RU2487976C1 - Method to strengthen foundation bases in seismically dangerous areas - Google Patents
Method to strengthen foundation bases in seismically dangerous areas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487976C1 RU2487976C1 RU2011144983/03A RU2011144983A RU2487976C1 RU 2487976 C1 RU2487976 C1 RU 2487976C1 RU 2011144983/03 A RU2011144983/03 A RU 2011144983/03A RU 2011144983 A RU2011144983 A RU 2011144983A RU 2487976 C1 RU2487976 C1 RU 2487976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- periphery
- hardening
- solution
- mortar
- around
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Foundations (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано для укрепления оснований зданий и сооружений в сейсмически опасных зонах.The present invention relates to the field of construction and can be used to strengthen the foundations of buildings and structures in seismically hazardous areas.
Известен экран для защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий (а.с. СССР №1629416, МКИ E02D 31/08, опубл. 23.02.1991, бюл. №7), включающий размещенные вокруг здания, сооружения внутренний и внешний ряды скважин, заполненных поглощающим колебания материалом и расположенных в рядах в шахматном порядке.The known screen for the protection of buildings and structures from seismic effects (AS USSR No. 1629416, MKI E02D 31/08, publ. 02.23.1991, bull. No. 7), including the inner and outer rows of wells filled around the building, structures vibration-absorbing material and staggered in rows.
Известная конструкция экрана позволяет снизить скоростные параметры сейсмических волн и, следовательно снизить силовые воздействия на грунтовые массивы в основании фундаментов.The known design of the screen allows you to reduce the speed parameters of seismic waves and, therefore, to reduce the force impact on the soil masses in the base of the foundations.
Недостатком экрана по а.с. №1629416 является то, что защитный экран размещен вокруг здания, сооружения. При этом гашения сейсмических волн непосредственно под самим зданием не происходит.The disadvantage of the screen for A.S. No. 1629416 is that the protective screen is placed around the building, structure. In this case, the suppression of seismic waves directly under the building itself does not occur.
Наиболее близким к предлагаемому является способ повышения несущей способности свайного фундамента (патент РФ №2379419, МПК E02D 3/12, опубл. 20.01.2010), включающий подачу в грунт твердеющего раствора под давлением в два этапа: сначала по периферии укрепляемых свай до смыкания соседних зон уплотнения, а после затвердевания раствора - в зону, ограниченную периферийным контуром. Способ по патенту РФ №2379419 обеспечивает повышение степени уплотнения и давления грунта на боковую поверхность сваи, что приводит к повышению эффективности усиления свайного фундамента.Closest to the proposed one is a method of increasing the bearing capacity of a pile foundation (RF patent No. 2379419, IPC E02D 3/12, published January 20, 2010), which includes supplying a hardening mortar to the soil under pressure in two stages: first, along the periphery of the reinforced piles until adjacent areas of compaction, and after solidification of the solution - in the area bounded by the peripheral circuit. The method according to the patent of the Russian Federation No. 2379419 provides an increase in the degree of compaction and soil pressure on the side surface of the pile, which leads to an increase in the efficiency of reinforcement of the pile foundation.
Недостатком известного способа является то, что при использовании в сейсмически опасных зонах он не позволяет гасить сейсмические колебания.The disadvantage of this method is that when used in seismically hazardous areas it does not allow damping seismic vibrations.
Все строительство в сейсмоопасных районах осуществляется по специальным требованиям, направленным не только на повышение прочности зданий, но и использование других антисейсмических приемов таких, как упрочнение слабых грунтов оснований. Чрезвычайно важно знать некоторые характеристики грунтов, такие, как модуль сжатия, модуль сдвига, коэффициент затухания колебаний и другие.All construction in earthquake-prone areas is carried out according to special requirements, aimed not only at increasing the strength of buildings, but also using other anti-seismic techniques, such as hardening of soft soils. It is extremely important to know some characteristics of soils, such as compression modulus, shear modulus, damping coefficient of oscillations and others.
При строительстве в сейсмических районах существуют строительные нормы, которые в зависимости от сейсмичности района и категории грунтов по сейсмических свойствам определяют сейсмичность площадки строительства. Так, если сейсмичность района составляет 7, 8, 9 баллов, то для I категории грунтов (скальные грунты всех видов) сейсмичность площадки уменьшается и составляет соответственно 6, 7, 8 баллов; для II категории грунтов (скальные выветрелые и сильновыветрелые) сейсмичность площадки строительства не изменяется и составляет те же значения 7, 8, 9 баллов; для III категории грунтов (пески рыхлые, гравелистые, влажные, водонасыщенные) сейсмичность площадки строительства повышается и составляет уже 8, 9>9 баллов.During construction in seismic areas, there are building codes that, depending on the seismicity of the area and the category of soils by seismic properties, determine the seismicity of the construction site. So, if the seismicity of the area is 7, 8, 9 points, then for the I category of soils (rocky soils of all types), the seismicity of the site decreases and amounts to 6, 7, 8 points, respectively; for the II category of soils (rocky weathered and highly weathered), the seismicity of the construction site does not change and amounts to the same values of 7, 8, 9 points; for the III category of soils (loose, gravel, wet, water-saturated sands), the seismicity of the construction site increases and is already 8, 9> 9 points.
