Тема1-3-4 «Розробка елементів технологічної карти на підсилення або заміну фундаментів у будівлі з розрахунком несучої здатності та жорсткоcті підсиленої або заміненої конструкції»

ПІДСИЛЕНЯ ОСНОВ МЕТОДОМ НАГНІТАННЯ РОЗЧИНУ В ГРУНТІ ОСНОВИ ЧЕРЕЗ СВЕРДЛОВИНИ

1. - існуючий фундамент:

2 - ін'єктори, що занурюються із поверхні основи.

2. - закріплений грунт;

4 - напрямок розтікання закріплюючих розчинів

При фізико - хімічному закріпленні в грунт закачується ущільнюючий розчин: сілікоту натрію ( одно- чи двокомпонентний), цементний, бітумний, або грунт закріплюється при дії на нього електричного струму.

Рішення про вибір способу фізико - хімічного закріплення ґрунту повинне прийматися на основі проведених вишукувань і лабораторного визначення фізико механічних характеристик грунту. Основним питанням, яке при цьому необхідно визначити, є можливість просочування вибраного розчину вгрунт.

МЕТОДИ ПОСИЛЕННЯ ОСНОВ(ГРУНТІВ)

№	Метод підсилення	Методика	Рекомендований грунт Прийн. метода		Прогнозована несуча здатність
			грунт	Коеф. Фільтрації
1	Сілікатизація	Нагнітання розчину селікато-натрію	лесові	0.01-2 м/сут	0,6-0,8
2	Однокомплектний	Нагнітання розчину селікато-натрію з отверджувачем	Мілкі пилуваті піски	0.5-5 м/сут	0,4-0,5
3	Двухкомплектний	Нагнітання розчину натрію і хлористого кальцію	Піски	2-80 м/сут	0,5-3,5
4	Електросілікатизація	Поступове нагнітання розчину хлористого кальцію під дією струму	Глина, суглинки, піски	1,01-9 м/сут	0,4-0,8
5	Цементизація	Нагнітання цементної суспензії	Крупно-зернисті піски	До 80 м/сут	1-4
6	Смолізація	Нагнітання розчину смоли з отверджувачем	Піски	0.5-5 м/сут	1,5-2
7	Глинізація	Нагнітання глинистої суспензії	Лесові	0,1-2 м/сут	0,4-0,5
8	Термічне закріплення	Згорання палива у свердловині влаштованій в ущільненому грунті	Лесові, суглинки,чорноземи	Не менш 0,1 м/сукунду	10-40
9	Механічне закріплення	Механічні дії на грунт. Катки утримувачі	Різні	Відсутні	Збільшується у 20-40%
10	Пониження рівня ґрунтових вод	Влаштування дренажу біля будівлі	Різні	Відсутні	Збільшується у 20-40%

П. ПІДСИЛЕННЯ ФУНДАМЕТІФ СТОКАНОГО ТИПУ МЕТОДОМ ПЕРЕДАЧІ НАГРУЗКИ НА НИЧЕ ЛЕЖАЩТ ОСНОВИ

1. - існуючий фундамент;

2. - залізобетонна обойма, що влаштовується по периметру фундаменту;

3. - палі, що занурюються за давленням з поверхні основи;

4. - арматура підсилення;

5. - колона;

6, 7 — відповідно слабкий і міцний грунт.

8 - поверхня підлоги ('основи⁴).

Для підсилення фундаменту необхідно відкопати грунт до підошви фундаменту, буримо свердловину ( чи вдавлюємо палю ), поряд з фундаментом. Поверх цієї палі робимо оголовок, вставляючи опалубку вставляємо арматурний каркас і заповнюємо його бетоном. Марку бетону і відповідну арматуру беремо до розрахунків.

Для кращого щеплення оголовка та передачі нагрузки на палі, та кращі основи з існуючого Фундаменту робимо підкоп під підошву фундаменту не більше 0.25 від площі підошви фундаменту.

Після виконання цієї роботи фундамент засипаємо ґрунтом.

Розміри підошви достатні, дотик грунту повний ( немає відриву підошви фундаменту від грунту). При цьому необхідно конструктивно забезпечити

умову, щоб розвинута за рахунок не бетонування підошви працювали як один диск.

