CC BY
10BUILDING STRUCTURES, BUILDINGS AND STRUCTURES Строительные конструкции, здания и сооружения
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ УДК: 528.5-218.2
DOI: 10.24412/2409-4358-2023-1-7-12
Некоторые организационно-технологические решения по усилению фундаментов при реконструкции и надстройке зданий
Е.А. Егоров1
1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет «НИУ МГСУ»: 129337, Центральный федеральный округ, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26; tous2004@mail.ru;
АННОТАЦИЯ
При надстройке или реконструкции зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки часто возникает необходимость выполнить усиление фундаментов зданий, в целях продления сроков их эксплуатации. Кроме того, необходимость выполнения усиления фундаментов может быть обусловлена увеличением действующих нагрузок, которые в свою очередь способны вызвать дополнительные осадки фундаментов, в том числе неравномерные. Для предупреждения развития таких осадок выполняется усиление фундаментов по специально разработанному проекту. Часто, в условиях плотной городской застройки, выбор метода усиления фундаментов достаточно ограничен, ввиду стеснённости условий выполнения работ и близком расположении зданий окружающей застройки. В статье приведены примеры выполнения усиления фундаментов на объектах реконструкции в условиях плотной городской застройки г.Москвы. Даны и проанализированы результаты выполнения работ. Результаты исследования могут быть полезны при разработке и последующей реализации проектов по усилению фундаментов существующих зданий в условиях плотной городской застройки в аналогичных условиях.
Ключевые слова: усиление фундамента, дополнительная осадка, окружающая застройка, мероприятия, сваи, буро-инъекционные сваи.
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Е.А. Егоров. Некоторые организационно-технологические решения по усилению фундаментов при реконструкции и надстройке зданий // Новые технологии в строительстве. 2023. Т. 9, Вып. 1, С. 7-12, DOI: 10.24412/2409-43582023-1-7-12
ORIGINAL ARTICLE
SOME ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR STRENGTHENING FOUNDATIONS DURING RECONSTRUCTION AND SUPERSTRUCTURE OF BUILDINGS
E.A. Egorov1
1 National Research Moscow State University of Civil Engineering «NRU MGSU»: 129337, Central Federal District, Moscow, Highway Yaroslavskoe, 26; tous2004@mail.ru;
ANNOTATION
During the superstructure or reconstruction of buildings and structures in conditions of dense urban development, it is often necessary to strengthen the foundations of buildings in order to extend their service life. In addition, the need to strengthen the foundations may be due to an increase in operating loads, which in turn can cause additional precipitation of the foundations, including uneven ones. To prevent the development of such sediments, the foundations are reinforced according to a specially developed project. Often, in conditions of dense urban development, the choice of the method of strengthening the foundations is quite limited, due to the tightness of the conditions of work and the proximity of the buildings of the surrounding development. The article provides examples of strengthening foundations at reconstruction sites in conditions of dense urban development in Moscow. The results of the work are given and analyzed. The results of the study can be useful in the development and subsequent implementation of projects to strengthen the foundations of existing buildings in dense urban development in similar conditions..
Keywords: strengthening of the foundation, additional sediment, surrounding buildings, activities, piles, drilling piles.
FOR CITATION: E.A. Egorov. SOME ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR STRENGTHENING FOUNDATIONS DURING RECONSTRUCTION AND SUPERSTRUCTURE OF BUILDINGS // New Technologies in Construction. 2023. Vol. 9, Issu 1, Pp. 7-12, DOI: 10.24412/2409-4358-2023-1-7-12
!D S —I 33
с
о
—I
с
33
m , го
!D СО
О S —I 33
с
о
—I
с
33
m .
