Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Основания и фундаменты

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
13.11.2023
Размер:
23.81 Mб
Скачать

§ 7. Проектирование фундаментов на основаниях, используемых по методу IV

261

ментных работ после протаивания и уплотнения основа­ ния.

Пучинистые грунты должны быть предохранены от замерзания и при эксплуатации сооружения, что может иметь место, например, под неотапливаемыми помеще­ ниями, в частности под холодными тамбурами.

Для уплотнения (или закрепления) грунтов после предпостроечного протаивания могут применяться водопонижение, грунтовые сваи и другие способы, ука­ занные в гл. 1 0 .

В пределах оттаявшей зоны грунты оказываются водонасыщенными, и при сезонных колебаниях нулевой изотермической поверхности грунтовая вода становится напорной, поэтому рекомендуется принимать меры к понижению уровня воды под сооружением путем орга­ низации стока и устройства пассивных дренажных ко­ лодцев.

Оттаивание грунтов может производиться следую­

щими способами [3,

7,

11 и 14]:

солнечной радиа­

1

)

радиационным (использование

ции);

)

»

 

(дождевание,

фильтрационно­

2

гидравлическим

дренажный способ,

гидроиглы);

 

3)паровым (паровые иглы со свободным выходом пара или циркуляционные);

4)электрическим (трехфазным током с напряжением

380 в, током высокого напряжения и токами высокой частоты);

5) химическим (использование экзотермических ре­ акций).

ЛИТЕРАТУРА

1. В я л о в С. С. Реологические свойства и несущая способность мерзлых грунтов. Изд. АН СССР, 1959.

2. Г о л о в к о М. Д. Метод расчета чаши протаи­ вания в основаниях зданий, возводимых на многолетне­ мерзлых грунтах. Всесоюзный н.-и. ин-т транспортного строительства. Сообщение № 141, 1958.

3. Г о л ь д м а н В. Г. Дренажный способ оттайки пород при разработке россыпей. Магадан, ВНИИ-1. 1956; Оттайка вечномерзлых грунтов дождеванием обо­

ротной

водой. Магадан,

ВНИИ-1, 1956.

4.

Д а л м а т о в

Б. И. Воздействие морозного

пучения грунтов на фундаменты сооружений. Госстройиздат, 1957.

5. Д о к у ч а е в В. В. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Госстройиздат, 1963,

6 . Е г е р е в К. Е. Расчет железобетонных рамных фундаментов и каркасов при неравномерной осадке опор.

Изд. АН СССР,

1958.

7. Ж У к о в

Е. Ф. Предпостроечное протаивание

многолетнемерзлых грунтов пород при возведении на них сооружений. Изд. АН СССР, 1958.

8 . К и с е л е в М. Ф. К расчету осадок фундаментов на оттаивающих грунтах-основаниях. Госстройиздат, 1957.

9. Материалы по лабораторным исследованиям мерз­ лых грунтов АН СССР. Сборники 1, 1953; 2, 1954; 3, 1957.

10. Материалы VII междуведомственного совещания по мерзлотоведению. Труды секции механики мерзлых грунтов и труды секции инженерного мерзлотоведения. Изд. АН СССР, 1959.

11.Основы геокриологии, ч. I и II. Изд. АН СССР,

1959.

12.Планировка и застройка населенных мест Край­ него Севера. Госстройиздат, 1959.

13. С а л т ы к о в Н.

И. Основания и фундаменты

в районе

распространения

многолетнемерзлых грунтов.

Изд. АН

СССР, 1959.

 

14.Технические условия проектирования оснований

ифундаментов иа вечномерзлых грунтах. СН 91—60, 1960.

15.Труды совещания по рациональным методам фундаментостроения на вечномерзлых грунтах. Госстрой­ издат, 1959.

16.Указания по проектированию и строительству малоиагруженных фундаментов на пучинистых грунтах.

М„ 1963.

17. Указания по проектированию оснований и фун­ даментов для южной зоны распространения вечномерзлых грунтов. 1962.

18. Указания по проектированию и устройству свайных фундаментов иа вечномерзлых грунтах. РСН 14—62. Госстрой РСФСР. 1962.

19.У ш к а л о в В. П. Исследование работы протаи­ вающих оснований и их расчет по предельным деформа­ циям сооружений. Изд. АН СССР, 1962.

20.Ц ы т о в и ч Н. А. Основания и фундаменты на мерзлых грунтах. Изд. АН СССР, 1959.

Г Л А В А С Е М Н А Д Ц А Т А Я

УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИИ И ФУНДАМЕНТОВ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Усиление оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений производится в следующих случаях:

1. При реконструкции сооружения, когда вследствие надстройки его или увеличения нагрузок на него давле­ ние на фундаменты возрастает и несущая способность основания, на котором они покоятся, становится недо­ статочной.

2.В случаях расстройства существующих оснований

ифундаментов, например при вымывании грунта из-под подошвы фундаментов, при просадке лёссовидных грунтов

врезультате случайного замачивания, при загнивании верхушек деревянных свай и деревянного ростверка.