Радикальним способом зменшенням тиску на грунт основи.а також передавання зусиль на нижче розміщені шари грунту з кращими фізико-механічними характеристиками є перетворення фундаментів не глибокого закладання в пальові.

Протифільтраційна завіса

з і г

1. фундаменти будівлі

2. протифільтраційна завіса

НАГНІТАННЯ РОЗЧИНУ З КОЛОДЯЗІВ

1 .існуючий фундамент

2. технологічні колодязі

3. ін'єктори, що занурюються з колодязя горизонтально

4. закріплений грунт

Шпунтова стіна в підвалі будівлі

1. існуючий фундамент

2. стінка із сталевого профілю

3. поверхня ковзання при випиранню грунту із-під підошви фундаменту

4. підлога фундаменту

Електрохімічне закріплення грунту

1.існуючий фундамент 2.ін'єктори-електроди

З. закріпленний масив грунту

4. чергове положення електродів

Приклад : Необхідно перевірити можливість сприйняття фундаментом навантаження після надбудови 1 поверху будівлі та за необхідності виконати його підсилення.

Основні дані:

Кількість поверхів -3.

Розмір будівлі в осях-50*10,8 м.

Висота поверху -2,8м.

Віконні прорізи -1,5*1,5 м.

Відстань між серединою віконного прорізу -3 м.

Покрівля - азбестоцементні хвилясті листи α =30

Перекриття -з багато порожнистих плит .

Підлоги -паркетні.

Стіни - цегляні товщиною -640мм.

Підвал - висотою -2 м.

Район будівництва - Чернігівська область.

Грунт - супісок.

Питома вага- Yп =19кН\мЗ.

Розрахункове значення кута внутрішнього тертя -γ, =26.

Розрахункове значення питомого зчеплення Сп = 10кПа.

Існуючий фундамент шириною їм.

Розрахункова схема фундаменту.

Таблиця підрахунку навантаження 1 м лінійного фундаменту

Навантаження	Формула підрахунку	Нормативне навантаження(кН)	Коеф. надійності по навантаж.	Розрахункове навантаження(кН)
Азбестоцементні хвилясті листи 5мм	0,153(2,7+0,5)\0,867	0.565	1.1	0.62
Лати 50*50 через 500мм	0,05*0,05\0,5*0,867*5,5*3,2	0.10	1.1	0.11
Крокви 60*180 через 1500мм	0,06*0Д8\1,5*0867*5,5*3,2	0.15	1.1	0.16
Снігове навантаження	0,7*0,867*1,25*3,2	2.43	1.4	3.16
Цементна стяжка 20мм	0,02*20*2,7	1.08	1.3	1.4
Керамзит 250мм	0,25*7*2,7	4.72	1.2	5.67
Пергамент 1 шар 3мм	0,003*6*2,7	0.05	1.2	0.06
3\б плита	0,5*0,22*25*2,7	7.42	1.1	8.17
Корисне навантаження на горище перекриття	0,7*2,7	1.89	1.4	2.65
Паркет 15мм	0,015*8*2,7*3=	0.97	1.1	1.07
Бітумна мастика 3мм	0,003*10,5*2,7*3	0.25	1.2	0.31
Цементна стяжка 10мм	0,01*20*2,7*3	1.62	1.3	2.1
Шлакобетон 40мм	0,04*14*2,7*2	3.02	1.3	3.93
3\б плита	0,5*0,22*25*2,7*3	22.27	1.1	24.5
Шлакобетон над підвалом 80мм	0,08*14*2,7	3.02	1.3	3.93
Корисне навантаження на горище перекриття	1,5*2,7*3	12,15	1.4	17,01
Вага перегородок	0,75*2,7*3	6.08	1.4	8,5
Вага стіни товщиною 640мм	2,8*3*3-1,5*1,5*3\3*0,64*18	70,85	1.1	77,93
Карниз 400мм	0,4*0,64*18	4.61	1.1	5,07
Цоколь 1000мм	1*0.64*18	11.52	1.1	12,67
Всього		154,78		179,02

Визначаємо розрахунковий опір грунту

R=Y_c1Y _c2\k [M_y k Y_п + M_g d₁ Y_п + (M_g-1) d_b Y_п +M_с C_п]

Y_{c1 -} коефіцієнт умови роботи

Y _c2- коефіцієнт умови роботи визначається в залежності ІЛН=50\1 ]. 92=4. \ 9

k =1 при характеристиках γ_п , C_п одержаних по результатах безпосередніх випробувань.