G
33
О С Z о со A Z о
F
о
о >
о
Z со
© Е.А. Егоров, 2023
2 <
С1
х
>
©
<
ш
о
X
о о
£
>
&
о о
о
<
С1
т
1С >
о
о
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время, в условиях постоянно растущей площади городов, увеличения количества зданий и сооружений, а также в связи с необходимостью продления сроков эксплуатации существующих зданий, по-прежнему очень актуальной является проблема усиления фундаментов зданий при их реконструкции и надстройке [1]. Основными критериями в выборе способа усиления является последующая эксплуатационная надёжность здания, экономичность выбранного метода, а также техническая возможность выполнения работ в условиях плотной городской застройки [2].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
При разработке проектов усиления фундаментов в условиях плотной городской застройки, в основном, рассматриваются следующие варианты: 1.) цементация фундаментов и контакта фундамент-грунт; 2.) устройство монолитной железобетонной фундаментной плиты или ленты с включением в работу существующих фундаментов; 3.) устройство свайных фундаментов из буроинъек-ционных свай. Выбор способа усиления зависит от различных факторов, основные из которых: а.) возможное увеличение нагрузки на существующие фундаменты, б.) техническое состояние существующих фундаментов до начала работ по усилению, в.) тип существующих фундаментов, г.) инженерно-геологические и гидрогеологические условия, д.) расстояние до фундаментов зданий окружающей застройки [3-5].
Усиление фундаментов с помощью цементации обычно выполняется при аварийном или ограниченно-работоспособном состоянии фундаментов (согласно ГОСТ 31937-2011), а также в случае незначительного увеличения нагрузок на существующие фундаменты, в процессе капитального ремонта или реконструкции здания. Возможность применения данного метода при увеличении нагрузок на фундаменты подтверждается расчётами в лицензионных программных комплексах, как в прочем и при любых других методах усиления [6-8].
Усиление фундаментов с помощью устройства новой монолитной железобетонной фундаментной плиты или ленты с включением в работу существующих фундаментов обычно выполняется при надстройке, в процессе реконструкции, от одного до нескольких этажей, а также в случае увеличения, например, эксплуатационных нагрузок. Наиболее эффективно этот способ целесообразно применять при нормативном и работоспособном состоянии фундаментов (согласно ГОСТ 31937-
2011), в случае значительного увеличения нагрузок на существующие фундаменты. Данный способ позволяет сохранить несущую способность существующих фундаментов и продолжать их использовать в процессе дальнейшей эксплуатации совместно с новыми фундаментами [9].
Наиболее универсальным способом усиления фундаментов в условиях плотной городской застройки является устройство свайных фундаментов из буроинъекционных или буро-набивных свай. Данный способ позволяет минимизировать влияние на здания окружающей застройки, при этом полностью восстановить или увеличить несущую способность фундаментов реконструируемого здания. Усиление фундаментов сваями производится двумя основными способами: пересадка существующих, например ленточных фундаментов, на буроинъекцион-ные сваи или подведение свай под подошву фундамента.
Для усиления ленточных фундаментов буро-инъекционные сваи могут устраиваться как с каждой стороны ленточного фундамента, так и с одной его стороны в один или два ряда (консольные и рычажные системы). Для пересадки столбчатых фундаментов сваи могут располагаться с двух противоположных сторон подошвы или вокруг нее. Сваи, подводимые под подошву фундамента, можно также располагать в один или несколько рядов в зависимости от конструкции существующего фундамента. Оголовки свай с усиливаемым фундаментом соединяются ростверками, выполняемыми в виде железобетонных поясов (для ленточных фундаментов) или железобетонных обойм (для столбчатых фундаментов). Если усиливаемые фундаменты не имеют достаточной прочности, то их дополнительно укрепляют обвязочными балками. Длина свай устанавливается по расчёту, в зависимости от характеристики грунтов, размеров поперечного сечения свай и нагрузок на фундамент [10-15].
При проектировании буроинъекционных свай усиления, работа старого фундамента, как правило, в расчетах не учитывается. Вся нагрузка от существующего здания, а также и дополнительная должны быть восприняты свайным фундаментом. Для предварительных соображений несущую способность свай определяют по расчету, уточнение ее производится путем испытания пробных свай статической нагрузкой непосредственно на строительной площадке, где производится усиление.
