RU2229562C1 - Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий - Google Patents
Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2229562C1 RU2229562C1 RU2002130236/03A RU2002130236A RU2229562C1 RU 2229562 C1 RU2229562 C1 RU 2229562C1 RU 2002130236/03 A RU2002130236/03 A RU 2002130236/03A RU 2002130236 A RU2002130236 A RU 2002130236A RU 2229562 C1 RU2229562 C1 RU 2229562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foundation
- reinforcing elements
- soil
- reinforcing
- building
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Foundations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий. Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий включает разработку котлована, подведение под подошву фундаментов элементов усиления продавливанием их продавливающей установкой в заданном горизонтальном направлении с одновременным образованием защитного слоя грунта между подошвой фундамента и верхней поверхностью элементов усиления. Новым является то, что толщину защитного слоя определяют по приведенной математической зависимости. Технический результат изобретения состоит в повышении несущей способности фундамента всего здания, расширение области применения способа по грунтовым условиям и фундаментам, увеличение производительности труда. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для усиления оснований фундаментов реконструируемых и аварийных зданий.
Известен способ укрепления фундамента, согласно которому вдоль укрепляемой конструкции выкапывают траншеи, затем пробойником в основании прокладывают скважины, изогнутые подобно расчетным линиям одинаковых горизонтальных напряжений, которые заполняют цементным раствором и соединяют на концах перемычками. Расстояние от нижней точки фундамента до верхней точки оси изогнутой сваи должно быть не более трех диаметров сваи, а расстояние между осями двух параллельных свай не менее шести диаметров (см., например, a.c. SU №1671778, кл. Е 02 D 27/08, 1988 г.).
Недостатком способа является ограниченность в применении, его невозможно применить в грунтах, где происходит оплывание или осыпание стенок прокладываемых скважин.
Известен способ усиления основания ленточного фундамента при реконструкции зданий и сооружений, включающий разработку траншеи с внешней стороны фундамента, размещение из траншеи в основание, с помощью пневмопробойника, вплотную к подошве фундамента горизонтальных, параллельных друг другу армоэлементов с шагом, равным 3 высотам сечения армоэлемента. Высота сечения армоэлемента находится в пределах 0,125-0,075 ширины фундамента, а концевые участки образуют в пределах 0,5-1,5 ширины фундамента (см., например патент RU №2032024, кл. Е 02 D 27/08, 37/00, 1995 г.).
Размещение армоэлементов вплотную к подошве фундамента может привести к смещению последнего в направлении пневмопробивки, за счет сил трения, возникающих при устройстве армоэлементов. К тому же использование для этой цели пневмопробойника, вызывает наложение уплотненных зон и вызывает изменение направления пневмопробивки, т.е. отклонение пневмопробойника от заданного направления. Такое отклонение может привести к поломке рабочего органа и нежелательному воздействию на подошву фундамента.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату, является способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий, включающий разработку котлована, подведение под подошву фундаментов элементов усиления продавливанием их продавливающей установкой в заданном горизонтальном направлении с одновременным образованием защитного слоя грунта между подошвой фундамента и верхней поверхностью элементов усиления (см., например, патент RU 2164982 С1, 10.04.2001, Е 02 D 27/08).
К недостаткам известных способов следует отнести низкую производительность, ограниченную область применения из-за невозможности их использования для укрепления фундамента всего здания, а лишь только отдельно стоящих фундаментов.
Задачей изобретения является повышение несущей способности фундамента всего здания, расширение области применения способа по грунтовым условиям и фундаментам, увеличение производительности труда.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий, включающем разработку котлована, подведение под подошву фундаментов элементов усиления продавливанием их продавливающей установкой в заданном горизонтальном направлении с одновременным образованием защитного слоя грунта между подошвой фундамента и верхней поверхностью элементов усиления, согласно изобретению толщину защитного слоя определяют по зависимости:
h=2·Ку·dLg[(ρs-ρdy)/(ρdy-ρd)
где 2 - коэффициент, учитывающий влияние подошвы фундамента или соседнего элемента усиления на уплотнение грунта;
Ку - безразмерный коэффициент, учитывающий изменение плотности грунта в уплотненной зоне, равный ρd/ρdу,
d - диаметр элемента усиления, см;
ρs - плотность частиц грунта, г/см;
ρd - плотность грунта в сухом состоянии до продавливания элементов усиления, г/см;
ρdу - требуемая плотность грунта в сухом состоянии после продавливания элементов усиления, г/см, при этом шаг продавливания элементов усиления равен b=2h.
