Научная статья на тему 'Закрепление грунта по струйной технологии для реконструкции зданий'

Закрепление грунта по струйной технологии для реконструкции зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
281
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТРУЙНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ СЛАБЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ / JET GROUTING TECHNOLOGY OF SOFT CLAYEY SOILS CONSOLIDATION / ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ СВАЯМИ ВДАВЛИВАЮЩЕЙНАГРУЗКОЙ / TEST OF SOILS WITH PILES UNDER PRESSING LOAD / УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ / FOUNDATION STRENGTHENING

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Богов С.Г.

Реконструкция зданий, ремонт и прокладка глубоких инженерных коммуникаций в условиях слабых пылевато-глинистых грунтов при высоком уровне подземных вод остается одной из трудно решаемых задач современного строительства. Технологии устройства котлованов и глубоких траншей в условиях плотной городской застройки и сложных геологических условий приобретают важную роль, так как большое число объектов было возведено со сверхнормативными деформациями. Показано, что проблемой является снижение величин дополнительной осадки при увеличении нагрузок принадстройке старых зданий, пристройке к ним новых, прокладке и ремонте подземных коммуникаций, проходке тоннелей метрополитена и др. Сделан вывод о необходимости испытания цементогрунтовых столбов статической вдавливающей нагрузкой на опытных площадках перед массовым изготовлением конструкций, возведенных по струйной технологии.Reconstruction of buildings, repairing and laying of sunken engineering networks in soft silty-clayey soils with a high groundwater level remains one of thetough problems of modern construction. The technology of arranging excavations and deep trenches under the conditions of high-density urban developmentgains an important role as a large number of objects have been built with above-limit deformations. It is shown that the problem is the reduction of values ofadditional settling when increasing loads in the course of adding storeys to old buildings, attaching new structures to old ones, laying and repairing undergroundcommunications, subway tunnel boring etc. It is concluded that testing cement-ground pillars with a statically pressing load on test sites is necessary before massconstruction of structures with the use of jet grouting.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Богов С.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Закрепление грунта по струйной технологии для реконструкции зданий»

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Underground construction

УДК 624.131

С.Г. БОГОВ, инженер (s.bogov@georec.spb.ru)

ООО «ИСП Геореконструкция» (190005, Санкт-Петербург, Измайловский пр., 4., оф. 414)

Закрепление грунта по струйной технологии для реконструкции зданий

Реконструкция зданий, ремонт и прокладка глубоких инженерных коммуникаций в условиях слабых пылевато-глинистых грунтов при высоком уровне подземных вод остается одной из трудно решаемых, задач современного строительства. Технологии устройства котлованов и глубоких траншей в условиях плотной городской застройки и сложных геологических условий приобретают важную роль, так как большое число объектов было возведено со сверхнормативными деформациями. Показано, что проблемой является снижение величин дополнительной осадки при увеличении нагрузок при надстройке старых зданий, пристройке к ним новых, прокладке и ремонте подземных коммуникаций, проходке тоннелей метрополитена и др. Сделан вывод о необходимости испытания цементогрунтовых столбов статической вдавливающей нагрузкой на опытных площадках перед массовым изготовлением конструкций, возведенных по струйной технологии.

Ключевые слова: струйная технология закрепления слабых глинистых грунтов, испытания грунтов сваями вдавливающей нагрузкой, усиление фундаментов.

S.G. BOGOV, Engineer (s.bogov@georec.spb.ru) OOO «ISP Georeconstruction» (4, оf.414, Izmaylovsky Avenue, 190005 Saint Petersburg, Russian Federation)

Soil Consolidation with the Use of Jet Grouting for Reconstruction

Reconstruction of buildings, repairing and laying of sunken engineering networks in soft silty-clayey soils with a high groundwater level remains one of the tough problems of modern construction. The technology of arranging excavations and deep trenches under the conditions of high-density urban development gains an important role as a large number of objects have been built with above-limit deformations. It is shown that the problem is the reduction of values of additional settling when increasing loads in the course of adding storeys to old buildings, attaching new structures to old ones, laying and repairing underground communications, subway tunnel boring etc. It is concluded that testing cement-ground pillars with a statically pressing load on test sites is necessary before mass construction of structures with the use of jet grouting.