Ниже приводятся примеры реализованных, с участием автора статьи, объектов, на которых выполнялось усиление фундаментов различными способами. Все объекты расположены в условиях плотной городской застройки г.Москвы.
Рисунок 1 - Настасьинский переулок, дом 3.
Рисунок 3 - Ул.Ильинка, дом 3/8, стр.1
Адрес объекта Способы усиления фундаментов
1. Цементация фундаментов и контакта фундамент-грунт 2. Устройство монолитной железобетонной фундаментной ленты 3.Устройство свайных фундаментов из буроинъекционных свай
Настасьинский переулок, дом 3. Реализован, как наиболее оптимальный. Не реализован Не реализован
3-й Кадашевский пер., 7-9, стр. 1 Не реализован Реализован, как наиболее оптимальный. Не реализован
Ул.Ильинка, дом 3/8, стр.1 Не реализован Не реализован Реализован, как наиболее оптимальный.
S <
d
х
>
в
<
со о
X
о о
se >
&
о о
о
<
d
m
1С >
о
1С
о
Таблица 1 - способы усиления фундаментов
В таблице 1 приведены способы усиления фундаментов и реализованный метод для каждого из рассматриваемых объектов. Каждый из способов усиления мог иметь право на реализацию. Но в итоге, в качестве основного, принимался способ в зависимости от конкретных инженерно-геологических условий, необходимого объёма усиления, а также экономической эффективности.
Для здания, расположенного по адресу: г.Москва, Настасьинский переулок, дом 3 был выбран способ - цементация фундаментов и контакта фундамент-грунт, так как на данном объекте не было необходимости усиливать все ленточ-
ные фундаменты, а усиливались лишь отдельные участки, находящиеся в ограниченно-работоспособном или аварийном состоянии. Соответственно иные способы усиления оказались значительно дороже по стоимости и дольше по срокам выполнения работ.
Для здания, расположенного по адресу: г.Москва, 3-й Кадашевский пер., 7-9, стр. 1 был выбран способ - устройство монолитной железобетонной фундаментной ленты с включением в работу существующих фундаментов, так как на данном объекте, в процессе изыскательских работ, под большей частью здания был обнаружен засыпанный подвал и было принято решения произвести его откопку
до проектных отметок и восстановить подвальные помещения. Таким образом, в данном случае выбранный способ устройства ленты оказался наиболее эффективным с технической и экономической точки зрения. Соответственно способ цементации грунтов в данном случае не смог бы удовлетворить поставленные задачи, а усиление буроинъекцион-ными сваями в данном случае оказалось дороже по стоимости.
Для здания, расположенного по адресу: г.Москва, ул.Ильинка, дом 3/8, стр.1 был выбран способ - усиление фундаментов буроинъекционными сваями, так как на данном объекте предполагалась надстройка мансардного этажа, что привело бы к увеличению нагрузки на фундаменты. По результатам обследования существующих фундаментов и последующего выполнения расчётов, с учётом предполагаемой надстройки, оказалось, что усиление буроинъекционными сваями на дан-
ном объекте, наиболее оптимальный способ с технической и экономической точки зрения. В свою очередь способ цементации грунтов в данном случае не смог бы удовлетворить поставленные задачи, а способ устройства монолитной железобетонной фундаментной ленты, в данном случае, дороже по стоимости и дольше по срокам выполнения работ.
ВЫВОД
Вопрос о способах усиления фундаментов в каждом случае решается индивидуально. Решение зависит от конкретных условий эксплуатации и объёмов усиления, последующей эксплуатационной надёжности объекта и экономической эффективности выбранного способа. Статья основана на выполнении реальных проектных и строительных работ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборщиков С.Б. Теоретические закономерности и особенности организации воздействий на инвестиционно-строительную деятельность // Вестник МГСУ. 2009. № 2. С. 183 -187.