Таким образом, как следует из этих данных, более прочное грунтовое основание уменьшает опасность сейсмических воздействий, а слабые грунты ее увеличивают. Поэтому снижение сейсмичности площадки строительства возможно не только путем гашения сейсмических колебаний, но и укреплением основания фундамента.Thus, as follows from these data, a stronger soil base reduces the risk of seismic impacts, while weak soils increase it. Therefore, reducing the seismicity of the construction site is possible not only by damping seismic vibrations, but also by strengthening the foundation.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении надежности фундамента за счет укрепления основания фундамента при повышении коэффициента затухания сейсмических колебаний.The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the foundation by strengthening the foundation base while increasing the damping coefficient of seismic vibrations.
Поставленная задача решается тем, что способ укрепления оснований фундаментов в сейсмически опасных зонах включает вдавливание в грунт инъекторов и подачу через них твердеющего раствора под давлением сначала по периферии укрепляемого участка до смыкания соседних зон уплотнения, а после отвердевания раствора - внутри полученного контура. Отличительными особенностями предлагаемого способа является то, что предварительно укрепляемый участок разбивают на равные части прямоугольной формы. После подачи твердеющего раствора по периферии укрепляемого участка подают раствор по периферии каждой части прямоугольной формы также до смыкания соседних зон уплотнения. После отвердевания раствора осуществляют подачу твердеющего раствора внутри полученных контуров прямоугольной формы, причем, инъекторы внутри контуров устанавливают в шахматном порядке.The problem is solved in that the method of strengthening the foundations of foundations in seismically hazardous areas involves pressing injectors into the soil and supplying them a hardening solution under pressure, first around the periphery of the area to be strengthened until the adjacent compaction zones are closed, and after the solution has solidified, inside the resulting circuit. Distinctive features of the proposed method is that the pre-fortified area is divided into equal parts of a rectangular shape. After the hardening solution is supplied around the periphery of the area to be strengthened, the solution is supplied along the periphery of each part of the rectangular shape also before the closure of adjacent sealing zones. After the solution has solidified, a hardening solution is supplied inside the obtained rectangular contours, and the injectors inside the circuits are staggered.
При инъектировании по периферии укрепляемого участка и по периферии частей прямоугольной формы в качестве твердеющего раствора можно использовать песчано-цементную смесь.When injecting around the periphery of the reinforced area and around the periphery of the rectangular parts, a sand-cement mixture can be used as a hardening mortar.
При инъектировании по периферии укрепляемого участка и по периферии частей прямоугольной формы в качестве твердеющего раствора также можно использовать силикат натрия (жидкое стекло).When injected around the periphery of the area to be strengthened and around the periphery of the rectangular parts, sodium silicate (water glass) can also be used as a hardening solution.
Такая последовательность операций обеспечивает получение уплотненной структуры основания фундамента из двух разномодульных материалов, чередующихся по месту положения в пространстве, что приводит к повышению коэффициента затухания сейсмических колебаний.This sequence of operations provides a compacted structure of the base of the foundation of two different-modular materials, alternating in place in space, which leads to an increase in the damping coefficient of seismic vibrations.
Разбивка укрепляемого участка на части прямоугольной формы обеспечивает гашение колебаний за счет того, что сейсмическая волна, проходя через такую среду неоднократно преломляется и отражается - сначала от стенок наружного контура каждой прямоугольной части, а затем - внутри каждой части.The breakdown of the reinforced section into rectangular parts ensures damping due to the fact that a seismic wave passing through such a medium is repeatedly refracted and reflected - first from the walls of the outer contour of each rectangular part, and then inside each part.