M_g =0,84- коефіцієнт прийнятий в залежності від γ_п -26

k =1 при b< 10 м

b=1 м - ширина підошви фундаменту.

Y_п =19кН\мЗ- питома вага грунту нижче підошви фундаменту

Y_п =19кН\мЗ- питома вага грунту вище підошви фундаменту

C_п =10кПа - розрахункове навантаження питомого зчеплення грунту під підошвою фундаменту

d₁ - приведена глибина закладання фундаментів від підлоги підвалу.

d₁ = h _s +h _cf \Y_п =0.37+0.15*24\19=0.54 м.

h _s =2,825-2,478=0,37 м - висота шару грунту вище підошви фундаменту зі сторони підвалу

Yса =24 кН\мЗ - розрахункове зусилля питомої ваги конструкцій підлоги підвалу.

d_b=2,325-1,030=1,295 м

R=1,23*1\1[0.84*1*1*19+4.37*0.54*19+(4.37- 1.295*19+6.9*10]=255.3 кН\м2

Визначаємо підошву фундаменту

b= N \R-Y_cpd=154.78\255.3-20*1.795=0.708 м.

N =154,78кН\м - нормативне навантаження на верхній зріз фундаменту

Уср - середня питома вага матеріалу фундаменту та грунту на його виступах =20кН\мЗ d=1,795 м - глибина закладання фундаменту

перевірка середнього тиску під підошвою фундаменту

P=N^н=G^н\A_ф ≤\R

С^н= V_ф Y_ф +V_гр +V _підлY_підл

G^н=1*1,5*0,6*24+1*1*0,3*25+1*1,795*0,2*19+1*0,1*0,2*24+1*0,05*0,2*28= =36,68 кН

Р= N^н+G^н\ А_ф =154,78+36,68X1*1=191,46 <255,3 кПа

Розмір підошви фундаменту достатні щоб сприйняти навантаження. Середній тиск під підошвою фундаменту в межах норми.

Електрохімічне закріплення ґрунту

Рис. І.Електро - хімічне закріплення ґрунту 1 - існуючий фундамент: 2 - пробурені скважини; 3 - ін'єктори - електроди (стрижні - електроди): 4 - чергове положення електродів; 5 - закріплений масив ґрунту;

Необхідність підсилення основ фундаментів існуючих будівель та споруд може бути викликана різними причинами, до яких можна віднести: зниження міцності основ у процесі експлуатації, неправильне врахування властивостей ґрунту основ під час проектування, збільшення навантажень на основу під час реконструкції, ведення будівельних і гірничих робіт поряд зі спорудою, вплив динамічних навантажень, різного роду аварійних ситуацій та інші причини.

Зміцнення основ існуючих будівель і споруд дозволяє передати на основу зростаючі навантаження під час реконструкції, в деяких випадках без заміни або підсилення фундаментів. Не потрібно також виконувати роботи з відкопування фундаментів.

Рішення про вибір способу фізико - хімічного закріплення ґрунту повинне прийматися на основі проведених вишукувань і лабораторних досліджень. Основним питанням, яке при цьому необхідно визначити, є можливість просочування вибраного розчину в грунт.

Закачування розчинів ( силікатного, цементного, бітуму, різних смол в грунт) може проводитися як із денної поверхні, так і з попередньо споруджених колодязів.

Під час електро - хімічного закріплення грунту через нього за допомогою електродів пропускається постійний струм. Цей струм викликає хімічні реакції в ґрунті внаслідок чого його фізико - механічні характеристики поліпшуються. При відповідному обґрунтуванні методи електро - хімічного закріплення та закачування розчину в ґрунт можуть застосовуватися в комплексі.

Контрольні запитання: