Проектные конструктивные предложения

 

  Проектные конструктивные предложения.

 

 

Усиление оснований

 

Усиливают основания: из-за уменьшения несущей способности грунта, в  основном от изменения гидрогеологических условий и состояния насыпного  грунта, имевшегося под основанием здания; при ослаблении конструкции фундамента, особенно его кладки, что характерно для приемов традиционного строительства; при намечаемом увеличении нагрузки в здании в случаях замены деревянных перекрытий на железобетонные, от изменения назначения, а также при надстройке этажей.

Для повышения несущей способности  оснований зданий и сооружений применяют  различные способы укрепления грунтов: цементацию, силикатизацию, битумизацию, электрохимическую и термическую  обработку.

Временное искусственное замораживание  применяется при разработке водонасыщенных грунтов в гидротехническом строительстве и метростроении.

Наиболее простыми и надежными  способами укрепления грунтов являются цементация, силикатизация и электросиликатизация.

Силикатизация грунтов выполняется  однорастворным (силикат натрия — жидкое стекло, алюминат натрия) или двухрастворным (жидкое стекло и хлористый кальций) составами, нагнетаемыми через инъекторы (перфорированные трубы диаметром 19-38 мм и длиной 1 м) под давлением 0,3-0,6 МПа. Силикатизацией закрепляют мелкие пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления фунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3-1 м.

При электросиликатизации — пропускании через инъекторы (как электроды) постоянного тока — ускоряются в 4...20 раз темпы работ и повышается их качество. Особенно эффективен метод электросиликатизации для закрепления грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут.

 При двухрастворном закреплении грунтов каждый из растворов последовательно нагнетается отдельным насосом .

Инъекторы забивают в грунт с помощью пневматических молотков, а извлекают из грунта лебедкой или домкратом грузоподъемностью 5... 10 т.

Цементация грунтов (преимущественно  песчано-гравийных) производится инъекторами из стальных труб диаметром 25...75 мм, при этом изготавливают звенья длиной 1...1,5 м, которые соединяют муфтами по мере погружения труб в грунт. 

Усиливать основания с помощью  перечисленных видов инъекций можно путем образования отдельных укрепленных объемов грунта ориентировочно радиусом до 0,8 м. Именно на такую величину можно усилить основание с каждой стороны фундамента.

 После извлечения инъекторов из грунта скважину заливают цементным раствором.

 

 

 

 

Усиление оснований

 

Цементация

Грунты: скальные трещиноватые крупнообломочные, крупно - и среднезернистые песчаные, супесчаные с малым содержанием  пылеватых частиц.

Технология выполнения: в грунт  погружают инъекторы - трубы металлические диаметром 25-75 мм. На поверхности нижней части труб в шахматном порядке сверлят отверстия диаметром 5-6 мм с расстоянием между ними 2-5 диаметров. Раствор нагнетают при давлении до 7 атм. Для измерения давления у оголовков инъекторов устанавливают манометры. При повышении давления на 15-20% инъектор можно считать отработанным. Объем инъецируемого раствора определяют в зависимости от пористости грунта (в пределах 0,5-0,4 от объема грунта).

Силикатизация

Грунты: мелкозернистые (глинистые, суглинистые  с большим содержанием пылеватых  частиц), лессовидные, плывунные.

Технология выполнения: аналогична предыдущей. Грунты закрепляют параллельным нагнетанием через две самостоятельные группы инъекторов двух видов раствора - силиката натрия (жидкое стекло) при концентрации 50% и водного раствора хлористого кальция.

Битумизация

Грунты: сухие песчаные и скальные.

Технология выполнения: усиление грунтов  проводят путем нагнетания в трещины  горячего битума через специальные инъекторы, установленные в пробуренные скважины. Холодная битумизация грунтов проводится битумной эмульсией с коагулянтом для устройства противофильтрационных завес в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации 0,012-0,12 см/с.

Смолизация

Грунты: песчаные.

Технология выполнения: в грунт  через инъекторы нагнетают раствор карбамидной смолы и соляной кислоты. Гель, который возникает при взаимодействии растворов, заполняет поры в песке и склеивает частицы между собой.

Глубинное уплотнение оснований

Грунты: насыпные.