Keywords: jet grouting technology of soft clayey soils consolidation, test of soils with piles under pressing load, foundation strengthening.

Инженерно-геологические условия Санкт-Петербурга неоднородны и специфичны. С поверхности залегают современные техногенные отложения (иногда значительные по мощности), ниже послеледниковые отложения, представленные пылеватыми и мелкозернистыми песками, супесями, реже среднезернистыми песками и суглинками. Мощность послеледниковых отложений может достигать до 20 м. Уровень подземных вод, как правило, находится на отметке ~2 м от дневной поверхности. Коэффициент фильтрации большинства грунтов - мелких и пылеватых песков и пылевато-глинистых разностей менее 2 м/сут. Поэтому крайне важным является вопрос превентивного закрепления грунтов в основании зданий, дна котлованов и траншей для создания противофильтрационной завесы (ПФЗ) до начала производства земляных работ. Оптимально закрепление слабых водонасыщенных грунтов возможно успешно выполнить только по струйной технологии. Закрепленный слой цементогрунта при вскрытии будет выполнять роль нижнего распорного крепления ограждения. Известно, что при струйном закреплении на объектах возникают проблемы [1-3]. При проектировании следует прогнозировать, какой диаметр закрепления возможен из одной скважины, какой прочностью закрепленный грунт будет обладать и через какое время цементогрунт набирает достаточную прочность для начала передачи нагрузки или вскрытия (котлована, подвала).

92014 ^^^^^^^^^^^^^

Формирование в грунтах колонн цементогрунта. При использовании однокомпонентной технологии закрепления грунтов (Jet 1) для разрушения и перемешивания исходного природного грунта естественного сложения применяется только струя цементного раствора. В том случае, когда сопла в мониторе расположены горизонтально, диаметр колонны закрепленного грунта определяется размером образуемой врубовой щели в массиве.

Первоначальный этап закрепления грунта после бурения лидерной скважины - погружение монитора на проектную отметку должен начинаться с формирования «врубовой полости» радиусом R, где давление струи падает до нуля [1]. После формирования «врубовой полости», когда струя раствора должна размыть и перемешать с цементом грунт, следует начинать плавный подъем монитора из скважины с заданной скоростью v и частотой вращения ©, при этом радиус R будет сохраняться. Врубовая полость при вращении монитора создается в грунте комплексным воздействием - динамическим, ударным и абразивным воздействием струи жидкости на вогнутую стенку буровой скважины. Далее в песчаных грунтах стенки скважин теряют устойчивость и деформируются под действием собственного веса подмытого объема грунта с учетом действия удерживающих сил грунтоцементной пульпы в скважине; локально происходит разжижение и оплывание стенок скважины, а в глинистых грунтах сдвиговые деформа-

— |51

Подземное строительство

Ц M .1

Научно-технический и производственный журнал

ции конусного объема подмытого грунта. Грунт в значительной части диспергируется: часть остается в цементо-грунтовом теле, а часть транспортируется на дневную поверхность [2]. Очевидно, что чем больше частиц цемента раствора будет содержаться в составе формируемого столба, тем выше будет его конечная прочность. Чем меньше будет водоцементное отношение размывающего раствора и меньше влажность исходного слабого грунта, тем выше будет его конечная прочность и тем раньше можно передавать на него нагрузки.