2. Sborshikov S., Vvedenskiy R., Markova I. Development of methods of operational and production management of construction of nuclear facilities // В сборнике: E3S Web of Conferences. 24. Сер. «24th International Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment», FORM 2021» 2021. DOI: 10.1051/e3sconf/202126302047
3. Горгорова Ю.В. Проектирование гостиниц для природно-климатических условий гор и предгорий Юга России // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/ archive/n4y2013/2087/.
4. Сборщиков С.Б., Лейбман Д.М. Система контроллинга инвестиционно-строительной деятельности, ее особенности при инжиниринговой схеме управления строительством технически сложных объектов // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2017. № 12. С. 21-32.
5. Журавлев П.А., Марукян А.М., Сборщиков С.Б. Структура предпроектной проработки в инвестиционно-строительном процессе застраиваемых городских территорий // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2022. № 1 (37). С. 45-54. DOI: 10.21869/2311-1518-2022-37-1-45-54
6. Савенок А.Ф., Е.И. Савенок. Основы экологии и рационального природопользования. Минск , 2004. С. 432.
7. Бродач М.М. Теплоэнергетическая оптимизация ориентации и размеров здания // Научные труды НИИ строительной физики. М., 1987. С. 97-101
8. Губернский Ю.Д., Лицкевич В.К. Жилище для человека. М., 1991. С. 35-43.
9. Gihan L. K. Garas, Hala G. El Kady, Ayman H. El Alfy. Developing a new combined structural roofing system of domes and vaults supported by cementitious straw bricks // Journal of Engineering and Applied Sciences, 2010, №4 URL: arpnjournals. com/jeas/research_papers/rp_2010/jeas_0410_324.pdf.
10. Mohammadjavad Mahdavinejad, Negar Badri, Maryam Fakhari, Mahya Haqshenas. The Role of Domed Shape Roofs in Energy Loss at Night in Hot and Dry Climate (Case Study: Isfahan Historical Mosques Domes in Iran) // American Journal of Civil Engineering and Architecture, 2013, №6 URL: pubs.sciepub.com/ ajcea/1/6/1/.
11. Стрельникова О.А. Особенности строительства в зонах опасных природных явлений / В сборнике: Дни студенческой науки. Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ студентов филиала НИУ МГСУ в г. Мытищи / Москв, 2020. С. 53-55.
12. Сборщиков С.Б., Попков А.Г Технология бестраншейной прокладки труб под дорогами и другими преградами // Сантехника. 2019. № 5. С. 20-29.
13. Свиридов И.А., Сборщиков С.Б. О некоторых особенностях современной организации реновации российских городов // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2019. № 5. С. 16-20.
14. Свиридов И.А., Сборщиков С.Б. Ретроспектива развития процессов организации ликвидации ветхого и аварийного фондов в странах Юго-восточной Азии // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2019. № 5. С. 21-25.
15. Коченкова Е.М. Формирование технических решений инженерной защиты территории / В сборнике: ДНИ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУКИ. Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ студентов филиала НИУ МГСУ в г. Мытищи / Москва, 2021. С. 90-93.
(D S —i 33
с
о
—I
с
33
m , го
(D СО
О S —I 33
с
о
—I
с
33
m .
G
33
О С Z о со A Z о
F
о
о >
о
Z со
S <
cl
х
>
в
REFERENCES
1. SborshikovS.B. Theoretical regularities and features of the organization of impacts on investment and construction activities // Vestnik MGSU. 2009. No. 2. pp. 183 - 187.
2. Sborshikov S., Vvedenskiy R., Markova I. Development of methods of operational and production management of construction of nuclear facilities // In the collection: E3S Web of Conferences. 24. Ser. «24th International Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment», FORM 2021» 2021. DOI: 10.1051/e3sconf/202126302047
3. Gorgorova Yu.V. Designing hotels for natural and climatic conditions of the mountains and foothills of the South of Russia // Engineering Bulletin of the Don, 2013, No. 4 URL: ivdon.ru/ru/ magazine/archive/n4y2013/2087 /.
