52. Определение фактического давления на сваю

Определение фактического давления на сваю проводят после размещения свай в плане и конструирования ростверка. Фактическое давление находят по формуле:

где - N_I – расчетная нагрузка на фундамент по 1-ой группе, ;

d – глубина заложения ростверка, м;

γ_к - коэффициент надежности γ_к = 1,1;

γ_ср - среднее значение удельного веса материала фундамента и грун­та на его уступах = 20,0…22,0 кН/м³;

n – количество свай на м.п.

Полученное значение должно удовлетворять условию:

57. способ глубинного уплотнения грунта путем воздействия на него в заранее намеченном в плане и по глубине месте ударными (импульсными) нагрузками, которые производят посредством взрывания зарядов взрывчатого вещества или электрических разрядов, осуществляемых электроразрядной установкой. Уплотнения грунта, разрыхленного буровым инструментом в основании свай, можно добиться осуществлением серий электровзрывов в скважине. В результате в основании сваи формируется камуфлетное уширение, и грунт уплотняется до нужных параметров. Сущность технологии РИТ Технологии, связанные с взрывным преобразованием электрической энергии, называют разрядно-импульсными (РИТ), а сваи, изготовленные с применением этого метода, – сваями РИТ. Электровзрывы для уплотнения грунта применялись в СССР с 1960 года. С 1975 года они стали необходимым элементом технологии при изготовлении буровых свай. Метод состоит в том, что при подаче высокого напряжения на электроды, погруженные в жидкость (бетонную смесь), происходит пробой электродного промежутка с взрывообразным преобразованием электрической энергии. Возникающее при этом высокое давление передается через бетонную смесь грунту. В результате серии электровзрывов грунт уплотняется не только в основании сваи, при разрядно-импульсной обработке ствола сваи улучшаются условия работы грунта на ее боковой поверхности (несущая способность свай РИТ гораздо больше, чем забивных). Недостатком этого способа является неравномерность уплотнения грунта вплоть до образования выбросов грунта на его поверхность и провалов в его уплотняемом объеме.

способ глубинного уплотнения грунта, по которому ударные нагрузки по заранее намеченным на поверхности грунта местам производят в летнее время тяжелой трамбовкой. В этом способе грунт уплотняется так же неравномерно с образованием зон разуплотнения и выпора грунта вокруг места удара. При этом зоны разуплотнения наблюдаются между кратерами (местами ударов) на глубину 3-4 метра и на еще большей глубине под кратером в случае перекоса трамбовки.

способ, в котором дополнительно грунт вокруг места удара трамбовки пригружают массивными бетонными плитами с образованием отверстия под трамбовку. Недостатком этого способа является его недостаточная эффективность из-за того, что ограниченность веса плиты и возможного перекоса трамбовки при ударе предотвращение неравномерности уплотнения ограниченно. При этом перестановка плит с места на место усложняет работы.

Способ глубинного уплотнения грунта, включающий пробивку скважины, послойное ее заполнение местным грунтом и уплотнение каждого слоя посредством трамбователя с плоским торцом, причем в периоды пробивки скважины, заполнения и уплотнения грунта в пределах зоны выпора осуществляют давление на поверхность грунта заданной величины. Сущность этого способа заключается в том, что при его осуществлении происходит уплотнение грунта за счет внедрения тромбованием в него грунтоподобного материала на глубину, причем без образования зоны выпора грунта у его поверхности. Однако эффективность этого способа недостаточна из-за того, что при создании требуемого давления на поверхность грунта увеличиваются затраты, усложняются работы и снижается производительность. Дополнительно, при ударе плоского торца тромбователя по грунту уплотнение грунта вокруг скважины происходит на весьма ограниченную величину - около одного диаметра пробиваемой скважины. Поэтому объем уплотняемого грунта с одного места трамбования невелик, что не позволяет эффективно достичь равномерного уплотнения грунта в массиве.

Технический результат достигается тем, что в способе глубинного уплотнения грунта, включающем вытрамбовывание скважиноподобного углубления в грунте, находящемся в пригруженном состоянии вокруг места вытрамбовывания, послойное заполнение углубления грунтом и воздействие ударами трамбовки на каждый слой этого грунта, вытрамбовывание углубления, заполнение его грунтом и воздействие на этот грунт ударами трамбовки осуществляют в зимнее время после образования у поверхности грунта заданной толщины сезонно-мерзлого слоя, обеспечивающего пригружение расположенного под ним талого грунта, при этом перед вытрамбовыванием углубления в намеченном для этого в плане месте в сезонно-мерзлом слое выполняют отверстие, диаметр которого равен диаметру трамбовки или превышает его. Отверстие в сезонно-мерзлом слое грунта выполняют путем удара трамбовки по ослабленному в намеченном в плане месте сезонно-мерзлому слою, воздействие на грунт ударами осуществляют трамбовкой, имеющей вытянутую по высоте форму, при этом ее нижняя часть имеет форму округлую или усеченного конуса и выполнена из чугуна, а заполнение углубления осуществляют дренирующим грунтом или грунтоподобным материалом.

