CC BY
28
Технические науки
УДК 62
АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ УСИЛЕНИЯ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИСТРОЕННОЙ ЧАСТИ ТОРГОВОГО ЦЕНТРА «ДОМОСТРОЙ»
В Г. ЗАВОЛЖЬЕ
Г.А. Чукрина, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород, Россия)
Аннотация. В настоящей работе рассматриваются варианты усиления слабого грунтового основания торгового центра «Домострой» в городе Заволжье. Выбран наиболее оптимальный вариант усиления с точки зрения материальных ресурсов и надежности конструкции. В статье речь идет о достоинствах и недостатках каждого из рассматриваемых методов усиления.
Ключевые слова: грунтовое основание, деформации, усиление.
ANALYSIS OF OPTIONS FOR STRENGTHENING THE SOIL BASES ATTACHED PART OF THE SHOPPING CENTER «DOMOSTROY»
IN ZAVOLZHJE
Abstract. In the present paper, options are considered to strengthen the weak soil base of the shopping center "Domostroy" in the city of Zavolzhie. Choose the best option in terms of gaining material resources and the reliability of the structure. This article discusses the advantages and disadvantages of each of the considered reinforcement methods.
Keywords: ground base, deformation, strengthening.
Торговый центр «Домострой» расположен на проспекте Дзержинского, 3 в городе Заволжье Нижегородской области. Здание торгового центра состоит из 2-х примыкающих друг к другу частей (рисунок 1), разделенных осадочным деформационным швом на: 1) основное здание, построенное в 1950 году и 2) пристроенное здание, пристроенное к основному в 2003 году.
Основное здание - 3-х этажное, кирпичное, прямоугольной формы в плане с продольными несущими стенами. Несущие кирпичные стены основного здания опираются на ленточные свайные фундаменты, объединенные в единый конструктивный элемент монолитным железобетонным ростверком.
Пристроенное здание - 2-х этажное, кирпичное, сложной Г-образной формы в плане с неполным встроенным каркасом. Неполный каркас состоит из кирпичных столбов и железобетонных ригелей прямоугольного сечения, опирающихся на кирпичные столбы и наружные стены. Стены и кирпичные столбы пристроенной части здания опираются на монолитную железобетонную фундаментную плиту, имеющую сложную повторяющую контур здания форму в плане.
Рисунок 1. Ситуационный план застройки с торговым центром «Домострой»
Инженерные обследования здания были выполнены в связи с неравномерными деформациями и образованием трещин в строительных конструкциях пристроенной части здания.
При обследовании были обнаружены значительные неравномерные осадки грунтового основания и опирающегося на него пристроя, проявившееся: 1) в деформациях выгиба при-строя; 2) в раскрытии до 150 мм осадочного деформационного шва между основным зданием и пристроем в уровне карниза; 3) в образовании многочисленных трещин в несущих стенах, в конструкциях междуэтажных перекрытий и в бетонных полах 1-го этажа; 4) в смещении панелей перекрытий, конструкций лифтовой шахты, надоконных перемычек из проектного положения.
Было установлено, что причиной развития чрезмерных по величине неравномерных деформаций пристроенной части здания являются неравномерные осадки грунтового основания, сложенного сильносжимаемыми насыпными грунтами переменной мощности от 2,8 до 3,45 м с подстилающими его: торфом (2,5...3,2 м), слабо-среднезаторфованной глиной текучепластичной и текучей консистенции (0,7-1 м) и суглинком текучепластичной консистенции (1,6-2,4 м). При этом нагрузки от пристроя на грунтовое основание передаются гибкой монолитной железобетонной плитой толщиной 300 мм.
Неоднородную по составу и плотности сложения насыпь, сильносжимаемый торф и текучие глинистые грунты нельзя использовать в качестве основания для фундаментов мелкого заложения, будь то ленточные или столбчатые фундаменты, или фундаменты в виде сплошной монолитной железобетонной плиты под всем зданием.
Для усиления грунтового основания торгового центра были рассмотрены варианты:
- струйная технология;
- использование буроинъекционных свай;
- использование технологии «Геокомпозит».
Наиболее эффективным методом повышения несущей способности оснований и фундаментов является устройство грунтоцементных свай и массивов по струйной технологии
(Jet Grouting), который широко используется в зарубежной практике. Метод разработан в Японии в конце 70-х годов и получил развитие во многих странах.
Струйная технология укрепления фунтов и устройства свай предусматривает использование сжатого воздуха, который смешивается с цементной суспензией, а грунт вспучивается и образуется гомогенный грунтоцементный массив (Рисунок 2).
Рисунок 2. Варианты технологических режимов устройства грунтоцементных свай и массивов. I - однокомпонентная; II - двух- и III - трехкомпонентная технологии образования грунтоцемента.
Струйная технология применяется в следующих случаях:
1) укрепление слабых грунтов;
2) устройство противофильтрационных завес;
3) усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий;
4) повышение устойчивости склонов и откосов.
Недостатками данного метода являются:
• Использование инъекционного метода возможно лишь на породах, обладающих большим коэфициентом фильтрации;
• При закреплении трещиноватых грунтов раствор может распространяться на десятки метров, что ведет к непредсказуемым увеличениям расходов на строительство;
• Результат инъекционного закрепления во многом зависит от характеристик породы и ее внутренней структуры (полости, трещины), в связи с чем инъекционная методика не позволяет создать равномерную укрепленную грунтовую основу под крупное строительство.
