Архитектура Усиление фундаментов сваями

Рубрика (тематическая категория)

Архитектура

При степени износа фундаментов,превышающих 50 %, и увеличении нагрузок за счёт надстройки этажей усиление фундаментов цел?есообразно производить методом устройства буронабивных и корневидных свай. Этот весьма прогрессивный метод позволяет провести повышение несущей способности фундаментов с минимальными трудозатратами и предельным сокращением объёмов земляных работ.

Ненарушенные структуры грунта позволяют максимально использовать их физико-механические характеристики. Учитывая зависимость отхарактера залегающих под подошвой фундамента грунтов сваи могут работать как сваи-стойки при опирании устья скважины на плотные грунты и сваи висячие, когда основная нагрузка воспринимается силами трения поверхности свай о грунт.

Бурение скважин производится бурильными станками колонкового типа, что позволяет выбуривать отверстия в усиливаемых фундаментах под различным углом наклона. Куст наклонных забетонированных скважин носит название корневидных свай (рис. 6.16,а ).

Рис. 6.16. Схема усиления фундаментов а -корневидными сваями? 1 - усиляемый фундамент; 2 - стена; 3 -корневидные сваи; 4 -плотные грунты; б -технологическая последовательность выполнения работ? I - бурение скважин; II - армирование; III - бетонирование скважины с извлечением обсадной трубы; IV - готовая свая; 1 - рабочий орган буровой машины; 2 - обсадная труба; 3 - арматурный каркас; 4 -бетонная смесь

При использовании бурового оборудования в слабых и неустойчивых грунтах, а также при значительной глубин?е заложения свай используются обсадные трубы, предохраняющие стенки скважин от обрушения, а также бурение под слоем бентонитового раствора.


Технологический процесс устройства буронабивных свай приведен на рис. 6.16,б. Он включает четыре этапа? бурение скважин с установкой обсадных труб на заданную глубину и под требуемым наклоном; армирование скважин каркасом (как правило, цилиндрической формы); подачу, укладку и уплотнение бетона при одновременном извлечении по мере бетонирования обсадных труб; обустройство оголовка монолитной сваи.

Наибольшее распространение получила технология усиления фундаментов зданий буроинъекционными сваями. ??? представляют из себяразновидность буронабивных свай, имеют малый диаметр (50-250мм) и большую длину (до 40 м).

При устройстве таких свай пластичную мелкозернистую бетонную смесь инъецируют под давлением 0,2-0,3 МПа в скважину с предварительно установленной арматурой. После заполнения скважины бетонной смесью ее устье тампонируют и опрессовывают, создавая избыточное давление растворонасосом или сжатым воздухом.

При усилении фундаментов жилых зданий буроинъекционными сваями их длина существенно сокращается, а технология раздел?ена на несколько стадий (рис. 6.17).

Рис. 6.17. Технологическая схема усиления фундаментов буроинъекционными сваями I - бурение скважины в тел?е фундамента; II - нагнетание тампонажного раствора; III -повторное бурение; IV -установка армокаркасов и нагнетание цементно-песчаной смеси; 1 -фундамент; 2 - буровой станок; 3 - бур; 4 -инъекция тампонажного раствора; 5 -зона укрепления фундамента; 6 - инъектор; 7 - армокаркас; 8 -установка для инъецирования;9 – ростверк сваи

На первой стадии осуществляется выбуривание наклонной скважины в тел?е фундамента на глубину, не превышающую заглубление 0,5 м. Далее осуществляется цементация фундамента под давлением0,1-0,2 МПа с целью повышения его монолитности и ликвидации расслоения в швах.После набора прочности 0,2-0,3 МПа производится повторное выбуривание данной скважины, но на глубину, превышающую заложение фундамента. Далее погружается арматурный каркас и производится нагнетание цементно-песчаного раствора или мелкозернистой бетонной смеси с дальнейшей опрессовкой.

В результате многостадийной технологии обеспечивается повышение физико-механических характеристик кладки фундамента? а за счёт создания свай достигается значительный прирост несущей способности фундамента в целом.

Для производства работ используются мобильные бурильные станки колонкового бурения с перфораторами.

Скважины выбуривают станками вращательного бурения СБА-500, которые производят бурение скважин через фундаменты, полы и другие конструктивные элементы под любым углом наклона.Малые габариты станка, отсутствие вибрации и ударов позволяют успешно использовать его в стесненных условиях реконструируемых зданий.

Технологический цикл устройства буроинъекционных свай включает? подготовку площадки; разметку мест бурения;устройство скважин первой стадии; тампонирование тела фундамента. После технологического перерыва в 2-3 дня, связанного с набором прочности тампонажного раствора, производят вторичное бурение на проектную глубину,превышающую глубину заложения фундаментов. Далее производят армирование и нагнетание бетонной смеси с последующей опрессовкой. При наличии слабых грунтов и большой глубин?е скважин используют обсадные трубы.

