27 . Закрепление грунтов оснований

Закрепление грунтов применяют в тех случаях, когда устройство фундаментов невозможно или связано с затратами значительных средств (например, при усилении основания под существующим фундаментом), либо для уменьшения фильтрации воды около мест ее проникания в подземные помещения.

Цементация (нагнетание цементационного раствора под большим давлением) производят для закрепления грунтов, обладающих большой водопроницаемостью. Цементацию применяют для уменьшения водопроницаемости и повышения прочности материала самого фундамента. С этой целью в бетонной кладке фундамента делают шпуры, в которые заделывают трубки. Затем через эти трубки подают цементационный раствор под большим давлением. Он проникает в поры бетона, в связи с чем его прочность повышается, а водопроницаемость резко снижается.

Силикатизация. Химические растворы (силикаты натрия) легко проникают в поры песков и других грунтов, хорошо фильтрующих воду. Существует два метода силикатизации грунтов – 2-х растворный и однорастворный. 2-х растворный метод применяют для закрепления песков крупных и средней крупности. При 2-х растворном методе в песок забивкой или виброванием погружают инъектор, через который в грунт нагнетают раствор силиката натрия. Слабофильтрующие грунты и лессовые закрепляют однорастворным методом. При закреплении в инъектор нагнетают сложный раствор, состоящий из силиката натрия и фосфорной кислоты.

Электрохимическое закрепление. Слабые грунты (илы, глины и суглинки, находящиеся в текучем и текучепластичном состоянии) имеют малый коэффициент фильтрации. Чтобы ввести растворы силиката натрия и хлористого кальция, через них пропускают постоянный электрический ток, при его пропускании в грунтах развивается электроосмос - движение воды, находящейся в порах, от анода к катоду.

Смолизация. Растворы синтетических смол, способных твердеть в грунтах, можно нагнетать в поры грунта. После твердения смол грунт превращается в достаточно твердое тело. В качестве вяжущего вещества применяют карбомидную смолу с отвердителями.

Термический метод. Сущность термического закрепления заключается в увеличении прочности структурных связей в грунте под влиянием высокой температуры. Для обжига грунта в пробуренных скважинах сжигают топливо, в качестве которого используют обычно природный и иные горючие газы. С целью поддерживания процесса горения в скважины подают воздух под давлением.

Для уменьшения водопроницаемости грунтов применяют 1.битумизацию и 2.глинизацию. 1-заключается в нагнетании в скальную породу битумной эмульсии. 2-в песчаных грунтах нагнетание глинистой суспензии в тонкие поры грунтов

28 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;

3) 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.

Несущая способность грунтов основания существующих зданий и сооружений может быть увеличена:

1) силикатизацией, электрохимическими етодами — 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.