Технология выполнения: устройство вертикальных или наклонных набивных песчаных, бетонных или грунтовых  свай с подъемом по мере заполнения скважин обсадных труб - уплотнение грунта происходит за счет увеличения объема набивных свай.

Термозакрепление (обжиг)

Грунты: глинистые

Технология выполнения: обжиг осуществляется в герметически закрытых затворами  скважинах, пробуренных вертикально, наклонно или горизонтально (на косогорах) в толще закрепляемого грунта. В качестве источника теплоты  могут быть использованы нихромные электронагреватели.

 

 

 

Усиление фундамента

 

Основными причинами, вызывающими  необходимость переустройства фундаментов, являются увеличение нагрузки при надстройке или изменение функционального  назначения,   деформации в связи  с потерей прочности или при  осадке оснований. В зависимости  от конструкции фундаментов, а также  характера деформаций и причин, их вызывающих, применяются различные  способы ремонта и усиления деформированных  фундаментов.

Несущую способность фундаментов  реконструируемого объекта определяют с учетом фактических прочностных  и деформативных характеристик материала фундамента и грунтов основания.

Инъецирование

Фундаменты: бутовые, с расслоениями, но при сохранившейся конфигурации.

Технология выполнения: инъецирование осуществляется жидким стеклом (силикатизация) или цементными растворами (цементизация). Подготовка фундамента к инъецированию заключается во вскрытии фундамента, бурении гнезд, установке инъекторов, соединении их с инъекционной установкой и проверке готовности системы (рис.1). Гнезда для установки инъекторов бурят или пробивают перфораторами в шахматном порядке на расстоянии 0,8-1 м одно от другого. Диаметр отверстия, в которое вставляют инъектор, на 3-5% больше диаметра инъектора. Инъектор укрепляют на цементном растворе. При цементации раствор в тело фундамента нагнетают инъекционными установками под давлением около 1 МПа. Радиус действия инъектора 0,6-1,2 м. Потребность в растворе для инъецирования фундаментов зависит от состояния фундаментов и плотности материала кладки. Ориентировочно ее можно принимать в размере 0,3 от объема инъецируемых фундаментов.

 

Рис. 1. Инъектирование фундаментов: 1 - отверстия для нагнетания раствора; 2 - инъектор; 3 - гидроизоляция

 

 

 

Восстановление  горизонтальной гидроизоляции

 

Способ заключается в  выбуривании горизонтальных отверстий  диаметром 20-25 мм на глубину 0,8-0,9 толщины  стены по одной горизонтальной линии  на уровне гидроизоляционного слоя с  расстоянием 0,6-0,7 м. Затем в образовавшиеся цилиндрические полости устанавливаются  инъекторы, в которые нагнетаются кремнийорганические соединения. Обладая высокой проницаемостью и малой вязкостью, кремнийорганические соединения распространяются по периметру инъекционных трубок в радиусе 0,5-0,6 м.

Отверстия под инъектором после окончания цикла нагнетания тампонируются. Расстояние между инъекторами принимается таким образом, чтобы зоны инъецирования пересекались не менее 1/3 диаметра. Этот параметр, как правило, принимается экспериментально и учитывает пористость материала кладки, состояние швов и отдельных камней.

Как правило, работы по восстановлению гидроизоляции осуществляются изнутри  подвального помещения и только в редких случаях - со стороны фасадных поверхностей.

Способность кремнийорганических  соединений вступать в реакцию с  элементами кладки и образовывать плотные  геле-вые структуры обеспечивает требуемый уровень гидроизоляции.

На рис. 6.36 приведена принципиальная схема производства работ. Она включает: разметку мест выбуривания полостей, выбуривание отверстий и нагнетание кремнийорганической композиции. Работу выполняют 3 человека: бурильщик IV разряда - 1, изолировщики III разряда - 1 и IV разряда - 1.

Рис. 6.36. Технологическая схема восстановления горизонтальной гидроизоляции методом инъецирования кремнийорганических соединений 
1 - стена фундамента; 2 - отверстие для инъекций; 3 - зона инъецирования; 4 - материальный шланг; 5 - гидронасос; 6 - перфоратор; 7 - инъектор; 8 - зона разрушения гидроизоляции

Рис. 6.37. Схемы восстановления горизонтальной гидроизоляции стен путем инъецирования изолирующего состава в швы кладки 
а, б - общий вид процесса гидроизоляции; в - принципиальная схема: 1 - емкость с изолирующим составом; 2 - трубопроводы; 3 - шов кладки с отверстием; 4 - зона насыщения раствором

Контроль качества выполнения работ осуществляется визуально, по моменту появления инъецируемой среды на наружной поверхности кладки. При этом трудоемкость работ в 1,5-3 раза ниже, чем для случаев, рассмотренных  выше.

При восстановлении горизонтальной гидроизоляции для фундаментов  с малой степенью физического  износа применяется более простая  технология, основанная на создании кристаллизационного  барьера путем инъекции высокопроникающих растворов щелочных кремнийорганических соединений типа метилсиликонатов калия с низкой плотностью - «вязкостью».

В результате взаимодействия химически активных кремнийорганических  соединений с углекислым газом воздуха, а также с растворами солей  и известью образуются кристаллы  нерастворимых гидросиликатов. С течением времени происходит рост кристаллов, которые блокируют капилляры, поры и трещины в материале стен, а также создают внутренний гидрофобный барьер.

Благодаря пропиточной технологии введения раствора создается водонепроницаемый  экран толщиной 30-40 см. Химический процесс  завершится через 28-30 сут.

Средний расход раствора для  кирпичной стены толщиной 52 см составляет 6-8 л на погонный метр в горизонтальном направлении.

Технология производства работ состоит в устройстве отверстий  в швах кладки на 2/3 ее толщины, установке инъекторов и системы полимерных труб, отходящих от емкости с композиционным раствором.

Основными преимуществами данной технологии являются малая трудоемкость подготовительных работ, универсальность  и высокая технологичность.

Процесс насыщения раствором  контролируется по расходу используемого  композита и времени, необходимого для кристаллизации новообразований.

 

 

 

 

 

Восстановление  вертикальной гидроизоляции

 

Усиление вертикальной гидроизоляции выполняют в следующей последовательности.

Вдоль стен подвала отрывают траншею на глубину на 0,5 м выше подошвы фундамента. После этого  для устройства изоляции нижнего  пояса стены отрывают траншею  отдельными участками длиной 2-3 м  с интервалом 6-8 м. Лицевую сторону  стены очищают и промывают  поверхность. Затем наносят цементно-песчаный раствор.

Гидроизоляционный слой может  быть устроен в зависимости от проектного решения из рулонных материалов, асфальтовых мастик, полимерных композиций, цементно-песчаного раствора.

При устройстве изоляции из рулонных материалов, в том числе  полимерных пленок, по высушенной оштукатуренной поверхности производят огрунтовку с последующей наклейкой рулонного материала в несколько слоев.

Для исключения доступа грунтовых  вод к изолируемой поверхности  используется водо-понизительные установки, а после выполнения работ устраивается глиняный замок из жирной мягкой глины толщиной не менее 20 см. Затем производят обратную засыпку с послойным уплотнением.

Отрывка траншей с целью  освобождения поверхности стены  от грунта осуществляется экскаватором с вместимостью ковша 0,15-0,25 м3. Затем  вручную осуществляется доработка  грунта до основания фундамента. Поверхность  стены и фундаментов очищается, промывается и высушивается.

Объект разбивается на приблизительно равные захватки, на каждой из которых ведется определенный вид работ.

После окончания гидроизоляционных  работ осуществляются их приемка  и оценка качества. Затем производят обратную засыпку с послойным  уплотнением, восстановление отмостки и асфальтового покрытия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усиление простенков

Отдельные простенки усиливают  устройством металлического каркаса, железобетонной и штукатурной обоймы или частичной и полной заменой  всего простенка или его части.

При усилении стен каркасами  из металла и железобетона ремонтные  места очищают от штукатурки; устраивают борозды или штрабы; устанавливают металлические элементы каркаса и закрепляют их скрутками, после чего приваривают соединительные планки. При большой протяженности простенков каркас усиливают постановкой стяжных болтов в средней части стены. Работы начинают с разгрузки деформированного простенка.