Котлован могут размещать с наружной стороны здания, параллельно торцевой или продольной несущей стене, на глубину 0,8-1,0 м ниже отметки подошвы наиболее заглубленного фундамента
Кроме того, продавливание элементов усиления могут производить после принятия конструктивной схемы их расположения в плане здания, определения очередности продавливания и разбивки осей элементов усиления относительно осей здания, при этом первую секцию продавливаемого элемента усиления предварительно бетонируют на длину до 1,5 м и на расстоянии 0,5d элемента усиления от его начала. При этом в качестве элементов усиления могут применять цельные, а также жестко соединенные между собой в стык до проектной длины секции стальных труб, которые заполняют бетоном до или после их продавливания.
В процессе формирования элементов усиления могут производить проверку отклонения продавливаемых секций элементов усиления относительно заданного направления и разбивочных осей.
Очередность установки элементов усиления определяют в зависимости от их диаметра, технического состояния здания и физико-механических характеристик грунтов.
Концевые участки элементов усиления образуют дополнительную опорную площадь самого здания.
Несущая способность искусственного основания в 1,8-3,3 раза превышает несущую способность основания до его устройства. Повышение несущей способности основания фундаментов происходит за счет:
- образования уплотненной зоны грунта около пространства с элементами усиления с улучшенными физико-механическими характеристиками;
- вовлечения в работу элементов усиления, распределяющих передаваемую на них нагрузку от фундамента на большую площадь;
- изменения напряженного состояния сжимаемой зоны основания.
В качестве элементов усиления применяют, как цельные, так и составные, жестко соединенные между собой секции стальных труб, при необходимости, заполненные бетоном (класса В 3,5 и выше) до или после продавливания элементов усиления на проектную длину. Длина элементов усиления может составлять несколько десятков метров, что позволяет повышать несущую способность основания фундаментов внутренних и наружных несущих стен с внешней стороны аварийного или реконструированного здания, не оказывая влияния на условия его эксплуатации.
Увеличение или уменьшение толщины защитного слоя, диаметра элементов усиления или шага элементов усиления позволяет формировать уплотненную зону требуемых размеров и создавать наперед заданные условия воздействия уплотненной зоны грунта на подошву фундамента. Это дает возможность не только выравнивать напряженно-деформированное состояние системы “основание-фундамент” в плане здания, но и компенсировать (предупреждать) возможные осадки фундаментов при проходке вблизи здания, тоннелей и других выработок.
Способ иллюстрируется чертежами, где
- на фиг.1 показана схема продавливания элементов усиления в сжимаемую зону основания ленточного фундамента;
- на фиг.2 - сечение А-А;
- на фиг.3 - конструктивные схемы (примеры) расположения элементов усиления в плане фундаментов здания: а) поперечная; б) продольная; в) лучевая; г) комбинированная; д) диагональная.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Предварительно определяют конструктивную схему усиления здания с учетом технического состояния несущих конструкций, инженерно-геологических условий, степени их изменения за период эксплуатации, нагрузки, воздействий и т.д.
Конструктивные схемы расположения шпального распределителя относительно фундаментов в плане и по глубине основания определяется в зависимости от:
- изменчивости грунтовых условий площадки;
- конструктивной схемы и технического состояния здания;
- вида фундаментов и глубины заложения их подошвы;
- нагрузок и воздействий на систему “основание-фундамент”;
- наличия действующих надземных и подземных коммуникаций, способных повлиять на производство работ;
- назначения элементов усиления.
С наружной стороны здания параллельно торцевой или продольной несущей стены разрабатывают котлован на глубину Н=0,8-1,0 м ниже отметки заложения подошвы наиболее заглубленного фундамента 1. В соответствии с принятой конструктивной схемой расположения элементов усиления в плане здания, разбивают оси элементов усиления 2 относительно привязочных осей здания. Устанавливают очередность продавливания элементов усиления и производят их маркировку. Далее монтируют продавливающую установку 3 и выставляют ее направляющую платформу 4 относительно разбивочных осей элементов усиления 2 и подошвы фундаментов 1. На направляющую платформу 4 укладывают первую секцию элементов усиления 2, предварительно забетонированную на длину (z) до 1,5 метров и на расстоянии (s)=0,5d элемента усиления от его начала. Далее последовательно в заданном горизонтальном направлении продавливают его в стенку котлована, под подошву фундамента. При помощи сварного или иного жесткого соединения стыкуют (не показано) последующую секцию элемента усиления 2 с уже продавленным элементом усиления и продавливают далее под подошву фундамента. Таким образом последовательно стыкуют и продавливают секции элементов усиления до момента достижения требуемой (проектной) длины элемента усиления (L) с образованием концевых участков (f) за границами самого здания. По мере продавливания секции проверяют отклонение элемента усиления от заданного направления и разбивочных осей. При необходимости, с помощью бетононасоса внутренний объем элемента усиления бетонируют подвижной бетонной смесью на мелком заполнителе.