Последний случай часто имеет место в городах, когда при прокладке водопровода, канализации, ливнестоков, дренажа и сооружений метрополитена уровень грунтовых вод понижается и верхняя часть деревянного свайного фундамента оказывается в сухом грунте.

3. При откопке глубоких котлованов внутри или в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений. Это имеет место тогда, когда в существую­ щих цехах приходится закладывать ниже подошвы фунда­ ментов стен зданий этих цехов фундаменты под вновь устанавливаемое мощное оборудование — молоты, прессы; сооружать шахты для закалочных баков; прокладывать около зданий и сооружений ниже подошвы фундаментов траншеи для устройства тоннелей метро, водопровода

иканализации и т. п.

4.При разрушении самих фундаментов.

5.Для устранения ошибок, допущенных в проекте или при производстве работ (неправильный учет несущей способности основания, нарушение технических условий на выполнение работ).

6 . С целью уменьшения амплитуд вибрации фунда­

ментов и

конструкций, поддерживающих

машины.

Проект усиления фундаментов составляется на основе

следующих

данных:

 

1 ) материалов, характеризующих геологические и гидрогеологические условия площадки в месте рас­ положения усиливаемых фундаментов; если материалы инженерно-геологических изысканий, сохранившиеся в архивах, окажутся недостаточными, необходимо произ­ вести новые исследования грунтов в непосредственной близости к . усиливаемым фундаментам;

2 ) чертежей существующих фундаментов и данных о нагрузках, действующих на них;

3) результатов обследования шурфов, заложенных до подошвы фундаментов в наиболее характерных точках сооружения; в число материалов обследования должны входить разрезы шурфов, план расположения и акты их освидетельствования, в которых должна быть указана конструкция вскрытых фундаментов и охарактеризовано их состояние;

4) данных, характеризующих состояние самого со­ оружения и результатов наблюдений за трещинами в элементах сооружения и за осадками фундаментов;

5) данных, характеризующих дополнительные на­ грузки на сооружение и распределение их по отдельным фундаментам;

6 ) сведений о типе и глубине заложения фундаментов сооружений, смежных с сооружениями, фундаменты которых усиливаются.

При решении вопроса о необходимости усиления оснований и фундаментов следует учитывать, что под нагрузкой от сооружения грунты основания сжимаются тем больше, чем старше сооружение.

Правила СНиП П-Б.1-62, п. 5.13 указывают, что «Нормативные давления на грунты основания под су­ ществующими фундаментами принимаются (при над­ стройке или реконструкции зданий, изменении нагрузок на перекрытие, повышении грузоподъемности кранов и т. п.) в соответствии с состоянием плотности'и влаж­ ности грунтов под фундаментами, которые будут выяв­ лены при их дополнительном исследовании, проводимом в связи с изменением нагрузок на фундаменты.

П р и м е ч а н и е , Вопрос о дополнительных мероприя­ тиях по усилению фундаментов в связи с изменением действующих иа них нагрузок (при надстройке или реконструкции зданий и т. п.) решается в каждом случае отдельно, исходя из конкретных усло­ вий, в том числе и с учетом состояния конструкций здания».

Поэтому в ряде случаев при удовлетворительном состоянии конструкций существующих зданий или сооружений, несмотря на некоторые увеличения нагру­ зок на фундаменты, к усилению их можно и не при­ бегать.

Вопрос о величине давления, которое может быть в этом случае допущено, должен решаться на основе всестороннего обследования состояния существующего сооружения и свойств грунтов основания.

.$ 2. Укрепление, увеличение опорной площади и углубление фундаментов

263

Основные методы усиления оснований и фундаментов: укрепление фундаментов; увеличение их опорной пло­ щади; углубление фундаментов; замена фундаментов; искусственное закрепление грунта основания.

§ 2. УКРЕПЛЕНИЕ, УВЕЛИЧЕНИЕ ОПОРНОЙ ПЛОЩАДИ И УГЛУБЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

У к р е п л е н и е с и л ь н о в ы в е т р и в ш е й ­

с я к л а д к и

фундаментов

производится

путем ча­

стичной замены

разрушенной

кладки новой,

расчистки

и заделки трещин и нанесения защитных покрытий иа поверхности. Замену следует вести последовательно, участками длиной 1 — 2 м (в зависимости от состояния сооружения), с тем чтобы не обнажать фундамента иа большой длине.

Если разрушение кладки произошло по всей толще фундаментов, то целесообразно произвести ее цементацию.

Рис. 17.1. Увеличение опорной площади суще­ ствующего фундамента

1 — существующий фундамент; 2 — металлические бал­ ки; 3 — охватывающие башмаки

Предварительно исправляют поверхность фундаментов. Цементацию осуществляют через короткие скважины, выбуренные в кладке перфораторами.

Цементный раствор нагнетают нажимным методом без обратного выпуска раствора из скважины через

инъектор на

поверхность (без циркуляции).

У в е л и ч е н и е о п о р н о й п л о щ а д и ф у н ­

д а м е н т о в

может применяться в любых грунтах и

производится путем устройства по периметру фундамента с каждой стороны дополнительных охватывающих бетон­ ных приставных башмаков. Для обеспечения совместной работы башмаков с существующим ленточным фундамен­ том (рис. 17.1) боковые его поверхности клинообразно подрубаются. Высота башмаков устанавливается путем расчета кладки на скалывание в местах соприкосновения их с существующим фундаментом.

