double arrow

Технологии укрепления оснований


ГЛАВА 6 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО ПОВЫШЕНИЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ НЕСУЩЕЙ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ

Общая часть

Итогом обследования состояния реконструируемого здания является заключение о его техническом состоянии:состоянии основания, фундаментов, несущих и ограждающих конструкций. Ключевой является оценка несущей способности конструктивных элементов и надежности здания в целом с учетом изменившихся расчетных схем и нагрузок. Осуществляют проведение поверочных расчетов несущей способности оснований и конструкций. При этом нагрузки и воздействия следует принимать, руководствуясь положениями норм,и уточнять на основании проведенных исследований.

Самостоятельной целью диагностики реконструируемых зданий в ряде случаев является определение резервов прочности и деформативности.

Кроме технических запасов прочности возможно использование «расчетных», которые оцениваются разностью величин расчетных показателей характеристик по современным нормам проектирования и величин характеристик по нормам проектирования в период постройки.




Так, например, в таблице 6.1приведено сравнение расчетного сопротивления грунтов оснований по современным нормам проектирования ( СНиП2.02.01-83*) с ранее действующими нормами на период возведения реконструируемых зданий.

Таблица 6.1

Расчетное сопротивление грунтов по нормам 1932 - 1983 гг.

№ п.п. Вид грунтов оснований Расчетное сопротивление грунтов R , кгс/см2
ОСТ 4543 1933 г. У-24-41 1941 г. НИТУ 127-55, СНиП II -Б.1-62 СНиП II -15-74 СНиП 2.02.01-83* R гр / R
Песок крупный:            
  плотный 4,5 4,5 4,5 1,33
  средней плотности 3,5 3,5 3,5 1,43
Песок средней крупности:            
  плотный 2,5-3,0 3,5 1,25-2
  средней плотности 2,5-2,25 2,5 1,33-1,78
Песок мелкий:            
  плотный маловлажный 2,0 3,5 1,14-2,0
  Влажный средней плотности 1,5 2,5 1,5-2,0
Песок мелкий сильновлажный и водонасыщенный:            
  плотный 0,5 3,0 2,5 3,0 3,0 1-6
  средней плотности 1,0 2,0 1,5 2,0 2,5 1-2
Суглинок:            
  В-0 3,5-2 4-2,5 3-2,5 3-2,5 3-2,5 1-1,25
  В-1 2,5-1,0 2,5-1 2,5-1 2-1 2-1 0,8-1,0

Анализ приведенных данных показывает, что расчетные запасы прочности достаточно велики, что весьма важно при принятии решений о надстройке зданий. Сопоставление с зарубежными нормативными данными свидетельствует о том, что расчетное сопротивление подобных типов грунтов в европейских странах в 2-2,5 раза выше, чем по действующим СНиП РФ.



Аналогичные запасы прочности имеются и при расчете каменных, железобетонных, металлических и других конструкций зданий.

Несмотря на имеющиеся запасы прочности, длительный срок эксплуатации зданий, а также техногенные процессы приводят к значительным изменениям структуры грунта, его несущей способности.Экстремальные условия технической эксплуатации зданий способствуют изменению свойств материалов, снижению или потере несущей способности конструктивных элементов, утрате теплотехнических, звукоизоляционных и других свойств ограждающих конструкций, функций кровли и т.п.

Поэтому одними из первостепенных задач при реконструкции жилых зданий являются восстановление и повышение несущей способности конструктивных элементов и надежности зданий в целом.

Анализ конструктивно-технологических решений жилых зданий ранней постройки свидетельствует о значительном запасе несущей способности фундаментов и стен. Так, плотность размещения фундаментов для различных периодов построек составляет от 40,4 % (1890-1900 гг.) до 35,9 % (1940-1950 гг.). При невысокой степени физического износа для зданий этого периода возможна надстройка 2-3 этажами без дополнительного усиления фундаментов.

Подобная ситуация наблюдается для построек 1960-70-х гг., когда запасы несущей способности грунтов в 1,5-2,0раза больше. Как показали исследования, сборные железобетонные конструкции,используемые для устройства ленточных фундаментов, панелей несущих стен и др.конструктивных элементов, за период эксплуатации более 30 лет приобрели прирост прочности в 1,3-1,5 раза, что связано с использованием цементов грубого помола,активная гидратация которых наблюдалась за весь период эксплуатации. Эти обстоятельства позволяют с учетом изменившихся физико-механических характеристик несущих конструкций осуществлять 2 - 3-этажную надстройку домов первых массовых серий.



При выполнении реконструируемых работ выбор того или иного способа усиления зависит от многих факторов и в первую очередь от изменения объемно-планировочных решений, нагрузок и условий эксплуатации. Итогами выбора методов усиления являются экономические показатели. Как правило, процесс усиления весьма трудоемкий и дорогостоящий,требующий больших затрат ручного труда. В ряде случаев экономически целесообразнее произвести замену конструктивных элементов в целом, чем осуществлять их усиление.

Проект усиления различного рода конструкций разрабатывается на основе рабочих чертежей и данных детального обследования зданий, включая дефектоскопию конструкций. Особое внимание при этом уделяется изменившимся условиям эксплуатации: постоянным и временным нагрузкам; изменениям гидрогеологического режима; требованиям по тепло- и звукоизоляции зданий, комфортности помещений и т.п.

Рациональный вариант усиления или восстановления несущей способности конструкций разрабатывается путем технико-экономического сопоставления. При этом первостепенное значение уделяется технологии выполнения процессов, созданию условий обеспечения требуемого уровня качества работ и пооперационного контроля, соблюдению технологических регламентов и в целом надежности конструкций.

При выборе вариантов усиления предпочтение отдается таким решениям, при которых расчетная схема обеспечивает совместную работу усиливаемой конструкции. Важно установить действительный характер работы конструкций, фактически действующие нагрузки, учитывать оценку влияния узлов сопряжения и соответствие выбранных расчетных схем реальным условиям работы. Особое внимание следует уделять ликвидации дефектов конструкций.

При усилении или восстановлении несущей способности необходимо соблюдать плавное включение усиления в работу с существующими конструкциями. Это особенно важно при использовании монолитных вариантов, когда интенсивность набора прочности может иметь различные показатели. Для этой цели следует обеспечивать временную разгрузку усиливаемых элементов.

Расчет железобетонных конструкций усиления должен выполняться с учетом фактических физико-механических характеристик материала и их степени износа. Так, при повреждении площади сечения арматуры более 50 % несущая способность существующей конструкции в расчетах не учитывается. При сварке к существующей арматуре стержней усиления расчетное сечение следует снижать на 25 %.

Для усиливаемых конструкций следует применять арматуру классов А240 ( A - I ), A 300 ( A - II ),А400 (А- III ), а для предварительно напряженных - А600 (А- IV ),А800 ( A - V ), A 1000 ( A - VI ), арматурные канаты классов К1400 (К-7),К1500 (К-19) и др.

Бетон усиления должен приниматься на один класс выше, чем класс прочности усиливаемой конструкции, но не ниже В15. Раствор для заделки штраб, отверстий, защитной штукатурки - не ниже марки 150.

Следует применять средства и методы ускоренного твердения бетона и раствора.

Снижение несущей способности основания фундаментов вызвано несколькими причинами, к которым следует отнести:изменение гидрологического режима площадки вследствие повышения или понижения уровня грунтовых вод; изменение свойств насыпного грунта вследствие временного параметра; воздействие динамических нагрузок от подземного или наземного транспорта, способствующих снижению плотности основания; перераспределение естественного напряженного состояния в результате дополнительных нагрузок от здания и нарушения природного сложения грунтов; нарушения естественного теплового режима и условий аэрации. Анализ аварийных ситуаций в Москве и других крупных городах показал, что одной из причин служат карстовые явления. Они являются результатом растворения некоторых видов грунтов подземными водами, а также действия антропогенных факторов. Растворенные грунты выносятся из мест залегания водяным потоком, и на их месте образуются провальные воронки. Это может привести к катастрофическим явлениям. Поэтому, планируя работы по усилению несущей способности оснований, необходимо эти изменения учитывать.

Для повышения физико-механических свойств оснований реконструируемых зданий и предотвращения развития в их конструкциях деформаций широко применяют различные методы закрепления грунтов, которые разделяют на три группы: химическое, термическое и физико-химическое. Наиболее эффективны технологии химического закрепления фунтов, так как они не требуют перерыва в эксплуатации зданий, являются достаточно быстрым и надежным приемом повышения несущей способности оснований.Химический метод как наиболее эффективный включает: силикатизацию,электросиликатизацию, газовую силикатизацию, аммонизацию и смолизацию.







Сейчас читают про: