Закріплення грунтів і основ фундаменту

Завдання.

Якщо під вашим будівельним об’єктом сталося осідання грунту, піднявся максимально допустимий рівень грунтових вод, в фундаменті видно тріщини і сліди руйнування, поруч проводилися підземні будівельні роботи або ви плануєте надбудовувати додаткові поверхи – необхідно провести обстеження фундаменту і, при необхідності, його посилити.

Утворення тріщин в стінах через прогин перемичок

Утворення тріщин через вплив на конструкцію перекриття підвищених навантажень

Тріщини, розширені зверху, зазвичай утворюються від осідання фундаментів з боку тріщини, розширені знизу від осідання середній частині будинку.

Будівництво нової будівлі в безпосередній близькості від існуючого без розробки особливих заходів, спрямованих на зниження впливу на роботу грунту під існуючими фундаментами, додаткової навантаженням від будівлі,яке знову зводиться.

Рішення.

Щоб мінімізувати ризики руйнування фундаменту і, як наслідок – всієї будівлі, важливо своєчасно провести його посилення. Дані роботи виконуються кількома методами, які умовно можна розділити на «традиційні» і «інноваційні».

До традиційних відносяться:

1. Розширення фундаменту – зміцнення відбувається за рахунок збільшення площі опори і, таким чином, зниження питомої навантаження основи фундаменту на грунт.
2. Поглиблення фундаменту – зміцнення відбувається за рахунок посилення грунту основи фундаменту цегляною кладкою, бетоном або залізобетоном.
3. Установка додаткових опор – зміцнення фундаменту відбувається за рахунок розподіл несучої навантаження на нові додаткові опори.
4. Заливка бетоном по периметру фундаменту (здійснюється за допомогою установки армуючої сітки і її подальшої заливки бетоном) і деякі інші.

Всі вони мають ряд суттєвих недоліків, серед яких висока вартість проведення робіт і складність їх реалізації.

Інноваційні методи:

Ми виконуємо посилення двома сучасними методами ін’єктуванням фундаменту спеціальними будівельними сумішами або установкою паль. Перша технологія виправдана в тих випадках, коли знос фундаменту не критичний, а друга – коли основа об’єкта знаходиться в аварійному, близькому до руйнування стані. Вибір технології прямо залежить від поточного стану фундаменту і визначається експертом після проведення обстеження. Посилення фундаменту даними методами підходить для споруджуваних, реконструйованих і експлуатованих будівель, а також практично для всіх типів фундаментів – стрічкового, стовпчастого і плитного фундаментів.

Проектування.

Розробку проектів посилення грунтів основ методом »Геокомпозіт» здійснюють, по об’ємно-планувальної схемою проекту, встановлюються параметри посилення грунтів масиву: кількість точок, відстань між ними, глибина ін’єктування і обсяги нагнітання в залежності від мети робіт і фізико-механічних властивостей масиву грунту. Основи будівель і споруд, що підсилюються методом «Геокомпозіт», розраховуються відповідно до вимог СНиП 2.02.01-83 «Основи будівель і споруд», посібники з проектування основ будинків і споруд (до СНіП 2.02.01-83) та інших нормативних документів. У розрахунках враховуються фактичні зміни фізико-механічних властивостей ґрунтів основ, посилених методом «Геокомпозіт».

Полягає в ін’єктування в основу просідають або руйнуються фундаментів спеціальними гелеокомпозітамі «MONOLIT» через свердловини малих діаметрів (від 15 до50 мм) під тиском від (0.4 до 1,1 Мпа), в результаті чого відбувається армування масиву в радіусі 0,3-0,6 метра від ін’єктора в процесі нагнітання ін’єкційних складів, формуючи жорсткий армуючий каркас, що забезпечує стійкість споруд.
Ін’єктори не витягаються, виконуючи функцію мікросвая-анкер передаючи навантаження на розташовані нижче щільні шари грунту з додатковою несучою здатністю. Таким чином, в результаті ін’єкційних робіт формується нова система «фундамент + мікропалі + укріплений грунт» являє собою нове природно-техногенне творіння, яке, володіючи високим ступенем жорсткості і хаотичною структурою з високими несучими характеристиками, нагадує корінь дерева, де свердловина інжектор – стовбур, в якій тілом є стисла грунт, а скелетом – затвердити розчин.