4. Sborshikov S.B., Leibman D.M. The system of controlling investment and construction activities, its features in the engineering scheme of construction management of technically complex objects // Rationing and remuneration of labor in construction. 2017. No. 12. pp. 21-32.
5. Zhuravlev P.A., Marukyan A.M., Sborshikov S.B. The structure of pre-project study in the investment and construction process of built-up urban areas // Biosphere compatibility: man, region, technologies. 2022. No. 1 (37). pp. 45-54. DOI: 10.21869/23111518-2022-37-1-45-54
6. Savenok A.F., E.I. Savenok. Fundamentals of ecology and rational nature management. Minsk, 2004. p. 432.
7. Brodach M.M. Thermal energy optimization of orientation and dimensions of the building // Scientific works of the Research Institute of Construction Physics. M., 1987. pp. 97-101
8. Gubernsky Yu.D., Litskevich V.K. Housing for a person. M., 1991. pp. 35-43.
9. Gihan L. K. Garas, Hala G. El Kady, Ayman H. El Alfy. Developing a new combined structural roofing system of domes and vaults supported by cementitious straw bricks // Journal of Engineering and Applied Sciences, 2010, №4 URL: arpnjournals.com/ jeas/research_papers/rp_2010/jeas_0410_324.pdf.
10. Mohammadjavad Mahdavinejad, Negar Badri, Maryam Fakhari, Mahya Haqshenas. The Role of Domed Shape Roofs in Energy Loss at Night in Hot and Dry Climate (Case Study: Isfahan Historical Mosques Domes in Iran) // American Journal of Civil Engineering and Architecture, 2013, No. 6 URL: pubs.sciepub.com/ ajcea/1/6/1 /.
11. Strelnikova O.A. Features of construction in areas of natural hazards / In the collection: Days of Student Science. Collection of reports of the scientific and technical conference on the results of research works of students of the branch of the NRU MGSU in Mytishchi / Moscow, 2020. pp. 53-55.
12. Sborshikov S.B., Popkov A.G. Technology of trenchless pipe laying under roads and other obstacles // Plumbing. 2019. No. 5. pp. 20-29.
13. Sviridov I.A., Sborshikov S.B. On some features of the modern organization of renovation of Russian cities // Rationing and remuneration of labor in construction. 2019. No. 5. pp. 16-20.
14. Sviridov I.A., Sborshikov S.B. A retrospective of the development of the processes of organizing the liquidation of dilapidated and emergency funds in the countries of Southeast Asia // Rationing and remuneration of labor in construction. 2019. No. 5. pp. 21-25.
15. Kochenkova E.M. Formation of technical solutions for engineering protection of the territory / In the collection: DAYS OF STUDENT SCIENCE. Collection of reports of the scientific and technical conference on the results of research works of students of the branch of the NRU MGSU in Mytishchi / Moscow, 2021. pp. 90-93.
■
<
CQ О X
u о
se >
&
о о
u
ОБ АВТОРАХ
Егоров Евгений Александрович - аспирант Корпоративной кафедры строительство объектов атомной отрасли, старший преподаватель кафедры архитектурно-строительного проектирования. Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет «НИУ МГСУ»: 129337, Центральный федеральный округ, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26
BIONOTES
<
CI
to
J
>
о
Egorov Evgeny Aleksandrovich - Postgraduate student of the Corporate Department of Construction of Nuclear Industry Facilities, Senior Lecturer of the Department of Architectural and Construction Design. National Research Moscow State University of Civil Engineering «NRU MGSU»: 129337, Central Federal District, Moscow, Highway Yaroslavskoe, 26
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. The author declare no conflicts of interests.
Поступила в редакцию 23.01.2023. Одобрено после рецензирования 20.02.2023. Одобрена к публикации 23.03.2023. The article was submitted 23.01.2023. Approved after peer review 20.02.2023. Approved for publication 23.03.2023.
о