Скорость подъема монитора из скважин может определяться опытным путем для достижения наибольшей однородности создаваемого материала. Для гарантированного получения заданного диаметра колонны закрепленного грунта верхние и нижние сопла монитора располагают под углом друг к другу - точка пересечения осей этих сопел будет определять задаваемый радиус закрепления. Для повышения эффективности струйной технологии необходимо приблизиться к условиям работы «свободной незатоплен-ной» струи, что оказывается возможным в случае применения струи раствора под защитой коаксиальной струи воздуха в совокупности с применением растворов с высокой плотностью (порядка 1,6 г/см3) - это так называемая двухкомпо-нентная технология (Jet 2). При использовании технологии Jet 2 диаметр закрепления увеличивается, а прочность материала закрепляемого массива при равном расходе цемента на 1 м длины колонны снижается. Это вынуждает применять следующие технологические приемы предварительного размыва грунта водой, введение в цементный раствор химических добавок, увеличение расхода цемента на погонный метр колонны. При действии струи, обеспечивающей разрушение грунта, содержание цемента в цементогрунтовом материале создаваемой колонны будет зависеть от исходного соотношения массы воды и цемента mw/m; расхода раствора, приведенного к скорости подъема монитора.

В случае закрепления грунтов по двухкомпонентной технологии в пределах размываемого диаметра грунт будет максимально дезинтегрирован. Средняя скорость аэрированного потока грунтоцементной смеси в затрубном пространстве буровой скважины, при которой частицы грунта будут удерживаться во взвешенном состоянии, равна:

4 •((?„ + (?„)

К=-

(1)

где 0р и <2в - расход раствора и воздуха, м3; и Х)2 - диаметры буровой трубы и скважины соответственно, м.

Для транспортирования цементного раствора, обогащенного разрушенной породой в затрубном пространстве, нужны значительные расход и давление цементного раствора. Для слоя грунта, подвергаемого закреплению, когда известен гранулометрический состав и процентное содержание частиц диаметром, большим (, который останется в скважине и будет являться «инертным» заполнителем цементогрунта, частицы диаметром, меньшим (, будут транспортироваться из скважины на поверхность в виде излива. Массив цементогрунта будет состоять из частиц закрепляемого объема грунта, частиц цементного раствора со своим водотвердым отношением. Зная распределение частиц по фракциям в исходном грунте в объеме закрепления, можно оценить количество частиц в закрепляемом цементогрунтовом массиве, для которых скорость восходящего потока будет недостаточной для выноса из

скважины. Эти частицы останутся в скважине и будут являться инертным заполнителем в создаваемой цементо-грунтовой конструкции. Содержание цемента в цементо-грунтовой смеси также зависит от технологических параметров размыва и, как правило, находится в пределах от 40 до 60% от объема закрепленного массива. При ведении работ необходимо учитывать, что в случае, если скорость восходящего потока грунтоцементной пульпы в затрубном пространстве будет меньше критической скорости, вынос частиц из скважины может практически прекратиться, а при избыточном расходе вынос пульпы через затруб-ное пространство может приводить к увеличению давления в зоне размыва к гидравлическому разрыву пласта. При инъекции в несвязанных пластах горных пород происходит гидроразрыв (Камбефор А., 1971) в момент, когда напряжения будут выше или равны напряжениям, вызванным собственным весом грунта. При этом давление разрыва определяется уравнением:

m т-1

Рп =

Утр h m-1

(l+sin ф),

(2)

где Рц - давление гидроразрыва; 1/т - коэффициент Пуассона; Угр - удельный вес грунта, Л - глубина пласта.

В грунтовом массиве цементный раствор смешивается с водонасыщенным природным грунтом, при этом очевидно происходит изменение его первоначальных свойств. В данном случае следует оценивать получаемое водотвердое отношение (отношение массы воды к суммарному значению массы цемента и грунта). При закреплении грунтов с повышенным содержанием глинисто-коллоидных частиц, обладающих гидрофильными свойствами, для получения материала с необходимыми прочностными свойствами требуется большее количество вяжущего, чем для песчаных. В глинистых грунтах для получения проектных прочностных показателей предпочтительным является максимальное замещение размытого грунта цементным раствором. Увеличение прочности грунтоцементного камня можно получить путем снижения интенсивности перехода частиц размываемого глинистого грунта в цементный раствор. Для этих целей в цементный раствор вводятся ингибирующие добавки, снижающие диспергирование и размокаемость глинистых грунтов в результате уменьшения поверхностной гидратации за счет замены катионов обменного комплекса на менее гидратирующие и путем уменьшения межплоскостной гидратации и др.

