ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработаны мероприятия по усилению оснований и фундаментов, цокольной части деформирующегося трехэтажного здания, построенного на недоуплотненных насыпных грунтах.

А. Усиление оснований и фундаментов

Вариант 1. Усиление фундаментов буроинъекционными (корневидными) сваями.

Усиление фундаментов путем устройства буроинъекционных свай позволяет снизить стоимость работ (по сравнению с традиционными решениями) в 2 - 2.5 раза. С помощью буроинъекционных свай можно проводить усиление фундаментов, не разрабатывая котлованы и не нарушая естественной структуры грунтов основания, так как применяемое для их устройства оборудование не создает динамических воздействий и, кроме того, оно малогабаритно и может быть установлено как внутри жилого или производственного помещения, так и в его подвальной части.

Устройство свай начинается с бурения скважины диаметром 159 мм. Вертикальные и наклонные скважины проходятсятся станками вращательного бурения непосредственно через стены и фундаменты усиливаемых сооружений прямо с тротуара.

После окончания бурения до проектной глубины и извлечения бурового механизма в скважину, заполненную глинистым раствором, опускают секциями арматурный каркас. Он состоит из четырех стержней арматурной стали диаметром 16 мм и круглых хомутов, диаметр которых составляет 145 мм. Длина секции арматурного каркаса лимитируется высотой помещения, в котором производятся работы, и составляет 2 м. Между собой секции соединяются сваркой. Для предупреждения отклонения каркаса от оси скважины на нем ставят фиксаторы, привариваемые вдоль рабочих стержней. Сваи армируются на всю длину.

После установки арматурного каркаса в скважину опускается инъекционная труба диаметром 37 мм из звеньев длиной 1500 мм, соединяемых муфтами. Через нее скважина заполняется цементно-песчаным раствором, подаваемым насосом под давлением до 0.3 МПа. Глинистый раствор при этом вытесняется и в ее нижней части, где давление наибольшее, происходит обжатие стенок с образованием небольших уширений ствола - выступов.

После заполнения скважины раствором инъекционная труба извлекается, а скважину опрессовывается через клапан сжатым воздухом давлением 0.3-0.5 МПа или дополнительным цементно-песчаным раствором, подаваемым под давлением от растворонасоса. После опрессовки воздухом скважина заполняется цементно-песчаным раствором до ее устья.

Вариант 2. Укрепление грунтов основания методом однорастворной силикатизации.

Нагнетание закрепляющих реагентов в грунт осуществляется насосом из специальных емкостей через заглубляемые в грунт специальные перфорированные трубы - инъекторы. В качестве основного химического материала применяется водный раствор силиката натрия (ГОСТ 13078-81) плотностью 1.35 г/см ³ при t = 18°С, а в качестве отвердителя - кремнефтористоводородная кислота (ГОСТ 10678-76*) плотностью 1.8 г/см ³.

Применяемый при силикатизации грунтов силикат натрия (ГОСТ 13078-81) доставляется к месту работ в виде силикат-глыбы с величиной силикатного модуля от 2.8. Объемное отношение отвердителя (кремнефтористоводородной кислоты) к крепителю (силикат натрия) равняется 0.16. Общий объем закрепляющих реагентов - 24.5 м ³.

Вариант 3. Передача нагрузки от здания на выносные опоры, прорезавшие слабый насыпной грунт и опирающиеся на, расположенный ниже, более прочный грунт.

Учитывая большие трудности при проведении работ по усилению фундаментов внутри здания, из-за его насыщенности оборудованием, предложено устройство выносных опор снаружи здания. Выносные опоры выполнены в виде буронабивных свай. Для восприятия дополнительных изгибающих моментов, возникающих в плоскостях, перпендикулярных оси усиливаемых ленточных фундаментов предусмотрены железобетонных контрфорсы на высоту обратной засыпки стен подвала.

Вариант 4. Глубинное уплотнение основания с использованием технологии винтового продавливания скважин.

Глубинное уплотнение грунта осуществляется следующим образом. Спиралевидным снарядом проходится скважина, которую заполняют грунтом и уплотняют трамбовкой, имеющей форму параболического клина. Глубинное уплотнение грунта осуществляется путем трехкратного заполнения скважины и прохода снаряда, для достижения необходимой несущей способности основания под заданную нагрузку. При промежуточных заполнениях грунт засыпается без уплотнения. Уплотняется грунт только при третьем заполнении.

Глубинное уплотнение выполняется в виде комбинации вертикальных и наклонных скважин. При бурении скважин спиралевидными снарядами повышается устойчивость стенок скважин. Это способствует сокращению затрат труда и материалов.

Б. Усиление цокольной части деформирующегося здания

Для повышения жесткости цокольной части деформирующейся стены, с целью перераспределения нагрузок на основания и фундаменты, запроектирован жесткий пояс из прокатного профиля (швеллер № 30), устанавливаемый у обреза фундаментов, с двух сторон. Перед установкой прокатного профиля в кирпичной стене пробивается горизонтальная штраба высотой и глубиной, соответственно сечению заводимого швеллера № 30 плюс 3 см. Борозды располагаются под тычковым рядом кладки на два три ряда кирпича выше обреза фундамента. Пробивка штрабы с другой стороны стены осуществляется при условии заделки прокатного профиля на противоположной стороне.

Балка жесткого пояса укладывается на цементный раствор, закрепляется стальными клиньями и стягивается болтами, пропущенными через отверстия в кладке и стенке балки. Зазор между верхом балки и плоскостью штрабы плотно заклинивается полусухим цементным раствором. Штраба затем заполняется бетоном. Стяжные болты М 20, с помощью которых обеспечивается связь между швеллерами, устанавливаются с интервалом 2.0 м. Жесткие пояса сглаживают неравномерные деформации кирпичной кладки стен, препятствуют возникновению и развитию в них трещин.