Внутри каждой прямоугольной части в результате техногенного воздействия коренным образом изменяются состав и свойства грунтового основания. Условно однородный грунтовый материал превращается в композит, содержащий, по крайней мере, два материала с совершенно различными свойствами - природный грунт и включения затвердевшего раствора. Жесткость полученного композита будет зависеть от количества закачиваемого твердеющего раствора, т.е. будет определяться величиной конечного давления нагнетаемой смеси в уплотняемом месте грунта. Существенным ограничением при этом является порог давления инъектирования, который может оказаться недостаточным для достижения требуемого уплотнения грунта основания. Установлено, что грунт может уплотняться лишь до некоторого предела, после которого дальнейшее нагнетание раствора приводит к гидроразрыву. Дальнейшее нагнетание раствора не вызовет возрастания давления, поскольку раствор неконтролируемым образом вытекает через вновь образованные трещины и грунт после гидроразрыва становится менее уплотненным. Разбивка укрепляемой площадки на части прямоугольной формы и предварительное укрепление каждой полученной части по контуру позволяет предотвратить неконтролируемое вытекание раствора за пределы зоны уплотнения, нагнетать большое количество раствора с более высоким давлением и достичь после затвердевания раствора более высоких деформационных и прочностных показателей основания, что также приводит к уменьшению сейсмичности укрепляемой площадки строительства.Inside each rectangular part, as a result of anthropogenic impact, the composition and properties of the soil base radically change. Conditionally homogeneous soil material turns into a composite containing at least two materials with completely different properties - natural soil and the inclusion of a hardened solution. The stiffness of the resulting composite will depend on the amount of injected hardening solution, i.e. will be determined by the value of the final pressure of the injected mixture in the soil being compacted. A significant limitation is the injection pressure threshold, which may not be sufficient to achieve the required compaction of the base soil. It was found that the soil can be compacted only to a certain limit, after which further injection of the solution leads to hydraulic fracturing. Further injection of the solution will not cause an increase in pressure, since the solution uncontrolledly flows through the newly formed cracks and the soil after hydraulic fracturing becomes less compacted. The breakdown of the reinforced area into rectangular parts and the preliminary strengthening of each obtained part along the contour prevents the uncontrolled leakage of the solution outside the seal zone, injects a large amount of the solution with higher pressure and, after the solution has hardened, achieve higher deformation and strength characteristics of the base, which also leads to reduce the seismicity of the reinforced construction site.
Гашение колебаний внутри прямоугольных частей достигается тем, что полученная структура основания твердых включений с неправильной поверхностью затвердевшего раствора и уплотненного грунта чередуется в шахматном порядке. Сейсмическая волна, проходя через такую среду неоднократно преломляется и отражается. За счет внутреннего трения на контактах частиц она эффективно рассеивается и поглощается, выделяясь в виде тепла.The damping of vibrations inside the rectangular parts is achieved by the fact that the resulting structure of the base of solid inclusions with the wrong surface of the hardened mortar and compacted soil alternates in a checkerboard pattern. A seismic wave passing through such a medium is repeatedly refracted and reflected. Due to internal friction at the contacts of the particles, it is effectively dispersed and absorbed, being released in the form of heat.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на чертеже представлена схема размещения инъекторов для подачи твердеющего раствора.The invention is illustrated by drawings, where the drawing shows the layout of the injectors for supplying a hardening solution.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
По периметру укрепляемого участка устанавливают инъекторы 1, разбивают укрепляемый участок на равные части прямоугольной формы и по их периметру также устанавливают инъекторы 1, подают твердеющий раствор по периферии укрепляемого участка, а затем по по периферии каждой части прямоугольной формы. Процесс продолжают до тех пор, пока соседние зоны уплотнения 2 не сомкнутся друг с другом. При этом образуются зоны по виду близкие к цилиндрическим, которые после затвердевания образуют надежную противофильтрационную завесу, способную противостоять внутриконтурному давлению во время инъектирования твердеющего раствора внутри полученных контуров. После формирования завесы осуществляют подачу твердеющего раствора внутри полученных контуров прямоугольной формы через инъекторы 3, установленные в шахматном порядке.Injectors 1 are installed along the perimeter of the reinforced section, the reinforced section is divided into equal parts of a rectangular shape and injectors 1 are also installed along their perimeter, a hardening solution is supplied along the periphery of the reinforced section, and then along the periphery of each rectangular part. The process is continued until the adjacent zones of the
Уплотнение грунта, заключенного внутри контуров, осуществляют последовательным инъектированием раствора в каждую заранее намеченную точку под большим давлением. Внутриконтурное давление при использовании предлагаемого способа ограничено лишь возможностями нагнетающего раствор насоса и может достигать значений до 20 атм.Compaction of the soil enclosed within the contours is carried out by sequential injection of the solution into each pre-designated point under high pressure. The in-circuit pressure when using the proposed method is limited only by the capabilities of the pump forcing the solution and can reach values of up to 20 atm.
