СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ НЕРАВНОМЕРНО ОСЕВШЕЙ ФУНДАМЕНТНОЙ ПЛИТЫ ИЛИ МОНОЛИТНОГО ФУНДАМЕНТНОГО ОБЪЕМНОГО БЛОКА
METHOD FOR LEVELLING NON-UNIFORMLY SETTLED BASE PLATE OR THREE-DIMENSIONAL SOLID FOUNDATION BLOCK

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для выравнивания неравномерно осевших зданий и сооружений на плитных фундаментах, например крупногабаритных плитных фундаментов под зданием гидроэлектростанции.
Известен способ выравнивания кренов здания посредством его подъема гидравлическими цилиндрическими домкратами. Причем домкраты устанавливаются на головы свай Мега, задавленных до практически несжимаемых грунтов (В.Г. Симагин, П.А. Коновалов. Основания и фундаменты зданий после перерыва в строительстве. - Петрозаводск-Москва: Издательство ассоциации строительных вузов. - 2004. - С.151). Недостатки рассматриваемого способа заключаются в высокой трудоемкости и значительной стоимости реализации ввиду большого объема подготовительных работ и необходимости применения специального оборудования; невозможности применения в условиях, когда грунты основания обладают повышенной сжимаемостью.
Известен гидромеханический способ выравнивания крена многоэтажных зданий и сооружений посредством размыва струей воды и удаления некоторых объемов грунта из контактной зоны основания фундаментной плиты (А.П. Криворотов, А.В. Лубягин. К вопросу о выравнивании кренов высоких зданий и сооружений на плитных фундаментах. - Издательство вузов. Строительство, 2005, №2. - С.113-116). Способ осуществляется путем устройства в узлах прямоугольной сетки фундаментной плиты скважин, в которые погружаются металлические инъекторы для подачи под напором воды в грунт основания с последующим образованием и удалением пульпы. Такое удаление объемов грунта из-под фундаментной плиты приводит к появлению ее прогиба в обоих направлениях - продольном и поперечном. Недостатками известного способа являются технологические трудности, связанные с устройством скважин в фундаментных плитах эксплуатируемых зданий, а также снижение прочности материала и конструкции самой плиты ввиду нарушения сплошности железобетонного массива и неизбежного изменения схемы армирования из-за разрыва отдельных арматурных стержней.
Известен способ выравнивания кренов зданий и сооружений, возведенных на плитных фундаментах, включающий удаление грунта под подошвой фундамента, характеризующийся тем, что после удаления грунта на дне выемки устраивают траншеи, заполняют их уплотненным грунтом и устанавливают в траншеи стойки с опорами, при этом между подошвой фундамента и стойками оставляют зазоры, производят вторичное удаление грунта под подошвой фундамента во время его перемещения в направлении, противоположном крену, зазоры между подошвой фундамента и стойками заполняют частично или полностью несжимаемым материалом, а после выравнивания крена производят упрочнение грунта под опорами стоек путем введения в грунт закрепляющего раствора, см. патент РФ №2318960.
Известен способ адаптации плитного фундамента к изменению характеристик грунтового основания (патент РФ №2184812), включающий устройство в тело плиты адаптационных технологических и измерительных каналов и установку в них датчиков, с помощью которых производится оценка физико-механических свойств грунта, и, в случае необходимости, инъецирование уплотняющего и закрепляющего растворов в зоне пониженной плотности грунтового основания с оценкой скорости уплотнения и проникновения раствора в грунт в зависимости от давления.
Недостатком данного способа является большая трудоемкость устройства адаптационных, технологических и измерительных каналов в густоармированном плитном фундаменте, обусловленная их большим количеством и сложностью изготовления.
3
3
Известен способ корректировки вертикального положения зданий и сооружений на плитном фундаменте (патент РФ №2352723), включающий установку вертикально ориентированных инъекционных кондукторов и инъектирование через них подвижного раствора под частью здания в направлении крена до возрастания подающего давления на 40-50% по отношению к рабочему давлению или до расхода подвижного раствора в объеме 2 м на одном инъекционном горизонте. Существенным недостатком этого способа является порог давления инъектирования, который может оказаться недостаточным для достижения требуемого уплотнения грунта основания. Момент окончания инъектирования регламентируется двумя параметрами: или временем, когда давление возрастает на 40-50% по отношению к рабочему, или расходом подвижного раствора в объеме 2 м на одном горизонте. В случае дальнейшего повышения инъекционного давления вместо уплотнения грунта образуются новые щелевидные разрывы грунтового основания с неконтролируемым распространением подвижного раствора. Установлено, что после окончания инъектирования, по этому условию, максимальное давление уплотнения может достичь величины не более 5,6-6,0 атм. При таком условии способ может оказаться пригодным лишь для корректировки (прекращения дальнейшей осадки) небольших зданий и сооружений.
