38. Методы усиления и уширения фундаментов.
Выбор технологии усиления оснований и фундаментов зависит от категории состояния здания. Реконструкция может быть связана с увеличением нагрузок на существующие фундаменты за счет надстроек, замены деревянных перекрытий железобетонными, изменения технологии и пр. Основополагающими при выборе технологии усиления являются факторы, связанные с конструктивными особенностями здания, состоянием грунта в основании и оснащенностью организаций, осуществляющих работы. Во всех случаях предложенная технология должна обеспечить надежную длительную эксплуатацию здания, соответствующую данному при проектировании геотехническому прогнозу. Должны быть учтены вопросы экономики, экологии, безопасности ведения работ. Все традиционные технологии усиления основания и фундаментов сводятся, в основном, к увеличению площади опирания существующих фундаментов и, соответственно, уменьшению интенсивности давления на грунты основания. Увеличение площади подошвы фундаментов достигалось преимущественно за счет создания железобетонных обойм либо банкетов (одно- и двухсторонних). Основные приемы усилений оснований и фундаментов сводятся к следующему. Усиливаемый фундамент разбивают на отдельные захватки (участки) длиной 1,5 — 2,0 м. На этих участках отрывают вручную траншеи шириной 1,2 — 2,0 м до подошвы. После этого в фундамент забивают металлические штыри (либо погружают в заранее пробитые отверстия через 50 см в шахматном порядке). Устанавливают опалубку и бетонируют уширение. После разработки траншеи бетонируют примыкающие к граням фундамента банкеты без омоноличивания их с кладкой существующих фундаментов. Затем в пробитые проемы устанавливают стальные балки, которые являются упорами для гидравлических домкратов. Эти домкраты обжимают грунты в основании устраиваемых уширений. После опрессовки домкраты извлекают и бетонируют банкет (см. рис. г).
Уширением подошвы фундаментов: на уровне подвала устанавливают железобетонную плиту закрепленную в теле фундамента. Чтобы плита надежно включалась в работу, под нее можно инъецировать цементный раствор для опрессовки верхних слоев грунта. Подведение плиты позволило предотвратить развитие неравномерных осадок и сохранить здание.(рис. а)
В ряде случаев опорную площадь фундаментов можно увеличить за счет сборных плит, устраиваемых в подвалах здания. При этом нагрузки на плиты передаются через нажимные рамные конструкции, упирающиеся в монолитное перекрытие.
39. Проектирование фундаментов при динамических нагрузках.
40. Проектирование фундаментов на просадочных грунтах.
Основания, сложенные просадочными грунтами, должны проектироваться с учетом их особенности, заключающейся в том, что при повышении влажности выше определенного уровня они дают дополнительные деформации – просадки от внешней нагрузки и (или) собственного веса грунта. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, следует учитывать возможность повышения их влажности за счет: а) замачивания грунтов – сверху из внешних источников и (или) снизу при подъеме уровня подземных вод; б) постепенного накопления влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности. Просадочные грунты характеризуются: относительной просадочностью Esl – относительным сжатием грунтов при заданном давлении после их замачивания; начальным просадочным давлением Psl - минимальным давлением, при котором проявляются просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении; начальной просадочной влажностью Wsl – минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, должны учитываться: а) просадки от внешней нагрузки Ssl,p, происходящие в пределах верхней зоны просадки от подошвы фундамента до глубины, б) просадки от собственного веса грунта Ssl,g, происходящие в нижней зоне просадки, начиная с глубины, в) неравномерность просадки грунтов Δ Ssl.
При определении просадок грунтов и их неравномерности следует учитывать: инженерно-геологическое строение площадки; физико-механические характеристики грунтов основания и их неоднородность; размеры, глубину заложения и взаимное расположение фундаментов; нагрузки на фундаменты и прилегающие площади; конструктивные особенности сооружения, в частности наличие тоннелей, подвалов под частью сооружения и т.п.; характер планировки территории (наличие выемок и срезки или насыпей и подсыпок, которые оказывают влияние на напряженное состояние грунтов основания, а также на вид и размер просадок); возможные виды, размеры и места расположения источников замачивания грунтов, дополнительные нагрузки на глубокие фундаменты, уплотненные и закрепленные массивы от сил негативного трения, возникающих при просадках грунтов от собственного веса. Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса, подразделяются на два типа:I тип – грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;II тип – грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и размер ее превышает 5 см. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, в случае их возможного замачивания должны предусматриваться мероприятия, исключающие или снижающие до допустимых пределов просадки оснований и (или) уменьшающие их влияние на эксплуатационную пригодность сооружений.
Предварительные размеры фундаментов сооружений, возводимых на просадочных грунтах, назначаются исходя из расчетных сопротивлений основания R0.
При проектировании глубоких фундаментов следует учитывать: в грунтовых условиях I типа – сопротивление грунта по боковой поверхности фундаментов; в грунтовых условиях II типа – негативное трение грунта по боковой поверхности фундаментов, возникающее при просадке грунтов от собственного веса.