На основании проведенных исследований было установлено, что высокое водотвердое (В/Т) значение исходной цементогрунтовой смеси препятствует получению требуемой прочности камня даже при высоком расходе цемента [2]. В то же время уменьшение воды затворения в исходном цементном растворе обеспечивает существенный прирост прочности получаемого цементогрунтового камня. При устройстве закрепления с использованием растворов с тем же водоцементным соотношением (В/Ц), не в суглинках, а в супесчаных и песчаных грунтах прочность це-ментогрунта может быть достигнута существенно выше. На рис. 1 приведены данные испытаний цементогрунта при лабораторном смешивании частей грунта и цемента. Очевидно, что грунты, обладающие большим содержанием песчаных частиц, закрепляются лучше, а глинистые частицы из скважины в первую очередь будут транспортированы на поверхность.

Научно-технический и производственный журнал

11пс1егдгоипс1 сопБ^ийюп

£

30

25

1 - прочность образцов серии 1

2 - прочность образцов серии 2

3 - прочность образцов серии 3 _4 - прочность образцов серии 4

-----прочность/содержание цемента

20

15 -

10 —

5

0

10 20

Содержание цемента, %

Рис. 1. Прочность суглинка, закрепленного портландцементом в возрасте 28 сут

Прочность цементогрунтового материала 10 МПа в возрасте 28 сут может быть достигнута при содержании цемента не менее 50% и начальном содержании воды в твердеющей смеси не более 50%. При устройстве конструкций по одно- и двухкомпонентной технологиям наиболее высокими прочностными характеристиками будет обладать материал с исходным содержанием песчаных частиц не менее 25%.

После изготовления столбов в маловлажных грунтах будет наблюдаться фильтрация влаги из материала сваи в окружающий грунт. Это уменьшит В/Т, что положительно отразится на скорости твердения и прочности материала. При устройстве закреплений в сильно обводненных грунтах для получения гарантированной прочности материала потребуется повышенный расход цемента, так как будет происходить увеличение В/Ц. В таких случаях могут быть опробованы цементные растворы, содержащие пластифицирующие добавки и имеющие более низкие В/Ц или растворы на пуццолановом цементе. На время набора прочности це-ментогрунтом существенное влияние оказывает не только содержание воды, глинистых частиц, соотношение цемента и грунта в массиве цементогрунта, но и обеспечение доступа воздуха для снижения влажности. Кроме прочности основным фактором для расчетов деформаций конструкций является модуль упругости (деформации) композитного цементогрунтового материала. Важными вопросами, например для определения начала вскрытия котлована, является время набора прочности закрепленного грунта, методика отбора образцов, их размера, испытания, а также условий хранения.

В определении деформационных свойств закрепленного грунта существует противоречие: так, в случае испытаний по ГОСТ 24452-80 «Бетоны. Методы определения при-зменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона» модуль упругости вычисляется по определенным в процессе испытания нагрузкам ^ и 0,3 Pp, где Pp - разрушающая образец нагрузка) и продольным и поперечным относительным упругомгновенным деформациям. Разрушающая нагрузка для цементогрунтовых образцов может варьироваться от 1 МПа до более 10 МПа.

В случае испытаний образцов по ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости» нагрузку при испытаниях определяют из условия, что на первой ступени на-гружения давление должно быть равно напряжению от собственного веса грунта на глубине отбора образца, а на последней ступени - расчетному сопротивлению грунта под подошвой фундамента R. Полученные при таких испытаниях значения модуля для цементогрунта могут сильно отличаться. Использование в расчетах заниженных значений модуля будет приводить к неверным значениям перемещениям и необходимости увеличения мощности закрепления. Модуль деформаций цементогрунта необходимо определять в диапазоне действующих на созданную конструкцию давлений.

