Фундаменты на структурно – неустойчивых грунтах: илистых, заторфованных, набухающих, ленточных глинах, лессовидных. Особенности проектирования.

Сильносжимаемые гр-ты: илистые, заторфованные, набухающие, ленточные глины, лессовидные. Характерные признаки: высокая водонасыщенность S_r > 0, 8, большая сжимаемость Е 5МПа в интервале давлений, соответ-щих ПГС(0, 1..0, 2МПа), медленное протекание во времени осадок, изменчивость и анизотропияпроч-ых, дефор-ых, фильтр-ых характеристик. Большинство этих грунтов обладают тексотропностью.

Заторфованные, песчаные, глинистые гр-ты подразделяются по относительному содержанию органич. ве-ва (степень заторф-ти J_om)

- слабозаторф-ые J_om 0, 1

- среднезаторф-ые 0, 1 J_om 0, 4

- сильнозаторф-ые 0, 4 J_om 0, 5

Торфы делят по степени разложения D_pd:

- слаборазл-ся D_pd 20

- среднеразлаж-ся 20 D_pd 45

- сильноразл-ся D_pd 45

Глинистые делятся на зольность D_c:

- нормальнозольные D_c 20

- высокозольные D_c > 20

Илы принадлежат к структ-но неуст-ым водноколоидным грунтам, образовавшимся при осаждении в от-но свободной воде мелких, минеральных частиц при одноврем-но протекающих в водных осадках гидрогеологич. процессов: - молодые илы, - старые илы.

Молодые илы е 0, 9- для супесчаных илов, е 1- для суглинистых, е 1, 1 – для глинистых.Старые илы уплотнены вышележащими гр-ми, имеют большую плотность и водноколоидные связи переходят в кристалич-ие.

В зависимости от типа основания, глуб. залег-ия, конструкт-ых особенн-ей проект-ых зд-ий предусм-ют след-щие мероприятия:

1) предпостр-ое уплотнение основания врем-ой или пост-ой нагрузкой

2) полная или частичная замена заторф-ых гр-ов или ила минер. гр-ом (песок, гравий)

3) устройство зд-ий на плитных ф-тах, перекр-ных лентах.

Набухание и усадка гр-ов на строй. площ-ке возм-ны в рез-те след. явлений:

1) подъема УГВ или инфильтрации

2) накопление влаги в органич. зоне глубины под соор-ем в рез-те нарушения прир-ых условий испарения

3) за счет изменения вводно-теплового режима в верхней части зоны аэрации

4) за счет высыхания при воздей-ии тепла

№21 УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ. ПРИЧИНЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ И УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ.

Основными причинами деформаций фундаментов и оснований, вызывающими необходимость их усиления и реконструкции, яв­ляются: 1) увеличение нагрузок на фундаменты — вызывается необходимостью установки нового оборудования (как правило, более мощного и с большим весом); 2) надстройка существующих зданий и сооружений при реконструкции, капитальном ремонте и т.д. Зачастую бывает сложно отобрать монолиты из-под фундамен­та или испытать грунт на месте. Следует иметь в виду, что, по опытным данным, расчетное сопротивление грунтов, уплотненных действием нагрузки от существующего здания, можно увеличивать до 40% при удовлетворительном состоянии самого здания. Осадки не должны превышать 30...40% предельных значений; 4) недоста­точная прочность материала фундаментов может быть обусловлена неудовлетворительным качеством строительно-монтажных работ (дефекты бетонирования, замораживание), действием агрессивных грунтовых вод, особенно при наличии блуждающих токов; 4) ухуд­шение условий устойчивости оснований и увеличение их Деформаций вследствие изменения уровня грунтовых вод, замачивания снования атмосферными и производственными водами, пучения грунтов при промерзании и т.д.; 5) развитие недопустимых деформаций из-за строительства новых зданий рядом с существующими, ошибок проектировщиков, некачественной оценки инженерно-логических условий строительной площадки и др.

ЭТАПЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ И МЕТОДИКА ИХ РАСЧЕТА

Для зданий и сооружений, находящихся в аварийном состоянии, очень важным является выяснить причины, вызывающие их разрушение. С этой целью проводится обследование: 1) сбор сведений по истории строительства и эксплуатации здания, изучение технической документации. Это позволяет составить представление об условиях строительства, эксплуатации здания, нагрузках, определить дальнейший объем исследований; 2) обследование окружающей местности, надземной конструкции здания, системы отвода поверхностных вод, технического состояния соседних зданий и сооружений. Сначала выполняют внешний осмотр, затем делают необходимые замеры, отбирают образцы для анализа прочности конструкций; 3) обследование фундаментов — изучение плана фундаментов, формы, глубины заложения, ранее выполненных подводок и усиле­ний. Устанавливают вид, качество и прочность кладки фундаментов, наличие пустот, трещин. При обнаружении трещин проводится наблюдение с помощью маяков или другими способами. Механи­ческое определение прочности материала фундаментов и кладку стен подвала выполняют путем простукивания зубилом, ломом или шлямбуром. При этом устанавливают однородность, плотность, массивность кладки, ориентировочную прочность камня, кирпича I или бетона. Более предпочтительным являются неразрушающие методы определения прочностных характеристик тела фундаментов. Наибольшее распространение получил акустический метод, основа которого — время прохождения акустического сигнала между датчиком и приемником в испытуемом материале. Применение этого метода позволяет определить марку бетона, обнаружить скрытые дефекты (трещины, раковины и т.д.) в материалах, определить качество заполнения бетонной массой каналов в строительных конструкциях; 4) обследование оснований фундаментов, позволяющее детально изучить грунтовые напластования, состояние грунтов. Работу производят из шурфов, глубина которых не должна превышать глубины заложения фундаментов более чем на 0, 5 м. Отбира­ют монолиты для лабораторных исследований, в случае необходи­мости выполняют опытные работы в условиях залегания грунтов.

По результатам обследования составляется заключение, на осно­ве которого разрабатывается проект усиления фундаментов и их основания.

Принципы расчета существующих, дополнительно возводимых и реконструируемых фундаментов различны. По проф. П.А.Коновало­ву, для существующих фундаментов проверяют прочность материа­ла фундаментов, определяют расчетное сопротивление грунтов основания с учетом их уплотнения под действующей нагрузкой и сравнивают с фактическим давлением, не допуская его превышения над расчетным. После выбора способов укрепления оснований и фундаментов рассчитывают осадки и сравнивают их с предельно допустимыми по СНиП 2.02.01—83.

Глубину заложения дополнительных фундаментов назначают с учетом заложения существующих, кроме свайных и плитных фунда­ментов. Размеры дополнительных фундаментов определяют в соот­ветствии с действующими нагрузками и расчетным сопротивлением грунтов основания.

Проверяется прочность материала фундаментов и вычисляются осадки дополнительных фундаментов на неуплотненном осно­вании.

При реконструкции эксплуатируемых зданий проектирование оснований фундаментов осуществляется с учетом уплотнения грун­тов. Расчетное сопротивление грунтов основания эксплуатируе­мых зданий определяется по формуле

(19.1)

R'=Rmk

где R —расчетное сопротивление по CНиП2.02.01-83, определен­ное для неуплотненного основания; m— коэффициент, определяе­мый с учетом уплотнения грунтов за период эксплуатации и рав­ный 1…1.30; k — коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расчетной осадки S_П к предельно допустимой S_{пр ср} изменяемый в пределах 1, 1...1, 4.

Расчет дополнительных осадок фундаментов реконструируемых зданий производят на дополнительные нагрузки, вводя значение модуля деформации с учетом уплотнения грунтов в основании. При этом размер предельно допустимой осадки устанавливается по результатам инженерно-геологического и инженерно-конструктор­ского обследований.

 

рис 1. Усиление фундамента железобетонными о6оймами

1- анкеры; 2 - стена подвала 3, 4 -железобетонная обойма

 

МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ И ОСНОВАНИЙ

При недостаточной прочности кладки фундаментов проводят ее усиление, основными методами которого являются: 1) цементация фундаментов — применяется чаще всего для усиления бутовой кладки. Для цементации используется раствор состава 1: 1 (цемент- вода) при марке цемента 300...400. Раствор нагнетается инъекторами (перфорированные трубы диаметром 25 мм) под давлением 0, 2...0, 5 МПа (работу выполняют участками 2...2, 5 м) в заранее пробуренные скважины; 2) укрепление фундаментов бетонной или железобетонной обоймой (рис. 1).