Для увеличения прочности сопряжения башмаков с существующим фундаментом в кладку закладываются сквозь пробитые в ней отверстия металлические попереч­ ные балки. Количество и размеры последних определяются расчетом.

При усилении отдельно стоящих столбчатых фунда­ ментов (рис. 17.2) охватывающие башмаки армируются кольцевой арматурой для восприятия растягивающих усилий и косой ■— для восприятия скалывающих усилий. Подошва охватывающих башмаков должна заклады­ ваться в одном уровне с подошвой существующих фун­ даментов.

Во избежание разрыхления грунта основания под существующим фундаментом нельзя допускать обнаже­ ния его подошвы. Уширеиие ленточных фундаментов

Рис. 17.2. Армирование охватывающего башмака

1 — существующий фундамент; 2 — охватывающий башмак

следует вести не сразу по всей длине, а отдельными, сравнительно небольшими, участками. Проект усиления должен включать четкую схему очередности работ, обеспечивающую безопасность сооружения на всех ста­ диях.

У г л у б л е н и е ф у н д а м е н т о в приме­ няется только в сухих и маловлажных грунтах. При углублении фундамента в случае надобности увеличи­ вают его опорную площадь. Нормативное давление на грунт основания под подошвой углубленного фунда­ мента может быть повышено против фактического дав­ ления под существующим фундаментом как за счет увеличения глубины заложения, так и за счет обжатия грунтов.

Если фактическое давление было ниже нормативного или если грунт углубленного основания будет иметь другие свойства по сравнению с грунтом, залегающим под подошвой существующего фундамента, то норматив­ ное давление должно быть принято по СНиП И-Б. 1-62. Повышение нормативного давления за счет обжатия грунта принимается в пределах 1 0 2 0%.

При углублении фундаментов в связи с закладкой вблизи них новых более глубоких фундаментов или прокладкой коллекторов, тоннелей и других подземных сооружений величина заглубления назначается по рас­ чету, обеспечивающему устойчивость углубляемых фун­ даментов (см. гл. 8 ).

Углубление фундаментов надо вести отдельными не­ большими участками. Длина последних в зависимости от конструкции и состояния сооружения и его фундаментов принимается от 1 до 3 л. В необходимых случаях должны приниматься меры, обеспечивающие прочность и устой­ чивость здания или сооружения (подведение ранд-ба­ лок, установка дополнительных крепей и др.). Очеред­ ность углубления должна быть не последовательной — один смежный участок за другим, а с интервалами — в один или лучше несколько участков.

Углубление фундаментов можно производить лишь для сооружений хорошей сохранности, имеющих доста­ точно прочную кладку без следов значительных деформа­ ций.

2 6 4

Глава семнадцатая. Усиление оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений

§ 3. ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО И ТЕРМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

а) Химическое закрепление грунтов

При усилении оснований используют как двухраст­ ворный, так и однорастворные способы химического закрепления грунтов [2, 5, 7 и 8 ]. Первый применяют, когда под подошвой фундаментов и на некоторую глу­ бину ниже ее залегают песчаные грунты с коэффициен­ тами фильтрации от 2 до 80 м/сутки, однорастворный, когда ниже подошвы фундаментов залегают мелкие и пылеватые пески с коэффициентами фильтрации от 0,5 до 5 м/сутки, а также лёссовые грунты с коэффициентом фильтрации от 0 , 1 до 2 м/сутки.

Двухрастворный способ закрепления грунта осу­ ществляется путем нагнетания в грунт поочередно раст­ воров жидкого стекла (Na.OSiO.,) и хлористого кальция (СаС12). При однорастворном способе закрепления песков в грунт нагнетают смесь, составленную из растворов жидкого стекла и коагулянта.

В качестве растворов коагулянтов применяют ортофосфорную кислоту Н3 (Р04)а (рецептура № 1 ) или смесь серной кислоты II0SO4 и сернокислого алюминия Ala(S04)., (рецептура № 2). При однорастворном способе закрепле­ ния лёссовых грунтов применяют раствор одного жид­ кого стекла.

Т р е б о в а н и я к р а с т в о р а м . Концентра­ цию раствора жидкого стекла при двухрастворном спо­ собе назначают по удельному весу в зависимости от ко­ эффициента фильтрации закрепляемого грунта согласно табл. 17,1,

Т а б л и ц а 17.1

Зависимость концентрации жидкого стекла от коэффициента фильтрации закрепляемого грунта

Коэффициент фильтрации

Удельный вес жидкого стекла

грунта в M/ct/тки

(модуль 2.5 —3,0) при t ---- 18° С

2

1,35-1,38

10-2'»

1,38-1,41

20 -NO

1,41-1,44

Н о р м ы р а с х о д о в х и м и к а т о в . Для предварительных соображений следует считать, что на

закрепление

1

м3 грунта требуется растворов

выше­

указанных

концентраций:

 

 

1 ) при двухрастворном способе:

250

л

жидкого

стекла .................................................

хлористого кальция..............................................

