16, Классиф-ция основ м-дов усиления свайн фунд-ов

Выбор способа усиления свайного фундамента зависит от того, какие элементы свайного фундамента подлежат усилению, а именно: ростверк, стволы свай, фундамент или грунт около свай.

Способ усиления ростверков выбирают в зависимости от характера повреждений и вызвавших его причин.

При коррозии наружного слоя бетона ростверков, а также для исправления и предохранения от дальнейшего разрушения выветрившейся и трещиноватой их поверхности следует применять торкретирование путем нанесения на поверхность конструкции под давлением цементного раствора. Перед торкретированием поверхность ростверка должна быть тщательно очищена стальными щетками или пескоструйным аппаратом, продута сжатым воздухом и промыта водой под давлением. Торкретирование рекомендуется выполнять по металлической сетке с ячейками размером 5—10 см при диаметре проволоки около 5 мм. Сетку привязывают вязальной проволокой к анкерам диаметром 8—10 мм, заделанным в ростверке на 15—25 см. Расстояние между анкерами принимают 50— 80 см. Торкрет наносят под давлением 0,4—0,6 МПа толщиной 20— 40 мм в 2—3 слоя полосами шириной 1 —165 м сверху вниз. Каждый последующий слой наносят после схватывания предыдущего.

При серьезных повреждениях железобетонных ростверков любых типов (плит, подколонников, лент, насадок), осуществляют более крупные ремонтные работы. Пустоты и трещиныв бетоне заделывают нагнетанием цементного раствора под давлением. Для этого в ростверке перфораторами бурят вертикальные или наклонные шпуры диаметром 40—80 VMM, располагая их в таком порядке, чтобы максимально   охватить   разрушенный массив. Рекомендуемое расстояние между шпурами 0,8—1,5 м. Длина наклонных шпуров не должна быть более 0,4 толщины массива при бурении с обеих сторон массива и не более 0,75— при бурении с одной стороны. Общее число и расположение шпуров устанавливают в зависимости от степени разрушения ростверка, а также от расположения рабочей арматуры, поскольку шпуры должны буриться между стержнями арматуры.

После   окончания   бурения   шпуров через инъекционные трубки промывают бетон под давлением 0,2— 0,4 МПа.

Для цементации обычно применяют водоцементный раствор состава от 1:10 до 1:1 (отношение цемента к воде по массе). В начале нагнетания применяют более жидкий раствор от 1:10 до 1:4 при давлении до 0,5—1,1 МПа. При малых поглощениях раствора его состав в процессе нагнетания не изменяют, но увеличивают давление до 1,1 МПа.

При недостаточной прочности бетона и значительном разрушении ростверков их усиляют обоймами. Обойму   обычно   выполняют   на   всю высоту ростверка по его периметру. Обоймы выполняют по такой же технологии, что и у фундаментов мелкого заложения.

Для свайных фундаментов с высоким ростверком усиление ствола свай является наиболее доступным. В этом случае сваи с поперечными или продольными трещинами и частичным разрушением стволов следует усиливать железобетонными обоймами,   толщина   стенок   которых должна быть не менее 100 мм. Обойма устраивается на всю высоту свободной части сваи с заглублением в грунт не менее чем на 1 м. Известен способ обуривания ствола сваи скважинами малого диаметра. При этом способе вплотную к поверхности сваи пробуривают в грунте скважины диаметром 50—80 мм с расчетом не менее одной скважины вдоль грани сваи. По скважинам нагнетается цементный раствор, который окружает сваю сплошной рубашкой, препятствующей дальнейшему разрушению материала ствола и повышающей прочность окружающего грунта. Усиление стволов свай можно выполнять путем погружения забивной сваи или устройства буронабивной сваи вплотную к стволу. При устройстве буронабивной сваи у ствола бурят одну-две скважины, которые затем армируют и бетонируют. При таком способе следует усилять не все сваи подряд, а каждую вторую или даже третью. Иногда разрушенные стволы свай усиляют забивкой конической сваей.

Усиление всего свайного фундамента осуществляют при значительном разрушении фундамента, при большом увеличении нагрузки на фундамент, а также в связи с недостаточной несущей способностью грунта, на который опирается свайный фундамент.

При исчерпании несущей способности основания под сваями применяют методы закрепления и повышения прочности грунтов. Грунт вокруг стволов и под остриями свай может быть упрочнен цементацией, силикатизацией, смолизацией или обжигом.

Усиление свай-колонн каркасного одноэтажного здания путем нагнетания карбамидной смолы в околосвайный грунт, представленный суглинками мягко- и теку-чепластичной консистенции. Укрепление грунта производилось для каждой сваи через наклонные погружные инъекторы с нагнетанием смолы поочередно с двух сторон заходками снизу вверх.

Наиболее часто применяется усиление свайных фундаментов погружением дополнительных свай вне контура фундамента. Нагрузка на выносные свай может передаваться с помощью упорных горизонтальных балок, пропускаемых сквозь ростверк или стену. Поперечные и пррдольные балки, передающие наг- рузку на выносные сваи, объединяют : с ростверком. Во избежание значительных осадок после передачи нагрузки  от  здания  на  выносные  сваи последние предварительно обжимают гидравлическими домкратами. Домкраты устанавливают на головы свай или на обвязку по сваям и упирают в поперечные балки. Работы ведут участками одновременно с обеих сторон фундамента.