Сущность предлагаемого технического решения: глубинное уплотнение грунта осуществляют в зимнее (зимне-весеннее) время, после того как у поверхности грунта образовался слой сезонно-мерзлого грунта заданной толщины, который без затрат качественно пригрузил нижележащий талый грунт. Это позволяет использовать тяжелую или сверхтяжелую трамбовку, коническая форма которой позволяет эффективно втрамбовывать под сезонно-мерзлый слой дренирующий грунтоподобный материал во все стороны, за счет чего и достигается ранее указанный технический результат. Этот результат может быть дополнительно повышен другими известными приемами, такими как воздействие на грунт во время трамбования вибрацией или применением двухмассной трамбовки.

Технология формования набивных свай в грунте заключается в проходке вертикальных скважин, заполнении их бетонной смесью и повторной проходке скважины по этой смеси. При этом смесь втрамбовывается в массив грунта, образуя в скважине оболочку. Оставшаяся после последней проходки центральная скважина заполняется пластичным бетоном. Вследствие плотного контакта боковой поверхности сваи с уплотненным грунтом она имеет высокую удельную несущую способность (в 3 раза больше, чем буронабивная и в 1.5 раза больше, чем забивная).

58.Закрепление грунтов, искусственное преобразование (физико-химическими методами) свойств грунтов для целей строительства в условиях их естественного залегания. В результате З. г. увеличивается несущая способность основания сооружения, повышается его прочность, водонепроницаемость, сопротивление размыву и др. З. г. широко применяется при строительстве промышленных и гражданских зданий на просадочных грунтах, для укрепления откосов выемок дорог и стенок котлованов в водонасыщенных грунтах, в качестве противооползневых мероприятий, при проходке горных выработок, создании противофильтрационных завес в основании гидротехнических сооружений, для защиты бетонных сооружений (фундаментов) от воздействия агрессивных промышленных вод, для увеличения несущей способности свай и опор большого диаметра и т.д. З. г. достигается нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрическим током, нагреванием и охлаждением. Основные способы З. г.: цементация, глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация, методы электрохимического или термического воздействия, искусственное замораживание. Цементация заключается в нагнетании в закрепляемый грунт (трещиноватый скальный или песчано-гравелистый) через систему пробуренных в нём скважин цементной суспензии (соотношение массы цемента и воды в растворе в пределах от 0,1 до 2). Для повышения подвижности густых цементных и цементно-песчаных растворов применяют добавки сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,01-0,25% по отношению к цементу. Ускорение схватывания растворов и увеличение первоначальной прочности цементного камня регулируется добавками хлористого кальция в количестве 1-5% по отношению к цементу. Прочность и водонепроницаемость грунта после цементации значительно увеличиваются. В кавернозных скальных породах при большой скорости грунтового потока наряду с цементацией применяется горячая битумизация. Её назначение - заделка наиболее крупных каверн, не поддающихся цементации из-за большой скорости грунтового потока. Нагнетание горячего битума в полости и трещины кавернозных пород производится через пробуренные скважины, оборудованные инъекторами. При холодной битумизации в грунт нагнетают тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ применяется для очень тонких трещин в скальных грунтах и закрепления песчаных грунтов. Глинизация служит для уменьшения фильтрационной способности трещиноватых скальных, кавернозных пород и гравелистых грунтов. При этом способе в трещины породы нагнетается под большим давлением глинистая суспензия с добавкой небольшой дозы коагулянта. Способ силикатизации основан на использовании силикатных растворов. Для закрепления среднезернистых песков применяется т. н. двухрастворный способ, состоящий в последовательном нагнетании в грунт растворов силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакции гель кремниевой кислоты придаёт грунту значительную прочность и водонепроницаемость. Мелкие пески закрепляются способом однорастворной силикатизации, т. с. раствором силиката натрия с добавкой фосфорной кислоты. В лёссовых грунтах нагнетается лишь раствор силиката натрия; роль второго раствора выполняют соли самого грунта. Смолизация - нагнетание водного раствора карбамидной смолы с добавкой соляной кислоты, щавелевой кислоты или хлористого аммония. Применяется для закрепления, повышения прочности и водонепроницаемости мелкозернистых песчаных грунтов. Для глинистых грунтов, где нагнетание растворов невозможно, используется электрохимический способ закрепления, основанный на пропускании постоянного электрического тока через грунт, в который вводится раствор хлористого кальция, в результате чего грунт обезвоживается и уплотняется. Реакции обмена, происходящие при этом в приэлектродной зоне, также способствуют уплотнению и закреплению грунта. Электрохимическое закрепление подразделяется на электроосушение, электроуплотнение и электрозакрепление.