Устройство цементогрунтовых колонн по технологии ]вИ для усиления фундаментных плит. Проектом усиления деформированной из-за неполной выторфовки фундаментной плиты под технологическое оборудование цеха очистки осадка на Северной станции аэрации в пос. Ольгино (Ленинградская обл.) предусматривалось устройство цементогрунтовых столбов. Инженерно-геологические условия строительства были представлены следующими отложениями: техногенные грунты, болотные, послеледниковые и ледниковые отложения. Техногенные отложения -насыпные грунты (мощность слоя до 4 м) представлены песками разнозернистыми с включением строительного мусора и щебня. Болотные отложения - торф, от плохо до сильно разложившегося. Первоначальная мощность составляла 6 м, позднее была уменьшена при инженерной подготовке территории участка до 1,5 м. Послеледниковые отложения представлены суглинками пылеватыми коричневыми и серыми с включением дресвы и мелкого щебня, от тугопла-стичной до текучей консистенции. Мощность данных отложений до 10 м. Ледниковые отложения - суглинки и супеси пылеватые с гнездами и прослоями песка, тугопластич-ные (табл. 1). Для устройства цементогрунтовых колонн ли-дерная скважина выполнялась с промывкой малоглинистым раствором длиной 8,6 м, размыв ствола скважины через сопла монитора осуществлялся цементным раствором с В/Ц=1. Подъем монитора из скважины осуществлялся со скоростью порядка 1 м/мин. Свая армировалась на всю глубину пространственным каркасом. На опытной площадке была устроена контрольная буроинъекционная свая диаметром 132 мм, длиной 8,6 м. После проведения статических испытаний грунтов сваями на опытной площадке была выполнена откопка свай с фиксацией размеров и состояния тела сваи, определением расчетных параметров, отбором проб бетона и грунта. Был сделан вывод о достижении проектных результатов и эффективности устройства усиления фундаментной плиты сваями, устроенными по струйной технологии, так как сваи выполняются через минимальные отверстия в фундаментной плите.

Устройство свай с развитой боковой поверхностью и площадью острия и несущей способностью почти в 2,5 раза выше позволило стабилизировать развитие деформаций фундаментной плиты в сжатые сроки и меньшим количеством свай (рис. 2).

Усиление ленточных фундаментов цементогрунтовыми колоннами. Усиление фундаментов зданий с использованием струйной технологии стали активно применять путем создания под подошвой фундамента массива закреплен-

92014

53

Подземное строительство

------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Научно-технический и производственный журнал

Таблица 1

Физико-механические характеристики грунтов площадки № 1

Наименование грунтов р, кН/м3 I Ф с, кПа E, МПа

Торф плохо разложившийся, насыщенный водой, мощностью 5,6-2 м 13,7 - - - 0,1

Суглинки пылеватые тугопластичные мощностью 0,9-1,5 20 0,46 20 22,4 14

Суглинки пылеватые тугопластичные мощностью 0,9-1,5 19 0,8 14 22,4 8

Супеси пылеватые полутвердые мощностью 1,7 м 21,4 -0,12 27 35 26

Супеси с гравием, галькой полутвердые мощностью 1,1 м 22,9 -0,5 30 50 32

Супеси с гравием, галькой мягкопластичные мощностью до 4 м 22,4 0,28 26 15 10

Пески средней крупности, плотные, насыщенные водой мощностью до 4 м 21 - 38 2 40

Пески крупные гравелистые и гравийный грунт плотные, насыщенные водой мощностью 6 м 21 - 40 1 40

50

100

кН 150

200

250

300

Рис. 2. График статических испытаний свай на опытной площадке № 1. Буроинъекционная свая (=132 мм (1); свая по струйной технологии (=420мм (2)

ного грунта из колонн. При этом колонны можно расположить, реализуя традиционную «козловую» схему или создавая аналог пирамидальной конструкции - пирамида вниз. Техническое решение по первому варианту позволяет увеличить несущую способность ленточных фундаментов. При этом нагрузка передается на большую площадь и глубину, а вертикальная действующая нагрузка, раскладываясь на составляющие, уплотняет клин грунта между столбами. По второму варианту образующимся конусом из цементогрун-товых элементов раздвигается и уплотняется окружающий грунт. Трение по боковой поверхности столбов по первому варианту реализуется фактически сразу и по внутренней и по внешней поверхности колонн, а при втором варианте -только по внешней.

