книги / Сопротивление грунтов (некоторые лекции по курсу Механика грунтов )

в 1930-е гг. А в 1920-е гг. другой минарет выправлял, тоже домкратами, великий инженер В.Г. Шухов.

Вначале для оценки эффективности альтернативной – домкратной – технологии следует привести пример выпрямления 25-этажного трехсекционного жилого дома на ул. Камышовой в Санкт-Петербурге (рис. 10.14, а) высотой 85 м, проведенного фирмами ООО «ГЕЯ-БВН», «РУС-ФСП» и ЗАО «ПКТИ» в 2007–2008 гг. [24].

Рис. 10.14. Выпрямление наклонного здания по ул. Камышовой

вСанкт-Петербурге: а – общий вид; б – схема отклонения;

в– способ выпрямления

Фундамент был выполнен на сваях длиной 26.5 м. Причина отклонения – наличие под концами свай неравномерных по сжимаемости грунтов.

Среднее отклонение секций от вертикали составило Н = 36.4 см при допустимом Нu = Н / L = 8500 / 500 = 17.0 см (рис. 10.14, б).

Судя по одинаковым с домом наклонам междуэтажных перекрытий, отклонение произошло единовременно, после сооружения дома, а не в ходе его строительства (иначе перекрытия имели бы разный наклон). Но, возможно, анализа фактических наклонов перекрытий до принятия решений о выпрямлении не было проведено.

В ходе работ была использована сложнейшая технология с подрезкой части свай с противоположной наклону стороны, постепенной подрезкой других свай (рис. 10.14, в).

Эту сложную и трудоемкую технологию можно рассматривать как один возможных вариантов «отложенного решения» – активного неавтономного вынужденного (?) способа.

351

Более эффективным следует признать способ выпрямления и выправления наклонов зданий с использованием домкратных технологий. Этот способ широко применяется в европейских странах. В России его развивает и широко использует ростовская научно-производственная фирма «Интер–БиоТех» [25] (руководитель проф. В.Д. Зотов). В частности, этой фирмой произведено выпрямление около 40 зданий в России, Грузии, Польше.

Для выпрямления используются плоские поршневые гидравлические домкраты с единой (для группы домкратов) или индивидуальной (для каждого домкрата) насосной станцией, управляемой с центрального пульта. Домкраты с высотой подъема до 200 мм устанавливают в нишах по периметру несущих стен, а над домкратами сооружают вспомогательный пояс жесткости, передающий усилие от домкратов надземным конструкциям. При необходимости подъемов на высоту более 200 мм в нишах устанавливают вспомогательные элементы («расклинку»), которые обеспечивают устойчивость достигнутого подъема и перенастройку домкратов.

Процесс подъема имеет несколько характерных этапов:

–на первом этапе проводится детальное техническое обследование здания, выполняется усиление конструкций, которые имеют начальные повреждения, а на основании компьютерного анализа – конструкции, которые могут получить повреждения при выпрямлении;

–на втором этапе начинается собственно выпрямление здания, началом которого является очень ответственная операция – формирование так называемой линии отрыва, когда преодолевается адгезия и происходит пересадка здания на домкратную систему;

–на третьем этапе, который требуется при больших подъемах, производится установка в нишах упомянутых «расклинок», перенастройка домкратов с пересчетом расчетной схемы на изменение мест передачи узловых нагрузок в местах опирания на «расклинки»;

–после окончания работ по выпрямлению домкраты либо демонтируют, либо оставляют их в теле ниш для последующего использования при возможном продолжении деформаций.

В большинстве случаев домкратные технологии используются для выпрямления зданий, уже получивших отклонения. Наиболее интересные примеры – полное выпрямление в 1998–1999 гг. 9-этажного крупнопа-

нельного дома в Тбилиси, получившего отклонение Н = 1.2 м.

На рис. 10.15 показан 19-этажный кирпичный дом в Варшаве высотой 61.4 м, который в 2006 г. был выпрямлен домкратами: наклон его Н удалось уменьшить с 51 до 6 см (при допустимом Нu = 12.3 см); интересно, что при выпрямлении наблюдались не только дополнительные осадки SА = 12.8 см (по оси А), но и подъемы до SD = 5.2 см (по оси D).

352

Но возможность использования установленных домкратов для устранения возможных деформаций выводит домкратные технологии на новый уровень – регулируемого активного автономного управления. Такую возможность обеспечивают одни из последних предложений авторов НПФ «Интер– БиоТех» [26, 27] и др.

Для этого фундамент должен проектироваться с возможностью установки в него в нужных местах домкратов и таким образом участвовать в реализации концепции адаптивного управления, которая, как и другие способы адаптивного управления, позволяет более смело и экономично проектировать систему «осно-

вание – фундамент» за счет снижения часто неоправданно больших запасов надежности (табл. 10.2).

Таблица 10.2 Примеры адаптации фундаментов и оснований в строительстве

353

Окончание табл. 10.2

Список литературы

1.Абовский Н.П. Управляемые конструкции: учеб. пособие / КрасГАСА. – Красноярск, 1998. – 433 с.