Для упрочнения просадочных лёссовых грунтов применяется термическое закрепление, осуществляемое обжигом закрепляемых грунтов газообразными продуктами горения топлива, имеющими температуру 700-1000С. Наиболее эффективным является сжигание топлива непосредственно в толще закрепляемого грунта. Стабилизация и закрепление неустойчивых водоносных грунтов достигается искусственным замораживанием грунтов.

59.К настоящему времени накоплено множество различных способов и конструктивных приемов усиления, выбор которых обусловливается рядом конкретных условий. Обычно выделяют три наиболее важных фактора, влияющих на выбор проекта реконструкции:

1) минимальные сроки производства работ по усилению и, соответственно, минимальные сроки остановки действующего производства;

2) минимум трудозатрат при изготовлении и монтаже усиливающих конструкций;

3) надежность и долговечность усиленной конструкции.

Можно выделить два основных направления при производстве усиления конструкций: без разгрузки и с разгружением конструкции. В свою очередь, первое направление можно подразделить на два метода усиления: с изменением расчетной схемы и напряженного состояния конструкции и без изменения расчетной схемы и напряженного состояния конструкции.

При производстве работ по усилению с разгружением конструкции условно выделяют:

а) способы усиления при полном разгружении с последующим исключением конструкции из работы и ее заменой на новую (этот способ реконструкции скорее следует считать возведением нового строительного объекта либо его конструктивно независимого элемента);

б) способы усиления при частичном разгружении конструкции либо ее элемента.

Чтобы дать представление о многообразии различных способов и конструктивных приемов усиления, следует перечислить наиболее часто встречающиеся из них, условно разделив их на три группы.

Группа 1 — усиление без разгрузки конструкции с изменением расчетной схемы и напряженного состояния:

– усиление предварительно напряженными распорками, стойками, затяжками, обоймами;

– установка шарнирно-стержневых цепей, дополнительных жестких и упругих опор;

– установка предварительно напряженных хомутов;

– дополнительная горизонтальная или шпренгельная предварительно напряженная арматура (затяжка).

Группа 2 — усиление без разгрузки конструкции и без изменения расчетной схемы и напряженного состояния:

– железобетонная рубашка, обойма, одно- и двухстороннее наращивание;

– торкретирование и набрызгивание бетона (как правило, с добавлением арматуры);

– местное усиление накладными хомутами, дополнительной поперечной арматурой и пр.;

– усиление с использованием усиливающих элементов, присоединяемых к основной конструкции на клею либо с помощью высокопрочных болтовых стяжек.

Группа 3 — усиление с частичным разгружением конструкции:

– устройство дополнительных металлических и железобетонных балок;

– установка предварительно напряженных разгружающих ферм и кронштейнов;

– установка разгружающих систем металлических и железобетонных конструкций и др.

классификация, в основу которой положено деление способов усиления конструкции

классификация, основанная на анализе работы конструкции с точки зрения ее напряженно-деформированного состояния, расчетной схемы и требуемого изменения несущей способности

60.Проникающая в строительные конструкции влага является серьезной причиной их разрушения. Защита от проникновения воды (гидроизоляция) является важным фактором сохранности и долговечности зданий. Чтобы предупредить проникновение дождевых и талых вод в подземные части здания, осуществляют планировку поверхности участка под застройку, создавая необходимый уклон для отвода поверхностных вод от здания. Вокруг здания вдоль наружных стен устраивают отмостку из плотных водонепроницаемых материалов (асфальт, асфальтобетон и др.). Для защиты от проникновения грунтовой влаги в конструкции здания при новом строительстве обычно выполняется наружная изоляция конструкций со стороны воздействия воды, а для старой застройки применяют внутреннюю гидроизоляцию в подвальных помещениях. Выделяют три типа гидроизоляции, соответствующие видам воздействия воды, - безнапорная, противонапорная и противокапиллярная. Безнапорная гидроизоляция выполняется для защиты от временного воздействия влаги атмосферных осадков, сезонной верховодки, а также в дренируемых полах и перекрытиях. Противонапорная гидроизоляция - для защиты ограждающих конструкций (полы, стены, фундаменты) от гидростатического подпора грунтовых вод. Противокапиллярная - для изоляции стен зданий в зоне капиллярного подъема грунтовой влаги. Существуют различные методы устройства гидроизоляции: основные - оклеечные, окрасочные, обмазочные, штукатурные, листовые (кессонные) и глиняные, а также специальные - инъекционные, проникающие (пенетрационные), геомембранные пропиточные, шовные, подводные, ликвидации активных течей и др.