250

»

2 ) при однорастворном способе:

 

 

при закреплении мелких и пылеватых песков

 

 

а) по рецептуре № 1

1 0 0

»

жидкого

стек л а .............................................

фосфорной кислоты .......................................

300

»

б) по рецептуре № 2

250 »

жидкого

ст ек л а ..............................................

серной кислоты .............................................

150

»

сернокислого алюминия................................

1 0 0

»

при закреплении лёссовых грунтов жидкого

400

»

с т е к л а ..........................................................

П р е д е л ы п р о ч н о с т и г р у н т а , з а к р е п ­ л е н н о г о х и м и ч е с к и м м е т о д о м :

1 ) крупные и средней крупности пески коэффициент фильтрации 5—10 м/сутки. 30—35 кг/см2

»

»

1 0 — 2 0

»

20—30

»

»

»

20—80

»

15—20

»

мелкие

и пылеватые

пески

 

 

 

коэффициеитфильтрации 0,3—5,0м/сутки. А —5 кг/см3

3) лёссовые грунты:

8кг/смг

коэффициеитфильтрации 0 ,1 — 2м/сутки... 6 —

О с н о в н ы е э л е м е н т ы п р о е к т а .

При

проектировании усиления основания способами

хими-

Раствор хлористого кальция должен иметь удельный вес 1,26—1,28.

Химические растворы при однорастворном способе закрепления мелких и пылеватых песков должны удов­ летворять требованиям табл. 17.2.

Т а б л и ц а 17.2

Требования к химическим растворам, применяемым

при однорастворном

способе

закрепления мелких

и пылеватых песков

 

 

Наименование компонентов

Удельный

Объемное

вес

гелеобразующего раствора

соотношение

раствора

 

 

 

 

Жидкое стекло модуля

2,5 —3.0

1,130

1

часть

Фосфорная кислота

 

1,025

3—4

части

Жидкое стекло

 

1,19

1,5—1,8

>:

Серная кислота

 

1,06

1,3

 

Сернокислый алюминий

 

0,06

0.5

 

Удельный вес раствора жидкого стекла при одиорастворном способе закрепления лёссовых грунтов должен составлять 1,13.

Рис. 17.3. Схема расположения инъекторов при закреплении грунта под фундаментом

/ — насыпной грунт; 2 — песок; 3 — подвал

ческого закрепления грунтов должны быть определены: границы закрепления; количество мест забивки инъекто­ ров, расположение их в плане и направление забивки; потребное количество растворов. Вертикальное сечение закрепляемого массива имеет обычно форму трапеции (рис. 17.3), верхнее основание которой расположено на уровне подошвы фундамента и уширеио против нее на

§ 4. Замена фундаментов

265

0,15- 0,20 м. Угол наклона боковых граней к горизонту принимается обычно равным 45—60°.

Глубина закрепления (высота трапеции) определяетется из условий напластований грунтов ниже подошвы фундамента с учетом величины нормативного давления на грунт, на который будет оперт закрепленный массив, и технологических требований к отметке нового основа­ ния. Количество мест и направление забивки инъекторов должно обеспечивать равномерность и сплошность за­ крепления.

Максимальные расстояния между нижними концами инъекторов не должны быть больше радиуса закрепле­ ния. Радиус (г) зоны закрепления грунта от одного инъектора назначается в зависимости от коэффициента филь­ трации по табл. 17.3.

Т а б л и ц а 17.3

Данные характеризующие радиус зоны закрепления грунта вокруг инъектора

под фундаментом сплошного обожженного массива сле­ дует скважины располагать на расстоянии 1 ,0 1 , 5 м ДРУГ от друга. При укреплении основания фундаментов,

Грунты и способ

Коэффициент

Радиус зоны

фильтрации

закрепления

закрепления

в

м/сутки

грунта в м

 

Крупные и средней крупности

2-10

0,3—0,4

пески (днухрастворная

силика­

10—20

0.4-0.0

тизация)

 

20-50

0.0-0.8

 

 

50—81)

0,8-1,0

Медкнс и пылеватые

пески

0,3 -0,5

0,3-0,4

(однорастворная силикатизация)

0,5-1

0,4 -0,0

 

 

1 -2

0,0—0,8

 

 

2-5

0,8 -1,0

Лессовые грунты (однораетвор-

0,1 —0,1

0 3 -0.4

пая i пдикатнзация)

 

0,3—0,5

0,4-0,0

 

 

0,5-1,0

0,0-0,9

 

 

1,0-2,0

0,9-1,0

Для сплошного закрепления массива грунта инъекторы располагаются в шахматном порядке. Расстояние между рядами инъекторов определяют по формуле

d — 1,5г,

а рассюинис между инъекторами — по формуле

d ---= 1,73г.

Чтобы избежать вытекания растворов по наружной поверхности инъектора на поверхность земли, надо придавать инъекторам такое направление, чтобы над за­ крепляемым массивом оставался достаточный буферный слой вышележащего грунта или кладки самого фунда­ мента. Нели кладка фундамента пориста, следует до начала закрепления грунта произвести цементацию самой кладки, наружные поверхности ее оштукатурить цемент­ ным раствором или проторкретировать.