В зависимости от технических возможностей и свойств укрепляемого грунта основания при, инъектировании по периферии укрепляемого участка и по периферии частей прямоугольной формы в качестве твердеющего раствора можно использовать песчано-цементную смесь или силикат натрия (жидкое стекло).Depending on the technical capabilities and properties of the reinforced soil of the base, when injecting around the periphery of the fortified area and around the periphery of the rectangular parts, a sand-cement mixture or sodium silicate (water glass) can be used as a hardening mortar.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144983/03A RU2487976C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Method to strengthen foundation bases in seismically dangerous areas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144983/03A RU2487976C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Method to strengthen foundation bases in seismically dangerous areas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011144983A RU2011144983A (en) | 2013-05-20 |
| RU2487976C1 true RU2487976C1 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48788741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011144983/03A RU2487976C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Method to strengthen foundation bases in seismically dangerous areas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2487976C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1307040A1 (en) * | 1985-06-12 | 1987-04-30 | Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова | Method of constructing foundation on sagging loess soil |
| EP0264998A1 (en) * | 1986-10-06 | 1988-04-27 | Ballast-Nedam Groep N.V. | Method of manufacturing a foundation |
| RU2204650C1 (en) * | 2002-07-12 | 2003-05-20 | Лобов Олег Иванович | Process of consolidation of water-saturated ground in foundations of buildings and structures |
| RU2275473C1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-04-27 | Виктор Иванович Осипов | Tilted building straightening method |
| RU2324788C2 (en) * | 2006-04-05 | 2008-05-20 | Виктор Иванович Осипов | Method of compressing soil and device for its implementation |
| RU2379419C2 (en) * | 2007-11-27 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью промышленно-строительная компания "Фундамент" | Method of increasing bearing strength of piling |
-
2011
- 2011-11-07 RU RU2011144983/03A patent/RU2487976C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1307040A1 (en) * | 1985-06-12 | 1987-04-30 | Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова | Method of constructing foundation on sagging loess soil |
| EP0264998A1 (en) * | 1986-10-06 | 1988-04-27 | Ballast-Nedam Groep N.V. | Method of manufacturing a foundation |
| RU2204650C1 (en) * | 2002-07-12 | 2003-05-20 | Лобов Олег Иванович | Process of consolidation of water-saturated ground in foundations of buildings and structures |
| RU2275473C1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-04-27 | Виктор Иванович Осипов | Tilted building straightening method |
| RU2324788C2 (en) * | 2006-04-05 | 2008-05-20 | Виктор Иванович Осипов | Method of compressing soil and device for its implementation |
| RU2379419C2 (en) * | 2007-11-27 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью промышленно-строительная компания "Фундамент" | Method of increasing bearing strength of piling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011144983A (en) | 2013-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2379419C2 (en) | Method of increasing bearing strength of piling | |
| CN102900079A (en) | High-frequency hydraulic vibratory construction method for cement-soil core-inserted combined pile | |
| RU2439246C1 (en) | Method of soil reinforcement | |
| CN101736738A (en) | Pressure resistance and pull-out resistance grouted gravel pile | |
| CN108411889A (en) | A kind of cementing broken stone pile of structuring and its construction method | |
| CN104878778B (en) | The seismic reinforcing structure of underground structure and method | |
| CN106368219A (en) | Supporting reinforcing structure of deep foundation pit and construction method | |
| CN108797578A (en) | Crushed stone grouting pile and its construction method with classification enlarged footing | |
| CN110397091A (en) | Ancient building shock insulation barrier | |
| CN109989756A (en) | The control method of the routed sand of thick surface soil thin bedrock bored shaft gushing water | |
| RU2487976C1 (en) | Method to strengthen foundation bases in seismically dangerous areas | |
| RU121274U1 (en) | ARTIFICIAL REINFORCED BASIS FOR ESTABLISHED OR RECONSTRUCTED BUILDING | |
| RU2685607C1 (en) | Method for safe undermining of ground objects by an underground structure in complex engineering-geological conditions | |
| CN116397652A (en) | Intelligent grouting construction method and construction equipment for building raft foundation | |
| CN108643170A (en) | A kind of shock-isolating pile made of fine and its making and construction method based on foam core wave resistance pipe | |
| JP2011157804A (en) | Sand ground improvement method and apparatus used for the same | |
| CN202430728U (en) | Water blocking equipment for water bursting control | |
| RU2473738C1 (en) | Method to erect bearing underground base | |
| CN103015438A (en) | Collapsible loess subgrade landslide treatment method | |
| RU2275470C1 (en) | Method of floating pile load-bearing capacity increase | |
| JP6546720B2 (en) | Liquefaction countermeasure method by ground consolidation using injection method | |
| CN211773563U (en) | Pile foundation structure | |
| RU2298614C1 (en) | Method for building or building structure protection against vibration | |
| CN204875851U (en) | Underground structure's antidetonation reinforced structure | |
| CN104988900B (en) | A kind of method of explosion drainage sunk well liquefied foundation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181108 |