Технологія посилення грунтового масиву Створення «геокомпозітов» в основі будівель і споруд здійснюється шляхом формування «елементарної комірки», яка є основою об’ємно-планувальної схеми посилення грунтового масиву. Об’ємно-планувальна схема розробляється спеціалізованою проектною організацією і визначається як видом споруди, так і інженерно-геологічними умовами майданчика будівництва. Поінтервального ін’єктування ущільнюючого розчину виконується на задану проектом глибину зони, яка зміцнюється .

Застосовується при:

1. Незначних пошкодженнях фундаменту, наприклад, при виникненні в основі неконструктивних тріщин, пустот і пір.
2. При збільшенні несучої навантаження на фундамент.
3. При штатному зносі фундаменту під дією часу.
4. При необхідності закріпити «текучий» грунт.

Даний метод допомагає усунути порожнини в основі, а також збільшити несучу здатність – після ін’єктування «розрізнені» частини фундаменту зв’язуються, підвищуючи міцність на стиск, що прилягає до основи грунт монолітиться, а опорна площа фундаменту стає більше.

Технологія передбачає:

1. Посилення основи аварійних споруд.
2. Підвищення несучих здібностей грунтів основ при реконструкції та надбудови додаткових поверхів.
3. Зміцнення основ пам’ятників архітектури.
4. Посилення основ при поглибленні фундаментів, а також при будівництві підвальних приміщень або заглибленням існуючих, виникає необхідність перенесення підошви фундаментів на глибші, більш міцні шари основи.
5. Посилення грунтових масивів вздовж колекторів водопостачання і каналізації для збереження споруд, які знаходяться на незначній відстані.
6. Закріплення схилів для попередження зсувів і руйнування, а також збільшення кута схилів.
7. Заповнення порожнини в щілинах бутових фундаментів.
8. Підготовка основ для нового будівництва.
9. Ремонт насипний дамби водосховищ і посилення основи берегової опори мостів.
10. Гідроізоляцію підземних споруд метрополітенів, вугільних шахт, а також зупинки їх просідання і руйнувань кріплення.
11. Пристрій гідроізоляційних екранів навколо і в межах плану будівлі на заданій глибині від поверхні землі.
12. Підвищення несучої здатності слабких грунтів при зведенні портових споруд (причальні стінки, пірси і ін.).
13. Зміцнення масивів насипних гребель, дамб обвалування.

Закріплення рухомих слабких грунтів

Пристрій фундаментів на мікропалі

Пристрій ін’єкційних мікропаль через тіло фундаменту

У пробурені свердловини встановлюють мікропалі (мікропалі товстостінні перфоровані металеві труби Ø 40-50 мм) через які провадиться нагнітання цементно-полімерних складів під тиском до 3-3.5 Атм.

Після закінчення ін’єкційних робіт мікропалі залишаються в тілі конструктиву. Утворюючи несучу (мікропалі-анкер).

Таким чином, маємо посилення за рахунок перерозподілу навантажень на палі і ущільнення основ фундаменту.

Для хімічного закріплення (силікатизація, смолізация) склади підбираються на основі геологічних складів відібрані при геологічних відборах проб.

Грунтові умови.

Метод «Геокомпозіт» можна використовувати для будь-яких типів грунтів, як природного, так і техногенного (насипні ґрунти, будівельне сміття і культурні відкладення) походження, а також в заторфованних грунтах і мулах. Наявність грунтових вод не є протипоказанням до застосування методу. Типи фундаментів Використання методу «Геокомпозіт» можливо для будь-яких типів фундаментів: плитних, стрічкових, стовпчастих, а також і пальових фундаментів, при необхідності підвищення несучої здатності паль.