б) Применение термического закрепления грунтов для усиления фундаментов

Термическое закрепление применяют в случаях, когда основанием фундаментов служат просадочные лёс­ совые грунты. Сущность этого метода и необходимые справочные данные приведены в гл. 10. и в Строительных Нормах и Правилах [6 ].

Скважины бурят из шурфов, отрытых несколько выше (на 0,5 м) подошвы фундамента и возможно ближе к его граням. При продолжительности обжига в 5—10 дней вокруг одной скважины образуется обожженный массив грунта диаметром 2—3 м. Таким образом, для получения

Рис. 17.4. Укрепление лёссовидного грунта под фундаментом дымовой трубы термическим способом

/ — водозащитная обваловка; 2 — кювет для отвода дож­

девых вод

имеющих большие размеры в плане, грунт обжигается через скважины, пробуренные по периметру фундамента. На рис. 17.4 представлен пример укрепления лёссовых грунтов обжигом под фундаментом дымовой трубы.

§ 4. ЗАМЕНА ФУНДАМЕНТОВ

а) Применение набивных свай из литого бетона

Набивные сваи из литого бетона, изготовляемые при помощи бурения и бетонирования подводным спо­ собом, являются наиболее пригодными для замены фун­ даментов [10J. Процесс бурения скважины (при пра­ вильной его организации) безопасен для устойчивости как сооружений, фундаменты которых заменяются, так и для сооружений, смежных с ними. Для замены ленточ­ ных фундаментов сваи размещаются с каждой стороны фундаментной ленты, а для замены отдельно стоящих фундаментов — с двух противоположных сторон (рис. 17.5) или в углах опоры. Сваи располагаются друг от друга на расстоянии не меньше 2,5 диаметров их. Головы свай перекрываются продольными железобетонными рандбалками, по которым укладываются поперечные железо­ бетонные или металлические ригели, пропущенные через отверстия, пробуренные в кладке существующих фун­ даментов, а иногда и стен, покоящихся на этих фунда­ ментах.

Длина свай устанавливается в зависимости от их диаметра, характера грунтов и той величины нагрузки, которая должна быть передана на отдельную сваю. Рас­ чет свай производится по указаниям § 3 гл. 1 1. Факти­ ческий диаметр набивной сваи следует определять исходя из коэффициента уплотнения

266 Глава семнадцатая. Усиление оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений

где VQ — общий объем бетона, затраченного на приго­ товление свай;

Кг — объем головы сваи, находящейся выше уровня земли;

Кс — объем скважины по наружному диаметру об­ садной трубы.

При замене фундаментов, в каких бы целях она не производилась, работа старого основания в расчетах не учитывается. Вся нагрузка как от существующего зда­

 

 

 

 

 

ния, так и дополнительная

 

 

 

 

0,00

должна

 

быть

воспринята

 

 

 

 

новым свайным фундамен-

 

 

 

 

/70/7(7 А—-----

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

том. Для предварительных

 

 

 

 

 

соображений несущую спо­

 

 

 

 

 

собность свай

определяют

 

 

 

 

 

по расчету; уточнение

ее

 

 

 

 

 

производится

путем испы­

 

 

 

 

 

тания пробных свай стати­

 

 

 

 

 

ческой

нагрузкой на пло­

 

 

 

 

 

щадке

строительства.

без

 

 

 

 

 

 

Для

того

чтобы

 

 

 

 

 

нужды не увеличивать глу­

 

 

 

 

 

бину скважин, а следова­

 

 

 

 

 

тельно и длину свай, буре­

 

 

План

ние скважин следует вести

 

 

со дна

котлованов, отры­

 

 

 

 

 

ваемых

вдоль заменяемых

 

0

_

Q

_ Q

фундаментов.

Котлованы

 

 

 

 

 

рекомендуется отрывать до

 

 

 

 

 

уровня проектной отметки

 

 

 

 

 

голов свай; в этом слу­

 

 

 

 

 

чае вся

свая

будет нахо­

 

 

 

 

 

диться

в земле и

верх ее

 

 

 

 

 

будет предохранен от слу­

 

 

 

 

 

чайного

повреждения

во

 

 

I

 

 

время

твердения

бетона.

 

 

 

 

Во

всех

случаях,

чтобы

 

 

 

 

 

избежать выпирания грун­

 

о

~

с

г о

та из-под подошвы подво­

Рис.

17.5.

Расположение

димых фундаментов, отмет­

ка дна

котлована

должна

свай

усиления

фундамента

быть на 0,50—0,75 м выше

У— отверстия

для ригелей

подошвы

фундаментов. В

 

 

 

 

 

том

случае,

если

головка

сваи должна находиться выше поверхности земли, с которой производится бурение, необходимо до уста­ новки обсадной трубы устье скважины оградить прочной опалубкой обычно в виде деревянного квадратного без­ донного ящика. Опалубка затем служит формой для головы сваи.

