Стройиздат,1988.
14."Свайные работы". Справочник строителя под ред. М.И.Смородинова, М., Стройиздат, 1979.
samzan.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта