СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ
METHOD OF STRUCTURES ALIGNMENT

Изобретение относится к строительству, в том числе гидротехническому, промышленному и др.
Известны аварии бетонных и железобетонных сооружений на мягком основании с большим перекосом в результате неравномерных осадок основания. Например, авария на строящейся Загорской ГАЭС-2 (Россия), где в результате размыва грунтов основания здания ГАЭС, состоящего из двух секций, правая секция здания со стороны деформационного шва между секциями просела на 1,17 м (см. Гидротехническое строительство, №12, 2013 г., с. 49).
Известен способ подъема таких сооружений на мягком основании в проектное положение при перекосе в результате неравномерных осадок с использованием домкратов, установленных под подошвой зданий на участке больших осадок, и с укреплением под ними основания (см. патент JP №03139971, Е02D 35/00, 1996 г.).
Недостатком такого способа являются большие сложности с установкой и обслуживанием большого количества мощных домкратов.
Известен способ подъема таких бетонных и железобетонных сооружений на мягком основании в проектное положение при перекосе в результате неравномерных осадок, включающий укрепление основания под подошвой сооружения нагнетанием укрепляющего раствора, с созданием дополнительного давления на подошву сооружения на участке больших осадок подошвы (см. патент RU №02275473, Е02D 35/00, 2004 г.).
Недостатком такого способа является трудность создания необходимого давления в основании на участок подошвы с большими осадками, особенно при больших размерах и большом весе сооружения.
В основу изобретения поставлена задача обеспечения благоприятных условий для создания необходимого давления на заданном участке подошвы для поднятия бетонного или железобетонного сооружения в проектное положение, обеспечения прочности сооружения и основания в период поднятия сооружения в проектное положение и в условиях эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что после укрепления основания под подошвой просевшего сооружения нагнетанием укрепляющего раствора выполняют дополнительно укрепление основания на необходимую глубину на участке подошвы сооружения, находящемся в проектном положении, где не требуется подъем, и на участке подошвы сооружения в зоне больших осадок, после чего на этом участке в основании непосредственно под подошвой устраивают в основании полость, в этой полости устанавливают гибкую замкнутую непроницаемую оболочку, в которой создают давление, необходимое для подъема сооружения, и таким образом поднимают его в проектное положение путем поворота сооружения относительно участка подошвы сооружения, находящегося в проектном положении, образующуюся при этом под подошвой полость заполняют укрепляющим раствором, например цементацией, а после подъема сооружения в проектное положение полость на участке гибкой оболочки также заполняют укрепляющим раствором.
Кроме того, гибкую замкнутую оболочку выполняют из отдельных оболочек.
Кроме того, на участке подошвы сооружения, находящемся в проектном положении, выполняют шарнирное опирание подошвы на основание путем устройства на этом участке в основании железобетонной плиты с вогнутой круговой поверхностью и с примыкающей к ней выпуклой круговой поверхностью, устроенной в подошве сооружения.
Между совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатам существует следующая система причинно-следственных связей.
Укрепление основания на необходимую глубину для увеличения его прочности и минимизации осадок на участке подошвы сооружения в зоне больших осадок обеспечивает устройство полости в основании между подошвой и основанием для установки в ней гибкой замкнутой оболочки, а также прочность основания при действии больших нагрузок на основание при создании в оболочке необходимого давления для подъема сооружения, а выполнение в полости гибкой замкнутой непроницаемой оболочки с созданием в ней необходимого давления, действующего на подошву, обеспечивают благоприятные условия для создания гарантированного давления для подъема сооружения в исходное положение путем его поворота относительно участка подошвы сооружения, находящегося в проектном положении. Для обеспечения необходимой прочности и минимизации осадки этого участка основания, на который действуют большие усилия в период подъема с поворотом сооружения относительно этого участка, выполняют его укрепление на необходимую глубину. Заполнение укрепляющим раствором полости, образующейся под подошвой при подъеме сооружения, а также полости на участке гибкой оболочки после подъема сооружения в проектное положение, обеспечивает опирание сооружения всей подошвой на основание и прочность основания в условиях эксплуатации.
Выполнение гибкой замкнутой непроницаемой оболочки из отдельных оболочек повышает надежность, благодаря созданию необходимого давления в каждой оболочке и обеспечению благоприятных условий подъема сооружения, а также необходимого давления на подошву в условиях аварийного выхода из работы одной из оболочек, а кроме того, обеспечивает благоприятные условия поэтапного заполнения полости укрепляющим составом на участках между отдельными оболочками и в пределах каждой отдельной оболочки после поднятия сооружения в проектное положение.
