МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ОСАДОК ЗДАНИЯ

METHODS FOR REDUCING THE UNEVENNESS OF BUILDING SEDIMENT

Vlada Shemyakina

Student, Department of Construction Production, Tyumen Industrial University, Russia, Tyumen

Аннотация. В настоящее время актуальной остается проблема устранения деформаций здания, в частности крена. Это выполняется с помощью различных методов, отличающихся по своей трудоемкости, условиями применения и видах уменьшения крена до нормативных значений. Применение данных методов позволяет продолжать эксплуатацию объекта без рисков для жизни людей.

Abstract. Currently, the problem of eliminating deformations of the building, in particular the roll, remains urgent. This is done using various methods that differ in their complexity, application conditions and types of roll reduction to regulatory values. The use of these methods allows you to continue operating the facility without risking people's lives.

Ключевые слова: крен здания, методы устранения крена, инъецирование, выбуривание скважин, плитный фундамент, слабые грунта основания.

Keywords: the roll of the building, methods of eliminating the roll, injection, drilling of wells, slab foundation, weak ground foundations.

Во время эксплуатации и строительства имеют место быть различные деформации, вызывающие непроектную форму здания. К таким деформациям относятся прогиб, выгиб, скручивание, перекос, крен и т.д. Крен является одним из самых распространенных деформаций, представляющий собой отклонение здания от его вертикальной оси, а также поворот вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести объекта [1].

Рисунок 1. Формы деформации сооружений

а) прогиб; б) выгиб; в) поворот; г) крен; д) крен отдельных фундаментов; е) перекос; ж) кручение; з, и) горизонтальное смещение

В большинстве случаев крен возникает у зданий, которые имеют основание, представляющего собой неравномерно распределенные слои грунта. Наиболее опасно проявление крена для высоких зданий и сооружений, так как возникает опрокидывающий момент, который может ускорить разрешение объекта.

Основные причины появления крена:

1. Напластование слабых слоев основания (пизанская башня, Италия);
2. Деформации от ветровой нагрузкой;
3. Ошибки в проектировании фундамента здания (пятиэтажный жилой дом, Караганда, Казахстан, 2012г.);
4. Проведение строительных работ соседних зданий (девятиэтажное здание, Манила, Филиппины, 2004г.);
5. Поднятие уровня грунтовых вод;
6. Нарушение систем водоснабжения и канализации;

Способы снижения неравномерности осадки здания

Методы по снижению неравномерности осадок можно разделить на две группы: с подъемом части здания до проектного положения и с опусканием противоположной стороны до нижней отметки.

Методы подъема части здания

Эти методы достаточно хорошо разработаны и изучены. Их применение довольно часто. В большинстве случаев производят внедрение в грунт различных расширяющихся растворов или применяют домкраты.

Внедрение расширяющихся растворов

Метод заключается в введение в грунт различных растворов, которые после инъецирования распределяются в массиве и расширяются. Примером могут служить двухкомпонентные смолы, вступающие в химическую реакцию с водой в грунте и вспенивающиеся. Это позволяет достаточно увеличить объем грунта, чтобы произвести подъем здания [6].

Недостатками метода являются применение не во всех видах грунта, высокая стоимость, сложность применения полимерных составов.

Применение домкратных систем

Средствами рассматриваемого метода являются ручные винтовые или гидравлические домкраты. Для различной массы высотного здания применяются разные виды домкратов. Преимущественно для грузоподъемности знания до 20 т используются ручные винтовые домкраты, а при весе в интервале от 60 до 200 т – гидравлические [2, 5].

Подъем, осуществляемый этими механизмами, которые закреплены в фундаментной части здания, происходит достаточно плавно, а также есть возможность производить контроль за его величиной. Но, к сожалению, данный метод не может гарантировать большую высоту поднятия здания, что безусловно, является недостатком. Также к недостаткам этого метода следует отнести большие трудозатраты и значительный объем подготовительных работ.

Методы опускания здания

Гидромеханический способ

Выравнивание крена посредством этого метода выполняется следующим образом. В пробуренное отверстие в фундаментной плите опускается металлические инъекторы, через которые осуществляется подача воды в грунт под основание здания. Затем после разжижения грунтового массива производится выкачивание образовавшейся пульпы. Благодаря этому здание постепенно опускается. Образуются прогибы в поперечном и продольном направлении плитного фундамента [3]. Основными недостатками данного метода являются невозможность применения его при водонасыщенных грунтах основания, высокая стоимость работ и трудности при их выполнении.

Уплотнение грунта

Сущность метода заключается в уплотнении грунта наиболее сжатого и разуплотнение менее просевшего под зданием. Для осуществления метода необходимо создание экрана на расстоянии около двух метров от фундамента на глубину активной зоны сжатия. Экран создается за счет инъекционного уплотнения грунта. Уплотнение раствором производится под давлением 2-10 атм., до обеспечения области радиусом до 2,5 м. После завершения процесса уплотнения, выполняют разуплотнение грунта под той частью здания, где оно осело меньше всего. Это происходит с помощью выбуривания скважин грунта в виде веерных кустов. После проведения последних действий грунт также заполняют раствором, чтобы стабилизировать положение здания [4].

Недостатки метода: создаваемый экран ограничивает зону распределения инъекционных составов, раствор имеет ограниченную способность проникновения.

Метод выбуривания скважин грунта под частью здания

Метод выполняется двумя способами: выбуриванием горизонтальных или вертикальных (малонаклонных) скважин под наименее осевшей частью здания.

Выполнение выбуривания горизонтальных скважин с извлечением грунта из котлована для предоставления доступу к подземной части здания и основанию грунта. Бурение производится с определенным шагом, рассчитываемым на величину давления, необходимого для разрушения целостность грунтового массива. Диаметр скважин принимается в зависимости от конструктивных особенностей буровой машины.

Метод выбуривания грунта с помощью вертикальных и наклонных скважин выполняется проще, нежели предыдущий. В данном методе не требуется выполнения котлована. Подготовительные работы для этого метода заключаются в ведении цементно-песчаного раствора под максимально осевшую часть здания для ее фиксации. Далее постепенно с шагом выполняют бурение вертикальных и наклонных скважин с противоположной крену стороны здания. После достижения нормативных осадок здания выполняют повторное закрепление грунтового массива растворами. Достоинствами метода являются простота выполнения работ, минимальные трудоемкости, возможность использование метода в условиях плотной городской застройки, а также применение при наличии различных грунтов основания. Основным недостаток – недостаточность нормативной базы для определения параметров скважин.

Деформации зданий и сооружений можно предотвратить при своевременном её выявлении. Для этого необходимо производить геотехнический мониторинг здания или сооружения.

Выводы:

1. Крен здания является одним из опасных видов деформации здания, приводящий к аварийным ситуациям без должного контроля.
2. Осуществление мониторинга здания на всех этапах строительства и эксплуатации необходимо.
3. Существуют большое количество методов по снижению неравномерности осадки здания, каждый из которых имеет положительные и отрицательные стороны. Наилучшим из представленных методов является выбуривание вертикальных и малонаклонных скважин гранта для стабилизации осадок для слабых грунтов основания и плитного фундамента.