Продавливающую установку 3 перемещают на следующую позицию продавливания элемента усиления и цикл повторяют. Таким образом формируют искусственное основание с элементами усиления 5 с одновременным образованием защитного слоя (h) между подошвой фундамента 1 и верхней поверхностью элементов усиления 5. Толщину защитного слоя (h) определяют по выше приведенной зависимости, а шаг установки элементов усиления (b) равен 2h. После устройства элементов усиления на захватке котлована производят обратную засыпку. В результате образования искусственного основания с элементами усиления произошло повышение несущей способности системы “основание - фундамент” в 1,8-3,3 раза.
Пример. Необходимо произвести усиление фундамента жилого 9-ти этажного дома, принятого в эксплуатацию 1984 г. В результате уточнения инженерно-геологических условий было установлено:
- в основании фундамента на глубине 6-9 метров сформировались подземные воды, которые не были встречены при проведении изысканий на стадии рабочего проектирования;
- несмотря на подтопление площадки, в основании сборных ленточных фундаментов сохранились зоны и участки просадочного суглинка;
- снижение прочностных и деформативных характеристик грунтов за счет перехода твердого и полутвердого суглинка в мягко и текучепластичное состояние;
- основание фундаментов по состоянию, мощности и физико-механическим характеристикам выделенных инженерно-геологических элементов крайне неоднородно в плане и по глубине площадки.
В сложившихся инженерно-геологических условиях с учетом технического состояния здания были запроектированы элементы усиления с поперечной схемой расположения (см. фиг.3),
Изготовленные из стальных составных труб диаметром 0,32 м длиной 15 м и 18 м, шагом элементов усиления 1 м и толщиной защитного слоя 0,5 м. Заполнение элементов усиления бетоном класса в 7,5 предполагалось вести с помощью бетононасоса после продавливания шпал на проектную длину. При производстве работ через смотровые шурфы, выкопанные в подвале по направлению продавливания элементов усиления осуществлялся контроль за возможным отклонением элементов усиления от заданного направления, по установленным на характерных трещинах маякам велись наблюдения за поведением конструкций дома. После продавливания нескольких элементов усиления с шагом 1 м обнаружилось, что в основании фундаментов развивается значительный отпор грунта, способный вызвать их локальный подъем. С целью определения причин возникновения отпора были исследованы пробы грунта (суглинка), отобранные из уплотненной зоны околошпального пространства. Выяснилось, что образование отпора грунта связано с воздействием жесткого элемента (элемента усиления) на подошву фундамента через обжатую продавливанием элементами усиления зону основания. Для уменьшения отпора грунта шаг продавливания элементами усиления был изменен и принят равным 1,2 м. Заполнение элементов усиления, длина которых составила 15-18 м, осуществлялось после их продавливания товарным бетоном В 7.5 на крупном заполнителе с помощью бетононасоса.
Проведенные контрольные замеры отклонения элементов усиления от заданного направления по вскрытым шурфам показали, что оно составило +6 см при длине элементов усиления 15-18 м.
Проведенный анализ технического состояния дома после завершения усиления оснований фундаментов элементами усиления по результатам наблюдений с 1993 г. подтвердил эффективность принятого варианта усиления: система “основание-фундамент” стабилизировалась, развитие трещин прекратилось, а фактические затраты на устройство основания с элементами усиления по сравнению с базовым вариантом снижены в 1,8 раза. В качестве базового варианта был принят метод инъектирования (цементация) на глубину 8 м.
Основными достоинствами предлагаемого способа усиления фундамента являются то, что:
- происходит усиление основания фундаментов под всем зданием в целом;
- усиление грунтов основания приводит к повышению несущей способности системы “основание-фундамент” в 1,8-3,3 раза;
- усиление грунтов основания фундаментов можно выполнять без отселения жильцов и нарушения технологического режима эксплуатации объекта;
- стоимость работ по усилению фундаментов снизилась по сравнению с базовым вариантом в 2 раза, повысилась производительность труда;
- отсутствие каких-либо воздействий на расположенные вблизи здания и сооружения и гидрогеологические условия площадки.