Выполнение на участке подошвы сооружения, находящегося в проектном положении, шарнирного опирания подошвы на основание путем устройства на этом участке в основании железобетонной плиты с вогнутой круговой поверхностью и с примыкающей к ней выпуклой круговой поверхностью, устроенной в подошве сооружения, обеспечивает при больших размерах вдоль оси сооружения и его большом весе прочность основания, благодаря передаче нагрузки на основание через железобетонную плиту.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, отсутствуют в других аналогичных технических решениях при изучении данной и смежной отраслей техники, что соответственно обеспечивает, по мнению авторов, соответствие критериям "новизна" и "изобретательский уровень".
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 показан продольный разрез сооружения до подъема (по его продольной оси), состоящего из одной секции с неравномерной осадкой вдоль продольной оси сооружения.
На фиг. 2 - то же после подъема.
На фиг.3 показан продольный разрез сооружения до подъема (по его продольной оси), состоящего из двух секций, разделенных деформационным швом, одна из секций имеет неравномерную осадку вдоль продольной оси сооружения.
На фиг. 4 - то же после подъема.
На фиг. 5 показан узел А с устройством шарнирного опирания.
Сооружение 1 на мягком основании 2 (песчаном, супесчаном и др.), состоящее из одной секции с неравномерной осадкой вдоль его продольной оси или из двух секций, разделенных деформационным швом 3, причем одна из секций сооружения 1 с неравномерной осадкой вдоль его продольной оси.
После укрепления участка основания 4 под всей подошвой сооружения нагнетанием укрепляющего состава (например, цементационного раствора) на участке 5 подошвы, который находится в проектном положении, устраивают укрепленное основание 6, например цементацией, на глубину, необходимую для обеспечения его прочности и минимизации осадок в период подъема сооружения 1 в проектное положение с поворотом сооружения 1 относительно участка подошвы 5, где будут действовать на укрепленное основание 6 большие нагрузки.
На участке 7 подошвы в зоне больших осадок и на участке 8 подошвы в средней части сооружения при больших размерах сооружения 1 вдоль продольной оси и большом весе устраивают укрепленное основание 9, например цементацией, на глубину, необходимую для обеспечения прочности основания для восприятия действующих на него больших нагрузок в период подъема сооружения 1 в проектное положение. Затем на участке 7 подошвы и на участке 8 подошвы в укрепленном основании 9 непосредственно под подошвой устраивают полость 10, в которой устанавливают гибкую замкнутую непроницаемую оболочку 11 или отдельные гибкие замкнутые непроницаемые оболочки 12. Оболочки 11 или 12 могут выполняться, например, из прорезиненного армированного прочного материала, воспринимающего значительные растягивающие усилия. В оболочках 11 или 12 при заполнении воздушной средой, например воздухом, или водной средой, например водой, создают компрессорами или насосами давление, действующее на участки 7 и 8 подошвы и обеспечивающие поворот сооружения 1 вокруг участка 5 подошвы с подъемом сооружения 1 в проектное положение. При этом при подъеме сооружения 1 полость 13, образующуюся под подошвой, заполняют укрепляющим составом.
После подъема сооружения 1 в проектное положение (фиг. 2 и 4) полость 10 заполняют укрепляющим раствором после демонтажа оболочек 11 или 12, или заполняют укрепляющим раствором оболочки 11 или 12.
При значительных размерах сооружения 1 вдоль продольной оси и большом его весе на участке 5 выполняют шарнирное опирание подошвы на основание путем устройства на участке 5 в основании железобетонной плиты 14 с вогнутой круговой поверхностью 15 и с примыкающей к ней выпуклой круговой поверхностью 16, устроенной на участке 5 подошвы. При этом поверхности 15 и 16 могут быть облицованы, например, металлом, а металлическая облицовка может быть покрыта составом, снижающим трение.
При действии на подошву сооружения 1 давления в оболочках 11 и 12 величиной, обеспечивающей его поворот вокруг участка 5 или шарнира, образованного поверхностями 15 и 16, происходит подъем сооружения 1 в проектное положение и заполнение укрепляющим составом образующихся полостей 13, а также полостей 10 на участке оболочек 11 или 12, что обеспечивает нормальные условия опирания сооружения 1 в проектном положении на основание 2 и его эксплуатацию.