При использовании для усиления оснований фундаментов струйной цементации следует иметь в виду, что бурение осуществляется промывкой скважин водой и сбросом пульпы на поверхность грунта. Это приводит к обводнению грунтов, повышению уровня подземных вод и дополнительным осадкам здания, что особенно нежелательно для просадочных грунтов.
Изучив недостатки струйной технологии можно сделать выводы, что данная технология неприменима для данных геологических условий.
Буроинъекционные сваи применяются, как правило, для усиления оснований, подвергающихся реконструкции. В зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижним концом, буроинъекционные сваи подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи. К сваям стойкам относятся сваи, которые опираются нижними концами на скальный массив. Висячие
сваи изготавливаются в сжимаемых грунтах и передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.
Буроинъекционные сваи рекомендуется применять в сведущих случаях:
- усиление перегруженных оснований;
- усиление оснований в связи с повышением или изменением характера эксплуатационных нагрузок;
- строительство новых объектов рядом с существующими;
- строительство в стесненных условиях внутри действующих предприятий;
- исправление крена здания, или отдельного фундамента;
- решение сложных задач при реконструкции фундаментов;
- строительство новых объектов в сложных грунтовых условиях.
К недостаткам данного метода относится наличие в теле сваи включений грунта, поскольку полностью удалить разрыхленный грунт из скважины невозможно. Такие включения приводят к некоторому ослаблению несущей способности сваи.
К минусам данной технологии следует отнести и трудности с установкой свай в сухих и тугопластичных грунтах. В таких почвах застывание бетона идет слишком быстро для размещения в нем арматуры. Поэтому приходится использовать специальные присадки для бетонной смеси, что увеличивает стоимость строительства.
«Геокомпозит» - метод армирования грунтового основания для повышения несущей способности слабых грунтов. Данный метод основан на управляемом инъектировании расчетных объемов твердеющих растворов по специально рассчитанной объемно-планировочной схеме. В радиусе 1,5-2,0 м от инъектора раствор заполняет трещины и пустоты, уплотняет рыхлый грунт и формирует в процессе твердения жесткий армирующий каркас, образуя включения цементного камня. Рыхлые фрагменты грунтового массива уплотняются давлением инъектируемого раствора, действующим как внутримассивный домкрат. Чем выше давление, тем существенно лучше физико-механические характеристики грунтов.
Метод "Геокомпозит" можно использовать для любых сжимаемых дисперсных грунтов, как естественного, так и техногенного (насыпные грунты, строительный мусор и культурные отложения) происхождения, а также в заторфованных грунтах и илах. Наличие грунтвых вод не является противопоказанием к применению метода.
Технология «Геокомпозит» применима в следующих случаях:
- усиление оснований аварийных зданий и сооружений;
-подготовка оснований для нового строительства;
- повышение несущей способности грунтов;
- усиление оснований памятников архитектуры;
-усиление грунтового массива вдоль открытых и над закрытыми горными выработками для достижения сохранности близлежащих зданий и сооружений;
- уплотнение насыпных грунтов для жилищного, промышленного, дорожного и других видов строительства;
- закрепление грунтовых массивов с целью повышения устойчивости склонов;
- усиление бутовых фундаментов;
- закрепление грунтовых массивов с целью повышение устойчивости откосов строительных выработок;
- укрепление грунтов основании строящихся жилых домов в зоне карстоопасных проявлений и др.
Анализируя данные варианты для усиления грунтового основания торгового центра «Домострой» было выбрано усиление технологией «Геокомпозит» и буроинъекционными сваями. Струйная технология усиления не подходит для заторфованных грунтов. Технология «Геокомпозит» необходима непосредственно для усиления грунтового основания. В фундаментной плите будет просверлено 126 ответстий для иъекторов. По контуру фун-дментной плиты с шагом 1,2-1,5 м будут располагаться буроинъекционные сваи, которые будут служить «защитным экраном» от выпирания цементного раствора из отведенной области (Рисунок 3).
Рисунок 3. Схема уплотнения грунтового основания
Литература:
1. Коновалов П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. М.: Стройиз-дат, 1980. 254 с.
2. Укрепление грунтов методом «Геокомпозит» // СТРОЙПРОФИЛЬ. Всероссийский журнал для профессионалов. URL: http://stroyprofile.com/archive/2102 (Дата обращение 29.04.2006 г.)
3. Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов. М.: Стройиздат, 1985. С. 54-60.
References:
1. Konovalov P.A. Osnovaniya i fundamenty rekonstruiruemykh zdanii. M.: Stroiiz-dat, 1980. 254 s.
2. Ukreplenie gruntov metodom «Geokompozit» // STROIPROFIL''. Vserossiiskii zhurnal dlya professionalov. URL: http://stroyprofile.com/archive/2102 (Data obrashchenie 29.04.2006 g.)
3. Shvets V.B., Feklin V.I., Ginzburg L.K. Usilenie i rekonstruktsiya fundamentov. M.: Stroiizdat, 1985. S. 54-60.
— • — Сведения об авторе
Галина Анатольевна Чукрина, магистрант 2 года обучения кафедры архитектуры, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород, Россия).