Claims (5)
1. Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий, включающий разработку котлована, подведение под подошву фундаментов элементов усиления продавливанием их продавливающей установкой в заданном горизонтальном направлении с одновременным образованием защитного слоя грунта между подошвой фундамента и верхней поверхностью элементов усиления, отличающийся тем, что толщину защитного слоя определяют по зависимости
h = 2 · Ку · d Lg [ (ρS - ρdy) / (ρdy - ρd),
где 2 – коэффициент, учитывающий влияние подошвы фундамента или соседнего элемента усиления на уплотнение грунта;
Ку – безразмерный коэффициент, учитывающий изменение плотности грунта в уплотненной зоне, равный ρd / ρdy;
d - диаметр элемента усиления, см;
ρS – плотность частиц грунта, г/см;
ρd – плотность грунта в сухом состоянии до продавливания элементов усиления, г/см;
ρdy – требуемая плотность грунта в сухом состоянии после продавливания элементов усиления, г/см,
при этом шаг продавливания элементов усиления равен b = 2h.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что котлован размещают с наружной стороны здания, параллельно торцевой или продольной несущей стене, на глубину 0,8–1,0 м ниже отметки подошвы наиболее заглубленного фундамента.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продавливание элементов усиления производят после принятия конструктивной схемы их расположения в плане здания, определения очередности продавливания и разбивки осей элементов усиления относительно осей здания, при этом первую секцию продавливаемого элемента усиления предварительно бетонируют на длину до 1,5 м и на расстоянии 0,5d элемента усиления от его начала.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве элементов усиления применяют цельные, а также жестко соединенные между собой в стык до проектной длины секции стальных труб, которые заполняют бетоном до или после их продавливания.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в процессе формирования элементов усиления производят проверку отклонения продавливаемых секций элементов усиления относительно заданного направления и разбивочных осей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002130236/03A RU2229562C1 (ru) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002130236/03A RU2229562C1 (ru) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002130236A RU2002130236A (ru) | 2004-05-20 |
| RU2229562C1 true RU2229562C1 (ru) | 2004-05-27 |
Family
ID=32679203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002130236/03A RU2229562C1 (ru) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2229562C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468150C1 (ru) * | 2011-07-11 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ИНТЕРБИОТЕХ" (ООО НПФ "ИНТЕРБИОТЕХ") | Способ выравнивания зданий и сооружений |
| RU174425U1 (ru) * | 2016-11-01 | 2017-10-12 | Александр Викторович Пащенко | Фундамент весов, используемых для взвешивания колесного транспорта |
-
2002
- 2002-11-13 RU RU2002130236/03A patent/RU2229562C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БОБЫЛЕВ Л.М. и др. Новый способ усиления основания фундамента. Промышленное и гражданское строительство. - М.: Стройиздат, 1994, №11 и 12, с.31 и 32. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468150C1 (ru) * | 2011-07-11 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ИНТЕРБИОТЕХ" (ООО НПФ "ИНТЕРБИОТЕХ") | Способ выравнивания зданий и сооружений |
| RU174425U1 (ru) * | 2016-11-01 | 2017-10-12 | Александр Викторович Пащенко | Фундамент весов, используемых для взвешивания колесного транспорта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105840207B (zh) | 一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法 | |
| CN106088650B (zh) | 一种适用于砖混结构建筑物地下增层的方法及建筑物 | |
| KR101960413B1 (ko) | 구조물 시공방법 | |
| US8898996B2 (en) | Method for forming a retaining wall, and corresponding retaining wall | |
| CN103774674B (zh) | 一种钢管托换桩与锚杆深基坑支护结构及其施工方法 | |
| RU2414563C1 (ru) | Способ строительства многоэтажного подземного сооружения | |
| CN113863706B (zh) | 既有建筑低净空下旋喷静压复合桩施工方法及应用装置 | |
| RU2229562C1 (ru) | Способ усиления основания фундаментов аварийных и реконструируемых зданий | |
| Cherney et al. | Strengthening technologies of different types of foundations in buildings | |
| RU2381365C1 (ru) | Способ восстановления выработанных карьеров для строительства сооружений | |
| RU2708929C1 (ru) | Способ усиления основания фундамента при реконструкции зданий и сооружений | |
| Zargar et al. | Top-Down Construction Method: A Case Study of Commercial Building in Tehran | |
| CN115217114B (zh) | 基坑抢险反压平台施工方法 | |
| CN110258621B (zh) | 便于快速施工的装配式挡土墙 | |
| CN216194772U (zh) | 一种基坑支护与止水体系 | |
| CN110042826B (zh) | 一种增强水泥土搅拌桩截水效果的预制砼板桩 | |
| SU1715990A1 (ru) | Способ усилени свайного фундамента зданий, сооружений | |
| Vynnykov et al. | Subsidence of Existing Buildings from the Impact of New Construction | |
| Lapsley et al. | Case History: One Chicago Square Top-Down Construction Adjacent to Chicago Red Line Tunnel and Station | |
| Yang | Remediating a soil-nailed excavation in Wuhan, China | |
| CN115710910A (zh) | 一种槽仓高边坡深基坑支护方法 | |
| RU2657885C2 (ru) | Свая железобетонная буровая и способ ее возведения | |
| Sorochan et al. | Experience in Designing Effective Zero Cycle Solutions. | |
| CN105586973A (zh) | 复合咬接桩挡墙施工方法和复合咬接桩挡墙结构 | |
| Rabeler et al. | High capacity drilled cast-in-place piles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111114 |