Для защиты заглубленных частей зданий (подвалов, технических подполий, приямков и т.п.), внутриквартальных коллекторов, коммуникационных каналов от подтопления грунтовыми водами должны предусматриваться дренажи. Конструкции дренажей и устройство гидроизоляции подземной части зданий и сооружений должно выполняться в соответствии со СНиП 2.06.15-85, СНиП 2.02.01-83*, МГСН 2.07-97, ”Рекомендациями по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений”, разработанных ЦНИИПпромзданий в 1996 году. Проектирование дренажей следует выполнять на основании конкретных данных о гидрогеологических условиях места строительства объекта, степени агрессивности подземных вод к строительным конструкциям, объемно-планировочных и конструктивных решений защищаемых зданий и сооружений, а также функциональным назначением этих помещений.

Противокапиллярная гидроизоляция в стенах и обмазочная или окрасочная изоляция вертикальных поверхностей стен, соприкасающихся с грунтом, должна предусматриваться во всех случаях независимо от устройства дренажей. Проектирование дренажей новых объектов следует выполнять с учетом существующих или ранее запроектированных дренажей прилегающих территорий. В зависимости от расположения дренажа по отношению к водоупору дренажи могут быть совершенного или несовершенного типа. Дренаж совершенного типа закладывается на водоупоре. Грунтовые воды поступают в дренаж сверху и с боков. В соответствии с этими условиями дренаж совершенного типа должен иметь дренирующую обсыпку сверху и с боков. Дренаж несовершенного типа закладывается выше водоупора. Грунтовые воды поступают в дренажи со всех сторон, поэтому дренирующая обсыпка должна выполняться замкнутой со всех сторон. При благоприятных условиях (в песчаных грунтах, а также в песчаных прослойках при большой площади их распространения) местные дренажи могут одновременно способствовать общему понижению уровня подземных вод. На территориях, где подземные воды залегают в песчаных грунтах, следует применять системы дренажей, обеспечивающие общее понижение уровня подземных вод. На территориях, где подземные воды залегают в глинистых, суглинистых и других грунтах с малой водоотдачей, необходимо устраивать местные дренажи. Для осушения территорий, подтопляемых потоком подземных вод с областью питания, расположенной вне этой территории, следует устраивать головной дренаж. На территориях, где грунтовые воды не имеют ясно выраженного направления потока, а водоносный пласт сложен песчаными грунтами или имеет слоистое строение с незамкнутыми песчаными прослоями, следует устраивать систематический дренаж. Для защиты от подтопления грунтовыми водами подвальных помещений и подполий отдельно стоящих зданий или группы зданий, при заложении их в водоносных песчаных грунтах, следует устраивать кольцевые дренажи. Для защиты от грунтовых вод подвальных помещений и подполий зданий, закладываемых в глинистых и суглинистых грунтах, следует устраивать пристенные дренажи. Пристенные "профилактические" дренажи необходимо устраивать также и при отсутствии грунтовых вод в зоне подвалов и подполий, устраиваемых в глинистых и суглинистых грунтах. Пристенный дренаж прокладывают по контуру здания с наружной стороны. Расстояние между дренажом и стеной здания определяется шириной фундаментов здания и размещением смотровых колодцев дренажа. Дренажи могут прокладываться совместно с водостоками. Выпуск воды из дренажей производят в водостоки, водоемы и овраги. Для дренажа следует применять асбестоцементные трубы. Исключение составляют дренажи, закладываемые в подземных водах, агрессивных к бетонам и растворам на портландцементе. В этом случае для дренажа следует применять пластмассовые трубы. Асбестоцементные трубы соединяют муфтами. Взамен устройства дренажа из труб с гравийно-щебеночным фильтром для профилактических дренажей могут быть применены трубофильтры из пористого бетона или другого материала. На трубчатых дренажах устраивают колодцы. Для предохранения от засорения колодцы должны быть снабжены вторыми крышками. При неоднородном строении водоносного пласта, когда горизонтальная дрена проходит в верхнем менее проницаемом слое, а ниже расположен более проницаемый слой, устраивают комбинированный дренаж, состоящий из горизонтальной дрены и вертикальных самоизливающихся колодцев-фильтров. Пластовый дренаж применяется для защиты подвалов зданий, приямков и каналов в тех случаях, когда один трубчатый дренаж не дает необходимого дренирующего эффекта. Пластовый дренаж устраивается в виде слоя песка, отсыпаемого по дну котлована под здание или траншеи для канала.