Технологии усиления оснований и фундаментов Лекция 4 по

Технологии усиления оснований и фундаментов Лекция 4 по дисциплине «Проектирование реконструкции зданий и сооружений»

Критерии выбора вариантов усиления (в порядке предпочтения): продолжительность работ, приведенные удельные затраты, трудоемкость, стоимость и др.

Химические способы закрепления грунтов одно- и двухрастворную силикатизация, электро- и газосиликатизация, термическое закрепление, смолизация и др.

Электрохимическое закрепление слабых грунтов 1 — насос для откачки воды из катода; 2 – наголовник; 3 – ниппель; 4 – генератор постоянного тока; 5 – бак с раствором; 6 — баллон с сжатым воздухом; 7 — перфорированная часть инъектора; 8 – наконечник инъектора; 9 – дополнительный инъектор

1— 6— номера захваток

Смолизация грунтов 1 — инъектор; 2 — рабочий шланг; 3 — манометр; 4 — рабочий бачок; 5 — пробковый кран; 6 — компрессор или баллон со сжатым воздухом

Термическое закрепление грунтов 1 — компрессор; 2 — бак для жидкого топлива; 5 — топливный на сос; 4 -форсунки; 5 -скважина; 6 -непросадочный грунт; 7 -просадочный грунт

Цементация грунта 1 — растворомешалка; 2 – насос для подачи цемента; 3 – обратный трубопровод; 4 – напорный трубопровод; 5 – инъекторы.

Методы усиления существующих фундаментов Укрепление тела фундамента; Увеличение размеров фундаментов мелкого заложения и подводка под них новых конструктивных элементов; Ограничение бокового распора грунта вокруг столбчатых фундаментов путем погружения круглого (из двух полуколец) или квадратного и прямоугольного (из двух коробчатых элементов) опускных колодцев ниже отметки подошвы; Усиление фундаментов с передачей нагрузок на дополнительные фундаментные конструкции глубокого заложения (сваи и др. ); Повышение прочности фундаментов на продавливание за счет закачки под их подошвы цементного раствора через просверленные в кладке отверстия и создание жестких цементно-каменных опорных элементов.

Закрепление бетонных (железобетонных фундаментов, имеющих трещины синтетическими смолами 1 — существующий фундамент, имеющий вертикальные и горизонтальные трещины; 2 — трещины; 3 — кирпичная стена; 4 — инъектор для нагнетания компаунда из синтетических смол под давлением 0, 6 -1, 2 МПа; 5 — борозда шириной 35 -40 мм, выполненная дисковой пилой или отбойным молотком; 6 — отверстие, пробуренное перфоратором на глубину 100 -150 мм.

Закрепление бутовой кладки фундамента цементацией 1 — усиливаемый фундамент; 2 — инъекторы для нагнетания подвижного (жидкого) цементного раствора 3 — наплывы раствора; 4 — кирпичная стена.

Закрепление кирпичной и бутовой кладки торкрет-бетоном 1. — существующий фундамент, имеющий расслоение кладки; 2. — кирпичная стена с разрушенным поверхностным слоем; 3. — набрызг бетонной смеси под высоким давлением; 4. — цемент-пушка (или бетон-шприц-машина); 5. — торкретируемая поверхность.

а — прикладкой вперевязку; б, г — бетонными обоймами; в – железобетонными обоймами; 1 — стена; 2 — новая кладка вперевязку со старой; 3 — старая кладка; 4 — металлические штыри; 5 — бетонная обойма; 6 — железобетонная обойма; 7 — щебеночная подготовка; 8 — бетонные банкеты; 9 — рабочая балка; 10 — распределительная балка; 11 — зачеканка литым бетоном Увеличение размеров фундаментов мелкого заложения и подводка под них новых конструктивных элементов а) без изменения глубины заложения

Примеры усиления ленточных фундаментов 1 существующие фундаменты; 2 бетон усиления класса В 15; 3 двутавры или швеллеры № 16 с шагом до 2 м в шахматном порядке; 4 уголки 100 х10 длиной 0, 5 м; 5 уплотненный щебнем грунт; 6 штрабы 150 х150 в шахматном порядке; 7, 8 распределительная или опорная балка в виде швеллера № 16; 9 сетка из стержней диаметром 8 мм с ячейкой 150 х150; 10 стержни 10 АI; 11 штыри-связи в шахматном порядке