Бетонные обоймы устанавлива­ют при уширении 20...30 см; минимальная толщина обоймы состав­ляет 15 см. Железобетонную обойму выполняют минимальной тол­щиной 10...12 см с обязательной установкой анкеров диаметром 20 мм через 1...1, 5 м по высоте фундамента. Применяется арматурная сетка с ячейками 10...15 см. Работы по усилению фундамента вы­полняют участками 2...2, 5 м, бетонирование осуществляют литым бетоном классов В12, 5...В15; 3) усиление фундамента с передачей давления на большую площадь, в связи с чем производят его уширение. Эта работа может выполняться с обжатием грунтов основа­ния или без него. Если уширение произ­водят без обжатия грунтов, то они вклю­чаются в работу при увеличении нагруз­ки, так как выпор грунта в сторону сдерживается дополнительной пригрузкой за счет уширения фундамента. С другой стороны, такое решение не исключает развитие дополнительных осадок, что не всегда приемлемо для зданий, находя­щихся в ветхом состоянии. Для уменьше­ния развития дополнительных осадок проводят предварительное обжатие грун­та домкратами с последующим заполне­нием бетоном полости уширенной части фундамента до давления под существую­щим фундаментом

Несущая способность грунтов основания существующих зданий и сооружений может быть увеличена: 1) силикатизацией, электрохимическими методами — для повышения несущей способности мелких и пылеватых песков, плывунов и лёссов и только при необходимости сохранения естественного состояния грунта в основании под сооружением. Глубина и ширина укрепляемой зоны зависят от размеров фундамента в плане, инженерно-геологических условий площадки и нагрузки от сооружений; 2) цементацией - для укреп­ления крупнообломочных грунтов и крупных песков.

Усиление свайных фундаментов выполняют путем погружения
дополнительных свай с передачей нагрузки от реконструируемых
зданий. В этом случае в единый фундамент объединяют
усиливаемые ростверк, горизонтальные балки и сваи или устраивают новый ростверк, связанный с существующим с помощью штырей из арматуры.

МЕТОДЫ ПОДВОДКИ НОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Подводку новых фундаментов выполняют в случае необходимос­ти разработки грунта ниже подошвы существующих фундаментов или замены фундамента. В практике применяются следующие методы: 1) передача нагрузки от здания на временные опоры. При больших нагрузках в качестве поддерживающих конструкций применяют горизонтальные балки чаще всего из металлического проката. Нагрузку на балки передают с помощью домкратов и реже — клиньев. Особо обращается внимание на устройство надежных опор под выносные балки. Для тяжелых сооружений вместо опор из брусьев могут применяться опоры из бетона, а так­же сваи; 2) пересадка фундамен­та на сваи. Для этого через существующий фундамент бурят наклонные скважины диаметром 10...20 см с последующим за­полнением бетонной смесью и с трамбованием. Можно также вдавливать сваи отдельными звеньями, используя существующий фундамент в качестве упора для домкрата; 3) под­водка под ленточные фундамен­ты столбов шириной 1...2 м производится в

определенной последовательности, с тем чтобы обеспечить минимальное ослаб­ление фундаментов в период производства работ. В подведенных столбах под подошвой существующего фундамента оставляют ниши для установки гидравлического домкрата. Домкратом обжимается грунт под подошвой нового фундамента и сам фундамент для уменьшения возможных деформаций, после чего полости (ниши для домкрата) заполняются бетоном.

При реконструкции и надстройке зданий усиление фундаментов может быть выполнено одним из изложенных методом. Предпочтение следует отдать тем методам, которые не вызывают нарушения структуры грунта в основании фундаментов. Необходимо при этом учитывать технико-экономическую эффективность применяемых вариантов, а также требования безопасных условий труда.

 

№22 Методы усиления оснований и фундаментов

Применяют следующие основные приемы усиления осно­ваний и фундаментов и изменения условий работы грунтов; уширение подошвы; увеличение глубины ее заложения; пересадка фундамента на сваи; возвращение фундамента, смещенного в сторону, в проектное положение; закрепление кладки фундамен­та; взятие кладки в обойму; закрепление грунтов основания. Все эти приемы можно подразделить на три группы; 1) изменение условий передачи давления на грунт; 2) увеличение прочности кладки фундамента; 3) увеличение прочности и уменьшение деформативности грунтов в основании.