Необходимо учитывать существенную особенность работы новых свайных фундаментов. Как бы тщательно ни были изготовлены набивные сваи и как бы ни был велик коэффициент уплотнении, они под нагрузкой будут давать некоторую осадку. Осадка новых свайных фунда­ ментов может быть причиной деформаций существую­ щего сооружения, особенно значительных в том случае, если осадка отдельных свай будет неравномерной. Во избежание этого необходима предварительная обжимка каждой сваи нагрузкой, по величине равной той нагрузке, которая по расчёту должна приходиться на сваю от су­ ществующего сооружении, и выдержка сваи под этой нагрузкой до полной стабилизации осадок. Обжимка производится с помощью гидравлических домкратов. При обжимке ведутся наблюдения по приборам за пере­ мещениями свай и фундамента.

На рис. 17.6 в качестве примера показано устройство для обжимки свай, подведенных под фундамент колонны. Для замены фундамента этой колонны с каждой ее сто­

роны было изготовлено по три сваи. Последние пере­ крыты железобетонными ранд-балками, на которые уложено три железобетонных ригеля, пропущенных в отверстия, пробитые в теле фундамента. С каждой сто­ роны колонны по ригелям уложены и присоединены на болтах к ним металлические, так называемые подъемные балки. На каждую ранд-балку между ригелями установ­ лено по два гидравлических домкрата, плунжеры кото­ рых упираются в подъемные балки.

Рис. 17.6. Устройство для обжимки свай

Для наблюдения за осадкой сваи и перемещением колонны при обжимке на них установлены прогибомеры Клопша-Максимова.

Для того, чтобы домкраты работали синхронно, они присоединяются к общему насосу. Давление в домкратах увеличивают не непрерывно, а ступенями, соответствую­ щими нагрузке в 5 т. После каждой ступени делается перерыв для наблюдения за посадкой сваи под сообщен­ ной ей нагрузкой. Перерыв продолжается до тех пор, пока осадка свай не прекратится. Обжимка свай должна прекращаться, как только прибор, установленный на колонне, отметит малейший ее подъем. При этом давле­ нии сваи получат ту нагрузку, которая им будет переда­ ваться от существующего сооружения.

Достигнутое максимальное давление поддерживается до полной стабилизации осадок свай, после чего произ­ водится подклинка между ранд-балками и уложенными по ним ригелями. Подъемные балки и домкраты сни­ маются .

б) Применение способа задавливаиия опор

В зарубежной практике замена основания неодно­ кратно производилась путем задавливаиия гидравли­ ческими домкратами под подошвой существующего фун­ дамента полых металлических цилиндров, наращиваемых друг на друга по мере вдавливания их в грунт и соединя­ емых между собой на сварке.

После вдавливания цилиндров на необходимую глу­ бину грунт из них удаляется гидроэлеватором или с применением в случае необходимости кессонного метода через шлюзовое устройство, вмонтированное в верхний цилиндр. В последнем случае, а также при наличии ос­ нований водоупора подошва опоры может быть рас­ ширена.

§ 6. Особенности производства работ по усилению фундаментов

2 6 7

Вся нагрузка от сооружения передается на новые фундаменты, расчет которых выполняется по обычным правилам. Ряд примеров замены фундаментов приво­ дится в литературе [4].

§ 5. СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ВИБРАЦИЙ

ФУНДАМЕНТОВ

а) Общие сведения

Выбор способа уменьшения вибраций фундаментов под машины или расположенных по соседству с ними фундаментов зданий и оборудования в каждом случае производится на основе результатов специального об­ следования. В задачу последнего должно входить изу­ чение общей картины распространения колебаний от имеющихся промышленных источников и измерения ос­ новных частот собственных колебаний фундаментов. Одновременно дается объективная оценка допустимости или недопустимости колебаний с трех точек зрения — влияния на работу машин и технологический процесс производства, физиологического воздействия на людей и опасности для прочности или устойчивости сооружений. Материалы обследования включаются в состав проекта уменьшения вибраций и составляют с ним одно целое.

Уменьшение вибраций фундамента может дости­ гаться тремя путями: перестановкой или заменой обору­ дования, использованием виброизоляционных устройств или динамических гасителей колебаний и применением тех или иных способов переустройства фундаментов или усиления оснований. Первые два положения в справоч­ нике не рассматриваются, так как первый из них связан лишь с организационными и материальными возможно­ стями предприятия, а второй относится к области, осве­ щаемой в специальной литературе [3, 9]. Необходимые сведения по конструктивным способам уменьшения коле­ бании фундаментов приводятся ниже.

б) Химическое закрепление грунта «снования

Гели основанием вибрирующего фундамента служат песчаные грунты, то для уменьшения вибраций можно применять .химическое закрепление грунтов. При нали­ чии под фундаментом закрепленного грунта увеличится жесткость основания, вследствие чего повысятся частоты собственных и снизятся амплитуды вынужденных коле­ баний фундамента. Границы закрепляемого массива грунта определяются характером колебаний фундамента и амплитудой колебаний. Глубина закрепления должна быть не менее 1—2 м.

I елн фундамент испытывает главным образом вра­ щательное колебание около оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, иногда достаточно за­ крепить грунт по периметру фундамента или даже только

определяются по расчету, в основу которого должны приниматься данные предварительного измерения виб­ раций фундамента, а также размеры последнего.