Увеличение размеров фундаментов мелкого заложения и подводка под них новых конструктивных элементов б) с увеличением глубины заложения

Схема разбивки на участки усиливаемого ленточного фундамента при его перезаглублении подбетонкой 2 м 2 м 1 у ч а с т о к 3 у ч а с т о к 5 у ч а с т о к 2 у ч а с т о к 4 у ч а с т о к С у щ е с т в у ю щ и й ф у н д а м е н т

Схема разбивки фундаментов здания на захватки а — осадочный колодец; 1, 2, 3 — захватки 1 -го участка; 1, 2, 3 — захватки 2 -го участка; I, III, IV — захватки 3 -го участка.

Общая схема организации работ по усилению бутовых ленточных фундаментов с увеличением площади подошвы 1 — ленточный транспортер; 2 — окученный грунт для обратной засыпки; 3 — временные крепления стенок котлована; 4 — площадка для приемки бетона; 5 — экскаватор; 6 — котлован с откосами без креплений

Схема уширения подошвы фундамента (с эпюрами давления в плоскости подошвы) по Б. И. Далматову 1 — существующий фундамент; 2 — конструкция уширения; 3 — арматура; 4 — эпюра давления до уширения; 5 — эпюра давления после уширения и догрузки фундамента

Возможный выпор грунта при откопке траншеи до подошвы существующего фундамента (при усилении с использованием традиционных технологий)

Усиление фундаментов дополнительными блоками, обжимающими грунты оснований при их повороте ( по Н. И. Страбахину): 1 — существующий фундамент; 2 — щель, раскрываемая при повороте блоков; 3 — железобетонный блок; 4 — анкерное крепление; 5 — отверстия для анкеров

Схема временного крепления стены или колонны при разработке грунта вокруг фундамента

Способ одновременного обжатия бетона усиления вокруг фундамента и грунта (по авторскому свидетельству № 628233) 1 существующий фундамент; 2 гибкая опалубка из плетеной сетки с ячейками 1 2 см; 3 поперечная балка; 4 распределительная балка; 5 прокладка; 6 обжимной щит; 7 стяжной болт; 8 уплотненный грунт основания

Усиление фундаментов опускными колодцами: а положение колодца до погружения; б то же, после погружения 1 существующий фундамент; 2 опускной железобетонный колодец; 3 нож; 4 кольцевая траншея; 5 маловлажный песок 1 12 а ) 2 3 1 2 4 1 5 б )

Усиление столбчатых фундаментов с передачей нагрузки на сваи 1 существующий фундамент; 2 свая; 3 арматурный каркас; 4 стальные балки; 5 тяжи; 6, 7 слабый и прочный грунты200 1200 -2000 L

Пробивка отверстий

а — с опрессовкой грунта; б — с подведением многосекционных свай вдавливания; 1 — существующий фундамент; 2 — железобетонная плита; 3 — труба для инъекции расширяющегося цементного раствора; 4 — цементный раствор между плитой и грунтом; 5 — сгнившие деревянные сваи; 6 — домкрат; 7 — опорное коромысло; 8 — вдавливаемые сваи Увеличение опорной площади с помощью монолитной железобетонной плиты

Усовершенствованные методы усиления фундаментов на основе традиционных а — устройство сборных либо монолитных рам в подвале; б, в — выносные консоли и плиты

Устройство короткой сваи-шпоры и железобетонной плиты 1 — стена; 2 — железобетонная плита; 3 — инъецированный цементный раствор; 4 — свая в кондукторе; 5 — уширенная часть сваи; 6 — деревянный лежень; 7 — бутовый фундамент

Усиление фундаментов с использованием свай а — многосекционные сваи вдавливания с двухсторонней балкой-упором;

Конструкции свай «МЕГА» : а сваи железобетонные; б сваи из металлических труб 1 железобетонный распределительный элемент; 2 подпорка; 3 головной элемент; 4 рядовой элемент; 5 нижний элемент; 6 заглушка; 7 фрезеруемые торцы; 8 сварка по контуру; 9 снимаемая по контуру трубы фаска

Этапы (1 3) работ по усилению фундаментов сваями типа «МЕГА» 1 существующий фундамент; 2 распределительный элемент; 3, 4, 5 головной, нижний и рядовой элементы сваи; 6 домкрат; 7 стальные пластины; 8 подкладки; 9 подпорки; 10 распределительная балка; 11 гидронасос

Усиление ленточных фундаментов двумя рядами свай типа «МЕГА» 1 существующий фундамент; 2 впрессовываемые сваи типа «МЕГА» ; 3 железобетонные балки-ростверки; 4 стяжные болты

Инъекционное закрепление грунта подошвами существующих фундаментов возле ограждения 1 фундамент; 2 буроинъекционные сваи; 3 защитная стенка

Устройство наклонных буроинъекционных свай с двух сторон фундамента

Устройство буроинъекционных свай при одностороннем бурении скважин для усиления фундамента

Буроинъекционный комплекс в процессе изготовления сваи 1 — емкость для цементного раствора; 2 — глиномешалка; 3 — мерный бак; 4 — растворный насос; 5 — промывочный насос; 6 — нагнетательный трубопровод; 7 — емкость для глиняного раствора; 8 — шламоотделитель; 9 — буровой станок; 10 — кондуктор; 11 — буровой инструмент; 12 — бурильная труба

График испытаний буроинъекционных свай на опытной площадке 1 — без опрессовки; 2, 3 — с опрессовкой, соответственно, 0, 2 и 0, 4 МПа; 4 — с опрессовкой высоковольтными разрядами; 5 — двух наклонных свай

Усиление оснований зданий и сооружений с использованием струйной технологии а — подпорная стена берегового устоя моста через Дунай; б — памятник военной архитектуры в Вене (казармы Россауэр); 1 — буровой станок SC-1 (Кеller); 2 — существующий фундамент; 3 — деревянные сваи; 4 — укрепленные массивы грунта; 5 — ступени спуска; 6 — подпорная стена канала

Системы струйной технологии Простая система предусматривает использование монитора также и для инъецирования. Инъекционная смесь подается через одно сопло или через несколько, причем струя выполняет одновременно функции разработки грунта и его упрочнения при заполнении полости. Двойная система включает в составе монитора две коаксиальные трубы, по которым раздельно транспортируются к соплам инъекционная смесь и воздух. Струя при этом защищается рубашкой из сжатого воздуха, что повышает эффективность метода. Тройная система является более сложной, но самой эффективной. В нижнюю часть монитора по самостоятельным трубкам подаются вода, воздух и инъекционная суспензия. Струя воды защищается воздухом и разрушает грунт, а в создаваемую полость инъекционная смесь подается при более низком давлении через отдельное сопло.

Системы струйной технологии Фирма Система простая двойная тройная TREVI T 1 T 2 T 3 TREVI HDI -1 HDI -2 HDI -3 KELLER SOILCRETE — S SOILCRETE — D SOILCRETE — T INSOND RODINJET-1 RODINJET- 2 RODINJET- 3 HORLESSBERGE R GROUT-JETTIN G — — SONDERBAU JET-GROUTING — —

Типы опор, выполняемых при помощи струйной технологии а )б )в )г )д )е )ж )з ) а круглого поперечного сечения; б то же, с уширениями; в трехлопастная; г четырехлопастная (крестообразное сечение); д то же, с наклонными лопастями; е трехлопастная с поперечными дисками; ж с винтообразными лопастями; з корневидная

Схема пересадки фундаментов Малого театра в Москве 1 деревянные сваи; 2 выполненные по струйной технологии опоры; 3 насыпной грунт; 4 песок; 5 глина; 6 известняк

Пример сложной реконструкции зданий на слабых грунтах 1 — существующее здание на слабом грунте; 2 — стальная решетка; 3 — трубобетонные сваи; 4 — набивные сваи; 5 — подпорные стенки; 6 — грунтовые инъекционные анкера

Комплексное усиление несущих конструкций, включая фундаменты (памятники архитектуры в Риме)

Усиление оснований и фундаментов костела Св. Екатерины в Петербурге (Невский пр. , 32 — 34) 1 — бутовые фундаменты; 2 — буроинъекционные (корневидные сваи); 3 — деревянные бревна — лежни; 4 — бетонный слой на контакте фундамент — грунт