На начальном этапе усиления при создании под подошвой ленточного фундамента первых колонн на расстоянии 8с1 и более друг от друга создаваемые конструкции следует рассматривать как сваи, рассчитывая их несущую способность как по грунту, так и по материалу с оценкой сроков набора прочности материалом сформированной колонны. В случае необходимости колонна может быть заарми-рована.

При дальнейшем продолжении работ по созданию це-ментогрунтовых столбов расстояние между ними будет уменьшаться до 6С и 1С; при этом одни сваи набрали прочность, другие еще нет - очевидно, что будет возникать взаимное влияние свай друг на друга. Назначать последовательность устройства скважин необходимо с учетом времени набора прочности соседних колонн. Необходимо производить проверку основания здания по деформациям, так как площадь подошвы фундамента для передачи на грунты основания действующей нагрузки будет уменьшаться при устройстве закреплений, а материал выполненных цемен-

тогрунтовых элементов к этому времени может не набрать прочность.

После создания закрепленного массива цементогрунта под подошвой старых фундаментов будет создан искусственный грунт со свойствами, близкими самому фундаменту. Созданная конструкция должна быть смоделирована и рассчитана по прочности, по деформациям и при необходимости на всплытие. Также следует предусматривать проблему усадочных деформаций, исключая эту часть технологической осадки техническими мерами. Для этой цели должен закладываться специальный технологический процесс опрессовки зоны подошва фундамента - цементогрун-товый столб. Проведенные работы показывают, что, как правило, 15 - 20% от общего количества столбов опрес-совывается на начальном этапе без роста давления, что является свидетельством имеющихся под подошвами фундаментов зон поглощений из-за процессов седиментации и усадки.

Испытания грунтов сваями по технологии Jet 2. Инженерно-геологические условия площадки № 2 (табл. 2) с поверхности были представлены следующими геологическими напластованиями: техногенные отложения, представленные строительным мусором с супесчаным заполнением; песок крупнозернистый; ниже залегают пески пылеватые с редкими растительными остатками средней плотности, насыщенными водой; ниже залегают суглинки пылеватые, ленточные, очень мягкопластичные. С глубины 8,5-9,5 м залегают суглинки пылеватые, слоистые, мягкопластичной консистенции; ниже супеси пылеватые пластичные с гравием и галькой. Прочные моренные отложения находятся на глубинах порядка 18 м.

Работы на опытной площадке ставили целью изготовить сваи диаметром 0,6 м и диаметром 0,75 м длиной, в грунте 5 м и сравнить их несущую способность (рис. 3). Для этого цементогрунтовые сваи № 1 и № 2 устраивались путем размыва ствола скважин 00,25 м в пределах нижних 3 м, т. е. в слоях грунта естественного сложения, в уровне подошв ленточных фундаментов. Размыв выполнялся цементным раствором с В/Ц=0,9, давлением струи 5-6 МПа и давлением подаваемого воздуха 0,45 МПа; скорость вращения монитора составляла порядка 15 оборотов в мин. Отличительной особенностью при устройстве сваи № 1 и № 2 была скорость подъема монитора из скважины, т. е. фактический расход раствора на 1 м длины и время обработки грунта. Так, скорость подъема монитора у сваи № 1 составляла 1 м/мин, а у сваи № 2 скорость подъема была 0,5 м/мин. Контрольная свая длиной 5 м и диаметром 0,25 м выполнялась без размыва ствола. Для проведения статических испытаний все сваи армировались на всю глубину.

0

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Underground construction

Таблица 2

Физико-механические характеристики грунтов площадки № 2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Наименование грунтов р, кН/м3 I, Ф с, кПа E, МПа

Насыпной грунт мощность 2 м 16

Пески пылеватые мощностью 3-3,5 м 19,4 1,24 25 1 10

Суглинки пылеватые мощностью 3,5-4 м 17,7 0,9 7 5 4

Суглинки пылеватые мощностью 1,2-1,5 м 19,1 0,9 12 10 7

Супеси пылеватые мощностью 3 м 22,4 0,45 28 13 9

Суглинки пылеватые с гравием и галькой тугопластичные мощностью 3-4 м 20,2 0,68 18 23 11