При пересадке фундамента иа сваи последние погру­ жаются рядом с ним (как правило, в один-два ряда) по всему периметру нижней плиты, которая затем охваты­ вается вместе со сваями железобетонным бандажом. Количество свай определяется исходя из расстояния между их осями, равного 3—4 d, rued—поперечный размер сваи. Прочность бандажа и его конструкция определя­ ются расчетом на действие полного собственного веса фундамента вместе с машиной, взятым с коэффициентом динамичности 1,2.

Как уширение подошвы, так и пересадка на сваи представляют собой вполне надежные и эффективные, но дорогостоящие меры, требующие достаточно длитель­ ной остановки машин, вследствие чего они могут при­ меняться лишь в случаях крайней необходимости.

г) Применение плиты-гасителя по способу Н. П. Павлюка и А. Д. Кондина

Этот способ может быть рекомендован для умень­ шения горизонтальных и вращательных колебаний фун­ даментов. Сущность его состоит в том, что к колеблю­ щемуся фундаменту присоединяется простая бетонная плита, основанная на верхнем слое грунта. Размеры

Рис. 17.7. Схема усиления фундамента под компрес­ сор по способу Н. П. Павлюка и А. Д. Кондина

I — ф ун д а м е н т п о д компрессор: 2 — плита-гаситель;

3 — промежуточное звено; 4 — обвязка

плиты подбираются по расчету; вместе с тем эффект по­ гашения может быть увеличен и после устройства плиты путем ее наращивания. Одним из достоинств способа -является то, что во многих случаях плита может быть вынесена за стены здания. Для устранения возможности проявления вредного влияния неодинаковых осадок фундамента и плиты связь между ними рекомендуется осуществлять при помощи промежуточного жесткого звена-балансира.

Схема устройства плиты представлена на рис. 17.7. Размеры подошвы плиты определяются по расчету, из­ лагаемому в литературе [9]. Толщину плиты в зависимости

уграней, перпендикулярных плоскости колебаний. от мощности машинной установки и размеров ее фунда­

Размеры зоны закрепления грунта проверяются расчетом усиленного фундамента на колебания. В этом расчете усилш.аеиий фундамент вместе с прилегающим к нему массивом закрепленного грунта рассматривается как одно тело. Расчет выполняется по формулам § 2 гл. 9.

в) Уширение подошвы фундамента или пересадка его на сваи

Яти способы используются иногда в качестве меры увеличения жесткости основания фундаментов низко­ частотных машин (поршневых компрессоров, лесопиль­ ных рам и др ). Уширение подошвы достигается путем устройства железобетонного бандажа, охватывающего фундамент; подошва бандажа располагается на уровне подошвы усиливаемого фундамента. Размеры бандажа

мента следует принимать от 0,4 до 0,8 м.

Способ Н. II. Павлюка и А. Д. Кондина неоднократно использовался на практике для погашения колебаний фундаментов бесподвального типа и во всех случаях показал высокую эффективность. Этот способ для по­ гашения колебаний фундаментов подвального типа (с высокой надземной частью), как правило, нецелесообра­ зен.

§ 6. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО УСИЛЕНИЮ ФУНДАМЕНТОВ

Работы по усилению существующих фундаментов относятся к числу наиболее сложных и ответственных строительных работ. Они требуют принятия мер предос­

268 Глава семнадцатая. Усиление оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений

торожности, несоблюдение которых может создать угрозу устойчивости сооружений. Проект усиления фундамен­ тов должен включать четкие указания о последователь­ ности выполнения работ, а также перечень мер, направ­ ленных на обеспечение их безопасности. Особое внимание должно уделяться мероприятиям по устранению воз­ можности разжижения и наплыва грунтов в котлованы под действием потоков притекающей к выемкам и котло­ ванам грунтовой воды. Во всех случаях до начала по­ следних должно быть организовано регулярное наблю­ дение за осадками и деформациями как тех сооружений, фундаменты которых усиливаются, так и смежных с ними; это дает возможность своевременно ликвидировать опасные явления, связанные с выносом грунта из-под подошвы фундаментов, потерей устойчивости откосов, подвижками фундаментов и пр.

Размеры и размещения всех временных креплений стенок, выемок в грунтах и фундаментов должны быть обоснованы расчетом. С примерами производства работ

по усилению фундаментов можно ознакомиться по кни­ гам [1, 11 и 12].

ЛИТЕРАТУРА

1. А б е л е в Ю

М и В о и н Щ. Ц. Основания и

фундаменты. ОНТИ,

1934.

2. Л е к а л о н о в

В. В. Силикатизация лёссовых

грунтов. Госстройиздат,

1959.

3.Б а р к а н Д. Д. Динамика оснований и фунда­ ментов. Стройвоенмориздат, 1958.

4.Г е н д е л ь Э. М. Восстановление и возведение

сооружений способом подъема. Госстройиздат, 1958.

5.Инструкция по силикатизации грунтов. Госстройиздат, 1960.

6.Строительные Нормы и Правила. Глава 5. Стаби­ лизация и искусственное закрепление грунтов. СНиП

Ш-Б. 5-62.