Усиление свайных фундаментов выполняют и с помощью набивных свай, применение которых более эффективно в условиях реконструкции, так как при их устройстве не возникают динамические нагрузки. Работы по устройству набивных свай можно производить из подвальных помещений. Усиление свайных фундаментов может быть выполнено набивными сваями в стальной оболочке. Оболочка свай состоит из звеньев стальной трубы длиной 2—3 м. Оболочка погружается в грунт вдавливанием домкратами и с помощью станка ударно-канатного бурения УКС-22. По мере погружения оболочки звенья наваривают. После погружения оболочки на проектную отметку ее полость заполняют бетонной смесью.

В Днепропетровске усиление свайных фундаментов трехпролетного промышленного здания, в основании которого залегают лессы и лёссовидные суглинки мощностью 20—25 м, было выполнено из виброштампованных свай диаметром 500 мм длиной 8— 10 м. Число свай в кусте 10—19. Ростверки монолитные железобетонные. В связи с тем, что усиление фундаментов осуществлялось в условиях действующего цеха, где находилось сложное и точное оборудование, погружение было выполнено вдавливанием металлических свай. Установка для вдавливания свай позволяла бурить лидирующие скважины до уровня подземных вод и вдавливание трубчатых свай диаметром 325 мм. Вдавливание осуществлялось секциями длиной 6 м. Секции наращивались с помощью электросварки по мере погружения ; свай. Всего было задавлено 920 свай длиной   18—20  м.   В  верхнюю  часть свай устанавливали арматурные каркасы длиной 2 м, полость свай заполняли бетонной смесью и бетонировали железобетонный ростверк в виде обоймы.

13-14. Конструктив решения усиления оснований

Конструктивное решение по улучшению строительных свойст оснований. Закрепление грунтов оснований. Суть заключается в увеличении несущей способности грунтов оснований и снижение их деформативности. 1. Нагнетание раствора. А) Цементация. Б) Силикатизация ( однокомпанентаная, двухкомпонентное, газовое, электрическое). 2. Армирование жесткими включениями. 3. Обжиг, термическое закрепление.

ЦЕМЕНТАЦИЯ – рациональна в крупнообломочных, песчаных, и пористых суглинистых грунтах. Чем> коэф фильтрации тем эффект цементация. ЦЕМЕНТАЦИЯ ГРУНТА – иньецирование пор и полостей грунта цементными составами. Соотношение В/Ц - 10:1, 20/1. В/Ц/П - 5/1/1, 5/1/2. Dтрубы=50-120мм. Давление 0,3-0,6 МПА. Иньекторы через 0,7-2,0м. РАДИУС закрепления пески – 0,7-0,8; суглинки – 0,3м. Нагнетание раствора до отказа, признак – расход смеси уменьшается до 5-10 литров. Время прокачивания 15-30 мин.

СИЛИКАТИЗАЦИЯ: двухрастворн – для песч 2-80 м/сут коэф фильтр, однораств - крупнообломочный, песч 5-500 м/с кфильтр, газовая – в просадочн грунтах, суглинки и лесс>0,1коэф фильтр, Электро – в глинистых и песч. 0,005-0,5 м/сут. ТЕРМИЧЕСКОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ прим для суглинков и глин. Однораств - Раствор силиката натрия и орг добавки подаются в иньектор одновременно, обр-ся гель кремниевой кис-ты, исп при коеф фильтр 2м/сут. (пески, лесс). Двухрастворная – через иньекторы 30-40мм поочередно силикат Na а далее хлористый Ca = водоупор.

ХИМИЧЕСКОЕ закрепление грунтов – в грунт нагнетаются малосвязные растворы вступающие в химическую реакцию с водой, и собств компонентами, образуется однородная масса. «+» - высокая степень механизации, не большая трудоемкость, стоимость. «-« Высокая таксичность, не эффективны в сугл, и глинах. Оборудование – Иньекторы 50-120мм, Буровые установки с h до 15-25м, Пневмомолотки, компрессор 5-6атм,котелдля хим растворов, трубопроводы, дамкраты для извлечения иньекторов 10т.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ. Исп для закрепл водонасыщ, пылеватых и глинистых гр с низким коеф фильтр. Постоянный эл-ток и химич добавки.Главное усл – водонас грунт. Шаг иньектров 0,6 – 0,8м.

ТЕРМИЧЕСКОЕ. В глинистых маловлажных грунтах. ИСП горелка. «-« высокая энергоемкость, и стоимость.

АРМИРОВАНИЕ. 1. Армстальными стержнями и трубами, ЖБ элементами. 2. Армирование локальными массивами (лок цементирование), 3.Армирование локальными скважинами (сухсмесь).

СТРУЙНАЯ технология. Исп энергии водяной струи или раствора смешивается с грунтов в скважине и затвердевает. Стена в грунте. Исп. Гидромонитор до 500атм, СТРУЯ 25 набазе МАЗ.. Dскв 300-800мм. «+» без дин возд, выпоняется в стесненных усл. «-« нельзя исп где естькомуникации, полости.