Малые габариты бурильной установки позволяют выполнять работы как с фасадной стороны здания, так и из подвальных помещений. Это обстоятельство существенно снижает материалоемкость и трудоемкость работ. Использование коронок с алмазным покрытием позволяет существенно ускорить цикл бурения.

Качество производства работ контролируется пооперационно? контроль ведется при разметке мест бурения,установлении угла наклона, глубины бурения. При тампонировании скважин проверяются качество тампонажного раствора, рабочее давление, расход материала.Дальнейшее бурение скважин требует оценки характера и глубины залегающих грунтов, что определяется по выбранным кернам. Устойчивость скважин обеспечивается установкой обсадных труб или бурением под слоем глинистого раствора при наличии грунтовых вод.

Особое место в пооперационном контроле отводится качеству бетонной смеси, ее технологическим и физико-механическим свойствам, характеру армирования и точности установки армокаркасов в проектное положение, соблюдению тепловлажностного режима твердения бетона. Все контролируемые параметры отражаются в материалах технологических карт и проекте производства работ.

Для уточнения несущей способности свай осуществляют контрольное бурение с заданными параметрами.Результаты испытания контрольных свай позволяют внести коррективы в конструктивное решение по усилению фундаментов.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями наиболее эффективно в условиях слабых грунтов. Принимая модель в виде тонких и относительно длинных изгибаемых строений, находящихся в упругом полупространстве, их устойчивость для лин?ейно деформируемой среды оценивается под действием нагрузок. Длинная и гибкая свая-стойка может деформироваться вследствие выпучивания. Под действием силы потеря устойчивости достигается при изгибе по нескольким полуволнам. Для определ?ения критической силы К. Терцаги предложил зависимость следующего вида? где т - число полуволн синусоиды, по которой свая изгибается в грунте; r - радиус сечения сваи; EJ - изгибная жесткость сваи.

Число полуволн определяется из уравнения где l - длина сваи; K - горизонтальный коэффициент постели.

Изгибающий момент в центрально нагруженной свае должна быть оценен зависимостью Мизг = P a / ( 1- Р/Ркр ) ,здесь Р -нагрузка на сваю; Ркр - критическая сила, вызывающая потерю устойчивости сваи; a - коэффициент кривизны, определяемый как отношение прогиба и длины сваи.

В практике усиления фундаментов,как правило, используются ложные сваи, которые рассчитываются по деформированной схеме. С учетом граничных условий по заделке оголовка сваи и на нижнем конце, опирающемся в плотные слои грунтов, А.Г. Шашкиным разработаны расчетные модели, которые приближаются к реальным условиям работы. Установлено,что потеря устойчивости свай невозможна, поскольку необходимая для этого критическая сила в 10 раз превышает несущую способность свай по грунту.Максимальные изгибающие моменты возникают в месте заделки головы сваи в тел?е фундамента?что требует при производстве работ дополнительного инъецирования этой зоны.

На рис. 6.18 приведены расчетные и экспериментальные данные по осадке наклонных свай, которые свидетельствуют о достаточно высокой степени адекватности результатов.

Рис. 6. 18 а - графики осадки наклонных свай по экспериментальным (1 ) и расчетным данным (2 ); б - схемы деформирования свай при критической нагрузке Р

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что использование буроинъекционных свай является одной из эффективных технологий усиления фундаментов жилых и исторически значимых зданий. ??? применяются для восстановления бутовых и кирпичных фундаментов старой постройки с основанием на деревянных лежнях и сваях, которые при длительной эксплуатации утратили несущую способность.

Усиление основания и фундаментов буроинъекционными сваями костела Св. Екатерины в С.-Петербурге потребовало более 1200 свай в веерном расположении и опиранием на относительно прочную толщу песчаных грунтов. Дополнительная опрессовка свай позволила увеличить их диаметр на 10-15 %, уплотнить прилегающие слои грунта? тем самым повысить несущую способность.

Подобной технологией осуществляется усиление фундаментов жилых зданий ранней постройки в условиях слабых водонасыщенных грунтов с потерей несущей способности деревянных свай и лежней (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Усиление фундаментов жилого здания буроинъекционными сваями 1 - фундаменты; 2 - лежни из дубовых бревен; 3 -деревянные сваи; 4 -буроинъекционные сваи; 5 -зона плотных грунтов

Устройство буроинъекционных свай осуществляется как с внешней стороны здания, так и с уровня первого этажа. При этом глубина свай принимается из условия их опирания в плотные слои грунта.

Буроинъекционные сваи выполняют армированными из отдельных стержней диаметром до 25 мм класса А400 при их сечении от 93 до 135 мм и арматурными каркасами с рабочей арматурой из 4стержней диаметром 16-18 мм из стали класса А400. При сечении свай 150- 200 мм используются мелкозернистые высокоподвижные бетонные смеси класса бетона не ниже В15.

Усиление фундаментов сваями - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Усиление фундаментов сваями" 2014, 2015.

По материалам сайта: http://referatwork.ru