Песок пылеватый плотный, насыщенный водой 20,7 - 30 4 18

Супеси пылеватые с гравием и галькой полутвердые 23 -0,91 31 4 28

кН

0 100 200 300 400 500

2 — свая из закрепленного грунта диаметром 0,6 м длиной 5 м;

3 — контрольная буроинъекционная свая диаметром 0,25м длиной 5м

В соответствии с СН 22.13330.2011 при проведении реконструкции зданий осадка фундамента Sadu не должна превышать допустимые нормативные значения, для Санкт-Петербурга это от 10 до 30 мм (ТСН 50-302-2004) в зависимости от их технического состояния, а для исторических зданий и меньше. Хорошо известно, что во время усиления фундаментов для большинства технологий происходят «технологические осадки». Они связаны с передачей нагрузки на новые, неуплотненные слои грунта и постепенным включением в работу усиливающих элементов (свай, колонн), с усадкой цементного раствора и т. д. Их величины зависят от грунтовых условий, опыта исполнителей, интенсивности ведения работ, а также от учета всех особенностей технологии и расчетов.

По данным (Лапшина Ф.К., 1979), при начальном этапе нагружения свай, до включения в работу острия сваи должна произойти сдвиговая осадка, величина которой зависит от свойств окружающих грунтов. В условиях пылеватых глинистых грунтов сдвиговая осадка сваи составляет порядка 5-7 мм. Учитывая это, несущую способность цементогрун-товых свай усиления по результатам статических испытаний следует оценивать при осадке не 40 мм, а 10-15 мм. При этом суммарная деформация с величиной технологической осадки не будет превышать предельного значения допустимой осадки при реконструкции зданий, в том числе исторических. В комплексе с устройством закрепления грунтов под фундаментами межевых стен сохраняемых зданий этот подход позволяет обеспечивать проведение работ с осадками, не превышающими нормативных значений.

9'2014 ^^^^^^^^^^^^^

Выводы.

Струйное закрепление грунтов в основании днищ котлованов, разрабатываемых вблизи зданий в условиях водона-сыщенных пылевато-глинистых грунтов, с применением короткого шпунта позволяет минимизировать деформации в сложных условиях Санкт-Петербурга и оптимально выполнять глубокие котлованы.

Технология струйного закрепления позволяет производить усиление фундаментных плит и грунтов оснований ленточных фундаментов реконструируемых зданий в стесненных условиях городских строительных площадок.

Несущая способность колонн закрепленного грунта по струйной технологии оказывается выше несущей способности свай усиления за счет развития боковой поверхности и площади острия, что позволяет рекомендовать их в условиях, когда прочные грунты залегают на значительной глубине.

Контроль качества устройства конструкций, возведенных по струйной технологии, следует не ограничивать отбором кернов из конструкции, а применять и испытания це-ментогрунтовых столбов статической вдавливающей нагрузкой на опытных площадках перед их массовым изготовлением.

Список литературы

1. Богов С.Г. Адаптация струйной технологии для целей освоения подземного пространства в исторической части Санкт-Петербурга в условии слабых грунтов // Жилищное строительство. 2014. № 3. С. 25-30.

2. Богов С.Г. Применение цементных растворов для струйной технологии закрепления грунтов с учетом их реологических свойств // Гидротехника. 2013. № 4. С. 84-86.

3. Черняков А.В. Оценка долговечности грунтобетона в струйной технологии // Строительные материалы. 2011. №. 10. С. 37-39.

References

1. Bogov S.G. Adaptation of jetting technology for development of underground space in the historical part of Saint-Petersburg under conditions of weak soils. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 3, pp. 25-30. (In Russian).

2. Bogov S.G. Use of cement mortars for jet technology of fixing of soil taking into account their rheological properties. Gidrotekhnika. 2013. No. 4, pp. 84-86. (In Russian).

3. Chernyakov A.V. Evaluation of durability of soil-concrete in jet technology. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2011. No. 10, pp. 37-39. (In Russian).

- l55

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.