7. Н а д ж а р я н К. А, и А р м а к у и и Д. Е. Опыт закрепления грунтов однорастворной силикати­ зацией. — «Новая техника и передовой опыт в строи­ тельстве», 1957, № 7.

8.Р ж а н и ц ы н Б. А. Силикатизация песчаных грунтов. Машстройиздат, 1949.

9.С а в и н о в О. А. Фундаменты под машины. Гос-

стройиздат, 1956.

10.С о к о л о в Н. М. Производство работ по уст­ ройству набивных свай. Стройвоенмориздат, 1947.

11.Ц ы т о в и ч Н. А. и др. Основания и фунда­ менты. Госстройиздат, 1959.

12. Р r e n t i s Е. A., W h i t e L. Underpinning its practice and applications, Columbia University. New York, 1950.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОПЕЧАТКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

вица

строка

 

 

 

Напечатано

 

 

 

 

 

Должно быть

 

 

14

табл.

1.6,

 

 

 

23

| 22

 

 

 

 

 

24

1 22

 

 

 

графы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,51-0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

табл.

3.3

 

 

 

 

2

| 2,5

 

 

 

 

 

=£ 2 |

2э 2,5

 

50

левая,

3 и

 

 

 

 

Л.

 

 

 

 

 

 

М.

 

 

 

16

сверху

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61

табл. 4.8,

 

 

 

 

5,20

 

 

 

 

 

 

5,29

 

 

 

1 снизу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

табл. 4.9,

 

 

 

 

nd*

 

 

 

 

 

 

itrf3

 

 

 

3 графа

 

 

 

 

"32

 

 

 

 

 

 

32

 

 

68

левая,

 

 

 

 

 

до

 

 

 

 

 

 

НО

 

 

 

11

снизу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71

правая,

 

 

 

 

 

§ в

 

 

 

 

 

 

§ 8

 

 

 

10 сверху

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74

табл. 4.16,

 

 

 

 

0,96

 

 

 

 

 

 

0,90

 

 

 

графа

5

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

18,

 

 

 

 

0,86

 

 

 

 

 

 

0,89

 

 

 

строка снизу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р<х>

 

 

82

ф-ла (4.86)

 

 

 

 

Р х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

(4-87)

 

 

 

 

101°

 

 

 

 

 

 

ю Е х

 

 

101

.

(6-17)

 

 

 

 

е ' Ст'

 

 

 

 

 

 

е -

^

 

 

 

правая,

 

 

 

а

0,1

см'-1/ к г;

 

 

а = 0,01

см"-,кг',

 

 

8 снизу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правая,

 

 

■/ _

г ( __

п^'ф (

 

£ц) t

 

 

7 '- С „ г :- = ^ (1 Д 6”11,

 

11

сверху

 

 

 

 

 

табл.

6.8

 

 

 

 

 

4 < ц ф “

 

 

 

 

 

 

а-1в^

 

 

 

 

формуле

 

(6.18)

вычисляем

 

 

 

1! оt-v

 

 

 

правая,

1 и но

 

с помощью формулы (6.18) вы

 

2 снизу

 

 

 

коэффициент С

 

 

чиелнем коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iTv

 

£

 

 

 

правая,

 

 

йф =

 

1,0 ем /год ]

 

 

 

о

II ^ ft

 

 

 

 

 

 

 

 

йф =

2,5 см/год',

 

 

9 снизу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J] Ч-f

 

 

 

102

таблица

 

 

 

 

T U

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

с»

 

 

 

8 сверху

С = А

14: .

c o o

+ о , б )

_

С — __1J - a6)__________

62

 

 

4

0,01-0,001 -8002

4

0,01-0,001-800s

 

122

рис. 8.15,

 

 

 

б

 

Pi

...

р ъ,

р а ...

р й

 

 

^ai

^as*

*110 •••

 

123

рис. 8.16,

б

 

а \

• * -

Л8>

Ро

*

Pli

 

*\'ii

 

 

^по

^nia

125

табл. 8.6,

 

 

ас =

J/- Аа

 

 

 

a c =

2c У Xa

 

127

графа 8

 

 

О. В

Гамалея

 

 

 

О. В

Гамалей

 

левая,

 

 

 

 

 

 

 

129

14 снизу

 

 

в точке М

 

 

 

 

 

в точке A

 

 

правая,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

130

2 снизу

 

 

 

 

 

(8.57)

 

 

 

 

 

 

(8.58)

 

 

левая,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140

13 снизу

 

 

 

 

 

 

я - л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правая,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р т

 

 

 

14

сверху

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ax

 

 

 

 

 

А х ~ "~ К х

 

 

 

 

 

~Л~

 

 

 

правая,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПИ))

 

 

 

 

 

 

P 'a'h

 

 

157

15 сверху

 

 

 

 

1,76

 

 

 

 

 

-9

 

 

 

 

левая,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,70

 

 

171

23 сверху

 

 

800—1200 м м .

 

 

 

 

80120 м м .

 

 

левая, 23

 

 

 

 

 

 

 

 

178

24 снизу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф-ла (11.8)

 

Р = km

 

 

 

 

 

 

P =

k m

(и 2

«/f P i

+

F R "),

I

(См. на обороте)

Соседние файлы в папке книги