Изменение условий передачи давления на грунт

Условия передачи давления на грунт изменяются при двустороннем и одностороннем уширении подошвы фундаментов, увеличении глубины ее заложения и пересадке фундамен­тов на сваи.

Подошву фундаментов уширяют в целях передачи давления на большую площадь. Если уширения делают без обжатия грунта основания (рис. 16.1, а), то они вступают в работу лишь пря увеличении нагрузки, когда появляются дополнительные осадки.

Рис.16.1 Схемы уширения подошвы фундамента (с эпюрами давления в плоскости подошвы)

а - без обжатия грунта основания, (верхняя эпюра- до усиления; нижняя эпюра - после усиления и загрузки фундамента); б - с обжатием грунта основания с помощью домкратов (Верхняя эпюра—- после обжатия, до усиления показана пунктиром; нижняя эпюра —после усиления и загрузки фундамента);

1-существующий фундамент; 2 - конструкции уширении; 3— арматура; 4 — домкрат.

 

Рис, 16.2. Пересадка фундамента на сваи

а — набивные (инъекционные); б — вдав­ливаемые звеньями; 1 — фундамент; 2— свая;

3—домкрат; 4 — упорная плита

Уширенные части фун­дамента воспринимают только часть увеличивающейся на­грузки (см. нижнюю эпюру на рис. 16.1, а). Значительная часть этой нагрузки будет пе­редаваться через подошву ста­рого фундамента; это вполне допустимо, поскольку выпор грунта в стороны невозможен из-за наличия дополнитель­ной пригрузки основания уширениями фундамента (см. ниж­нюю эпюру на рис. 16.1, а). Для уменьшения развития допол­нительных осадок уширенного фундамента грунт под уши­рениями предварительно обжимают с помощью домкратов (рис. 16.1, 6). После обжатия до снятия домкратов полости между домкратами вдоль фундамента заделывают бетоном.

Глубину заложения подошвы фундамента, увеличивают ред­ко, так как при этом приходится выполнять работы захватками. Сначала делают подкоп под частью фундамента, устраивают в пределах захватки новый фундамент и включают его в ра­боту, обжимая домкратами грунт под ним. Затем переходят к возведению следующей части нового фундамента. И так до тех пор, пока под всем фундаментом грунт не будет заменен на кладку по проекту. Такого рода работы обычно производят при разрушении верхней части деревянных сваи под роствер­ком в результате развития гнилостного процесса из-за пониже­ния уровня подземных вод.

В настоящее время фундаменты чаще всего усиливают пу­тем пересадки их на сваи. Для этого либо делают буроинъекционные сваи — бурят через фундамент наклонные скважины диаметром 15...25 см, в которые под значительным давлением нагнетают бетонную смесь (рис, 16.2 а) либо вдавливают звенья железобетонных свай под фундамент домкратами (рис. 16.2, б). Применяют и другие приемы использования свай для усиления фундаментов.

В случае смещения фундаментов в сторону ихлибо возвра­щают в первоначальное положение домкратами, либо устраи­вают одностороннее уширение. При возникновении крена со­оружении его уменьшают поднятием или опусканием всего сооружения.

Рис. Увеличение прочности кладки фундамента

а— взятие фундамента в обойму; б— инъекция раствора; в— уменьшение выноса консолей для уменьшения усилий в арматуре; 1— фундамент; 2— железобетонная обойма; 3 — трубки для инъекции раствора

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Популярное:

1. Cодержательные и организационные особенности построения курса «Основы технологии интеллектуальной адаптации коренных народов северных регионов»
2. I. 45. Особенности питания и удобрения льна.
3. I. Основные черты и особенности западноевропейской культуры XIX века
4. I. Основные черты и особенности западноевропейской культуры XIX века.
5. IX. ОСОБЕННОСТИ НАУЧНОГО СТИЛЯ
6. X. ОСОБЕННОСТИ ОФИЦИАЛЬНО-ДЕЛОВОГО СТИЛЯ
7. XI. Особенности организации целевого приема
8. АДМИНИСТРАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ (АПО), ИХ ОСОБЕННОСТИ.
9. Административный процесс:понятие, особенности. Административные процедуры и административные производства.
10. Антропологические особенности звездных детей
11. Архитектурные особенности софии
12. Безработица (Б.) и ее типы. Эк. издержки Б. Особенности рынка труда в РБ.