Види розчинів для ін’єктування.

Існує кілька видів розчинів:

• Рідкі розчини: їх проникаюча здатність залежить від в’язкості і зміни в’язкості з плином часу.
• Cуспензіі: крім в’язкості, ці розчини мають структурної в’язкістю або когезией, що обмежує радіус їх дії. Розмір пустот або пор, які можуть заповнюватися цими розчинами, залежить від зерна суспензії. Зазвичай вважається, співвідношення між розміром порожнечі і розміром зерна в суспензії повинно бути не менше 1: 3. Стабільність суспензії (зневоднення, напірна фільтрація) є важливим параметром розчину. Нестабільний розчин поводиться так само, як гідрозакладки, з якої вода, що забезпечує рухливість суміші, поступово просочується в грунт.
• Тампонажні розчини: мають високу структурну в’язкість і використовуються для заповнення великих порожнеч і порожнин або для ін’єктування, де ставиться завдання зміщення грунту, напр., Укріплення або компенсує ін’єктування.

Проникаюча здатність розчину в порівнянні з проникністю грунту показана на схемі нижче:

Об’єм розчину для ін’єктування основних типів грунтів.

У Таблиці 1 наведено орієнтовний відсоток обсягу розчину в залежності від типу грунту коефіцієнта фільтрації і його складу обробки.

Переваги методу:

1. Ущільнюючий розчин «MONOLIT» при нагнітанні під тиском має високу виборчої здатністю, що призводить до зміцнення найбільш слабких зон грунтового масиву, створюючи, таким чином, міцний однорідний масив з високою несучою здатністю і жорсткістю при мінімальних витратах.
2. Низька собівартість проведення технологічних робіт при високій мобільності та ефективності.
3. За економічними показниками він перевершує влаштування пальових основ (дешевше в 1,5-2 рази).
4. Відсутність необхідності використовувати важке ударне обладнання, що викликає динамічні навантаження.
5. Можливість використання всередині приміщень аварійних і реконструйованих будівель і споруд легкого сучасного обладнання, яке дозволяє проводити посилення основ практично в будь-яких приміщеннях без порушення стану і цілісності приміщення.
6. Роботу можна виконувати в умовах високого становища рівня грунтових вод без їх водозниження.
7. Технологія особливо добре підходить для заміських будинків, так як не вимагає громіздких механізмів, важкого транспорту, різні елементи Вашої ділянки – доріжки, посадки і т.д. – залишаються в повній цілості.

Контроль якості робіт

Перевірка якості посилених грунтів основ проводиться з підвальних приміщень методами статичного або динамічного зондування (по ГОСТ 19912-2001; СНиП 3.02.01-87). Проводяться натурні вимірювання деформацій земної поверхні (СНіП2.02.01-83 * п. 1,6; ГОСТ 24846-81).

За даними польових випробувань грунтів зондуванням (до і після зміцнення) проводиться кількісна оцінка фізико-механічних властивостей ґрунтів (щільності, модуля деформації, кута внутрішнього тертя, і зчеплення) і оцінюється їх відповідність вимогам проекту зміцнення ґрунтів.

За даними натурних вимірювань деформацій земної поверхні визначається фактична величина осад, яка зіставляється з граничними значеннями відповідно до вимог СНиП, 2.02.01-83 *, додаток 4.

Результати 20 штампова випробувань, проведених на різних об’єктах показали, що модуль загальної деформації посилених грунтів збільшується в 2-3 рази, а граничний опір грунту – в 2,5-3,5 рази. За результатами випробування паль їх несуча здатність, завдяки застосуванню методу «Геокомпозіт», була підвищена з 36 до 72-78 тонн. Спостереження за опадами будівель (протягом двох років) показують відсутність нерівномірних осад, а потім повну їх стабілізацію.