Известен способ корректировки неравномерности осадок зданий и сооружений на плитном фундаменте, включающий установку вертикально ориентированных инъекционных кондукторов и инъекцию подвижного раствора под частью здания в направлении крена, характеризующийся тем, что перед началом инъектирования подвижного раствора через кондукторы, установленные по периметру укрепляемой части фундамента, осуществляют замачивание грунта, вызывающее его ослабление, затем через те же кондукторы производят инъекцию подвижного раствора давлением, вызывающим гидроразрыв ослабленного грунта, а после затвердевания раствора производят инъекцию подвижного раствора внутри полученного контура, дополнительно осуществляют осадку здания со стороны, противоположной крену, а после выравнивания положение здания фиксируют подачей подвижного раствора в кондукторы со стороны, противоположной крену, см. патент РФ №2468152.
Данное техническое решение принято за прототип заявленного изобретения.
Недостатками прототипа способа являются технические и технологические сложности выравнивания неравномерной осадки монолитной фундаментной плиты или монолитного объемного блока, например крупногабаритных плитных фундаментов под зданием гидроэлектростанции, которое может произойти по различным причинам, например в результате неправильного расчета податливости грунтов основания под нагрузкой, либо при развитии суффозионных процессов в грунтах основания сооружения.
Задачей изобретения является упрощение технологии выравнивания неравномерной осадки крупногабаритных монолитных фундаментных плит или крупногабаритных монолитных объемных блоков.
Сущность заявленного изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков.
Согласно изобретению способ выравнивания неравномерно осевшей фундаментной плиты или монолитного фундаментного объемного блока, включающий инъектирование раствора, характеризующийся тем, что предварительно определяют оптимальную ось вращения выравниваемой конструкции, а также несущую способность всей конструкции при опоре на зону, находящуюся на оси вращения, затем по определенной оси вращения выполняют укрепление основания конструкции инъектированием с образованием в основании конструкции зоны повышенной несущей способности, после чего создают полость под подошвой приподнятой части конструкции с размерами, достаточными для того, чтобы выравниваемая конструкция под действием собственного веса приняла горизонтальное положение.
В этом заключается совокупность существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Кроме того, заявленное изобретение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:
- оптимальную ось вращения выравниваемой конструкции определяют исходя из условия нахождения конструкции на оси вращения в равновесном состоянии либо с незначительным перевесом приподнятого края конструкции;
- при недостаточной прочности конструкции осуществляют мероприятия по ее укреплению;
- после выравнивания конструкции заполняют пустоты под конструкцией инъекционным материалом.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в том, что благодаря реализации всех существенных признаков заявленного технического решения появляется возможность выравнивания неравномерно осевшей крупногабаритной монолитной конструкции без радикальной разборки и повторного строительства, т.е. значительно сокращаются материальные затраты и время, необходимое для выравнивания.
Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется чертежом, где представлена предлагаемая технология модели выравнивания неравномерно осевшей монолитной конструкции.
На чертеже позициями обозначены: 1 - проектное положение конструкции, 2 - осевшее положение конструкции неравномерной осадки, 3 - зона повышенной несущей способности, 4 - приподнятая часть осевшей конструкции, 5 - направление дополнительной силы инъекции, 6 - инъектирование полости под подошвой приподнятой части конструкции, 7 - шпунтовая стенка или система «стена в грунте».
Способ осуществляют следующим образом.
Конструкция из положения 1 неравномерно осела в положение 2.
Предварительно определяют оптимальную ось вращения выравниваемой конструкции исходя из условия нахождения конструкции на оси вращения в равновесном состоянии либо с незначительным перевесом приподнятого края конструкции.
Затем определяют несущую способность всей конструкции при опоре на точку, находящуюся на оси вращения. При недостаточной прочности конструкции осуществляют мероприятия по ее укреплению.
Затем по определенной оси вращения выполняют укрепление основания конструкции инъектированием с образованием в основании конструкции зоны повышенной несущей способности 3. Современные технологии и материалы позволяют это сделать с большой точностью.
После этого, используя различные способы гидромеханизации, создают полость 6 под подошвой приподнятой части конструкции 4 с размерами, достаточными для того, чтобы выравниваемая конструкция под действием собственного веса приняла горизонтальное положение.
Небольшая дополнительная сила инъекции в направлении 5 помогает выровнять положение конструкции - поворачивает сооружение в случае недостатка собственного веса приподнятой части 4 конструкции.
В заключение инъектируется вся зона 6 для заполнения пустот и увеличения несущей способности основания. Для исключения выхода инъекционного раствора из зоны основания по периметру сооружения выполняется шпунтовая стенка или система «стена в грунте» 7.
Заявленный способ может быть реализован с помощью широко известных конструктивных и технологических элементов, материалов и технологий.