2.Перельмутер А.В. Управление поведением несущих конструкций. – 2-е изд., доп. и испр. – М.: Изд-во АСВ, 2011. – 184 с.

3.Петрухин В..П., Шулятьев О.А., Мозгачева О.А. Новые способы геотехнического проектирования и строительства. – М.: Изд-во АСВ, 2015. – 224 с.

4.Junkins J., Kim Y. Introduction to Dynamics and Control of Flexible Structures. – New York: AIAA Publishing, 1993. – 453 p.

5.Flaga A., Mielaszwili J. Konstrukcje sterowane w inzynierii ladowej. – Lublin: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2001. – 252 s.

6.Meirovich L. Dynamics and Control of Structures. – New York: Wiley, 1990. – 425 p.

7.Пат. 2494194 RU. Способ строительства зданий, сооружений на неравномерно сжимаемых грунтах / В.В. Лушников, Ю.Р. Оржеховский,

В.И. Соломин. – Опубл. 20.06.2013.

8.Соломин В.И., Лушников В.В., Оржеховский Ю.Р. Адаптивное управление параметрами грунтов и фундаментов при возведении сооружений // Сб. тр. науч. конф. СПбГАСУ. – СПб., 2012. – С. 337–342.

9.Пат. 2476642 RU. Способ строительства и анализа напряженнодеформированного состояния зданий, сооружений и других протяженных по вертикали объектов на неравномерно сжимаемых грунтах / В.В. Лушников, Ю.Р. Оржеховский, А.Я. Эпп, М.В. Сметанин. – Опубл. 27.11.2012.

10.Kansai international airport. – URL: ru.wikipedia.org.

354

11.Katzenbach R., Bachmann G., Ramm H. Optimized Design of High-Rise Building Foundations in settlement-sensitive Soils // Сб. тр. Междунар. конф. по геотехнике. – СПб., 2006. – С. 24–43.

12.Burland J.B., Jamiolkowski M., Vidggiani C. The stabilisaftion of the Leaning Tower of Pisa // Soils and Foundation. – 2003. – Vol. 43, no 5. – Р. 63–80.

13.Лушников В.В. Упадет ли Невьянская башня? И как выпрямляли Пизанскую кампанилу. – Екатеринбург: Учебная книга, 2011. – 88 с.

14.СП 24.13330.2016. Свайные фундаменты (акт. ред.). – М., 2016.

15.А.с. 312016. Способ возведения сооружения / Б.М. Гиль, Н.С. Метелюк и И.П. Шаповал. – Опубл. 1971, Бюл. № 25.

16.Пат. 2328576 RU. Способ возведения плитно-свайного фундамента / В.П. Петрухин, О.А. Шулятьев, В.С. Лесницкий, А.И. Харичкин. – Опубл. 10.08.2008.

17.Метелюк Н.С., Грузинцев В.В., Куценко А.В. Исследования по выявлению резерва несущей способности свайных кустов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 1977. – № 6. – С. 9–11.

18.Пат. 2301303 RU. Плитно-свайный фундамент / В.В. Лушников, Ю.Р. Оржеховский, М.В. Сметанин, А.С. Ярдяков. – Опубл. 20.06.2007.

19.А.с. 947287. Способ возведения свайного фундамента / В.В. Лушников, И.А. Маренинов. – Опубл. 30.07.1982, Бюл. № 28.

20.Пат. 2162917 RU. Способ закрепления грунтов в основании деформированных зданий и сооружений / В.В. Лушников, В.А. Богомолов, А.С. Кусморцев, О.В. Герасимов. – Опубл. 10.02.2001.

21.Пат. 2169238 RU. Способ строительства зданий и сооружений на неравномерно сжимаемых грунтах / В.В. Лушников, Ю.Р. Оржеховский, А.Я. Эпп. – Опубл. 10.02.2000.

22.Пат. 2162122 RU. Способ понижения уровня грунтовых вод вблизи зданий и сооружений / Ю.И. Яровой, В.В. Лушников, С.В. Ляхов. – Опубл. 20.01.2001.

23.Гендель Э.М. Передвижка, подъем и выпрямление сооружений. – Ташкент: Узбекистан, 1975. – 278 с.

24.Выправление крена и стабилизации неравномерных деформаций 25-этажного здания на Камышовой ул. Санкт-Петербурга / Н.В. Зотов [и др.] // Сб. тр. науч. конф. СПбГАСУ. – СПб., 2009. – С. 32–41.

25.Пат. на полезную модель 84029 RU. Регулируемый фундамент для крупнопанельных зданий / М.Г. Скибин [и др.]. – Опубл. 10.03. 2009.

26.Опыт выравнивание зданий с помощью домкратов / В.Д. Зотов, Л.Н. Панасюк, Ю.К. Болотов, Е.А. Сорочан, М.В. Зотов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2002. – № 5. – С. 22–25.

27.Пат. на полезную модель 91348 RU. Регулируемый фундамент для проектируемых кирпичных зданий / М.Г. Скибин [и др.]. – Опубл. 10.02.2010.

355