Основные преимущества джет-свай
Полностью исключаются ручные земляные работы. Бурение скважин ведется непосредственно через фундамент, не затрагивая коммуникаций, проходящих около зданий и в подвалах. Используя малогабаритное оборудование, можно вести работы из подвала высотой 2,0 — 2,5 м. В случае необходимости работы можно вести с первого этажа здания. Совершенно не изменяется внешний вид конструкции, что немаловажно при работе на памятниках архитектуры. Можно вести работы на действующих предприятиях без остановки производственного процесса. Затраты ручного труда на всех технологических операциях минимальные; способ экономичен, с низким расходом материалов. Очевидна экологическая чистота способа по сравнению с химическими методами закрепления, что важно в условиях жесткого экологического контроля. Отметим отдельные недостатки указанных свай: Недостаточная изученность работы тонких свай в слабых грунтах. Низкая несущая способность из-за небольшого диаметра и, соответственно, малой боковой поверхности и площади острия. Сложность надежного закрепления головы сваи в случае ветхого фундамента, который в последующем работает как ростверк. Отсутствие соответствующего расчета. Неопределенность в формировании необходимого диаметра при устройстве буроинъекционных свай в слабых грунтах.
Неизученность работы тонкой длинной сваи как элемента, армирующего толщу слабого грунта. Невозможность устройства ствола сваи из тяжелого бетона (скважину малого диаметра можно заполнить только цементными растворами). Несмотря на все отмеченные недостатки, в Италии, ФРГ, Франции, Швеции и России с помощью таких свай успешно усилены здания, включая аварийно-деформированные памятники, и даже возведены новые фундаменты в сложных условиях примыкания новых зданий к старым на слабых грунтах.
В Риме усилен собор св. Андрея, в Венеции — наклонная башня «Бурано» на острове с этим же названием. Успешно работают в этом направлении специализированные фирмы «Fondedile», «Bauer», «Кеller», «Miver», «Fundex» и др. [31, 79, 112, 114]. В Москве усилены здания уникальных памятников — Третьяковской галереи, театра МХАТ, музея Андрея Рублева и др. [32, 41]. В Петербурге выполнено оригинальное усиление оснований и фундаментов костела Св. Екатерины (Невский пр.,32) при общем количестве свай более 1200 шт. (крупнейший объект России по объемам усиления — см.рис. 6.16); Приоратского дворца в Гатчине. Эти работы выполнялись по проекту и при научном руководстве автора главы силами фирм «Геореконструкция» и «Геощит».
Во многих случаях, как отмечалось на международных геотехнических конгрессах в Неаполе (1996) и Гамбурге (1997), не существует реальной альтернативы применению буроинъекционных свай для спасения исторических зданий. Рис. 6.10. Схема устройства стенки из свай с использованием струйной технологии (jet grouting): 1 — буровая скважина до плотных грунтов; 2 — инъектор; 3 — формируемая свая; 4 — компрессор; 5 — насос для подачи воды; 6 — емкости цемента и песка; 7 — растворонасос Анализируя материалы последних международных конференций, симпозиумов, а также отечественных публикаций и разработок, можно отметить в качестве перспективного направления метод «jet grouting» — высоконапорных инъекций твердеющего раствора в грунт. Этот метод, известный также под назанием «струйная технология», разработан в середине 70-х гг. в Японии и широко используется в ФРГ, Италии, Франции.
Технологическая последовательность работ по такому методу заключается в следующем (рис. 6.10): производят бурение скважины 1; в скважину погружают инъектор 2 со специальным калиброванным отверстием — соплом; подают под большим давлением (до 100 МПа) инъекционный раствор; осуществляют подъем инъектора с одновременным его вращением; формируют сваю нужного диаметра или стенку из свай.
Важным фактором укрепления массива грунта или усиления фундаментов с использованием струйной технологии является возможность поддержания больших давлений (до 80 — 100 МПа). Это предъявляет определенные требования к используемому оборудованию, подводящим трубопроводам и пр. В качестве примера можно привести успешно реализованные проекты усиления оснований и фундаментов берегового устоя моста через Дунай (рис.6.11) и памятника военной архитектуры в Вене (казармы Россауэр). Последний был построен в 1870 г. на деревянных сваях (см. рис.6.11, б). Необходимость усиления определили 2 фактора: резкое увеличение нагрузок в связи с заменой перекрытий и гниение голов свай из-за понижения горизонта подземных вод. Разрабатывались конкурсные варианты усиления оснований и фундаментов.
Была выбрана струйная технология. Фактически принятая технология удовлетворяла всем расчетным геотехническим и конструктивным требованиям:
Рис. 6.11.
Усиление оснований зданий и сооружений с использованием струйной технологии: а — подпорная стена берегового устоя моста через Дунай; б — памятник военной архитектуры в Вене (казармы Россауэр); 1 — буровой станок SC-1 (Кеller); 2 — существующий фундамент; 3 — деревянные сваи; 4 — укрепленные массивы грунта; 5 — ступени спуска; 6 — подпорная стена канала исключение из работы деревянных свай со сгнившими головами; передача давления от массивного 5-этажного здания с размерами в плане 136х275 м на прочные гравийно-щебенистые грунты; исключение нарушений в работе коммуникаций, идущих вдоль здания с наружной стороны; полная стабилизация всех осадок при увеличенной нагрузке.
Учитывая необычность такого рода усиления и дискуссионность отдельных технологических моментов, остановимся подробно на деталях, имеющих отношение к дальнейшему анализу. Для инъекции растворов использовали буровую установку на гусеничном ходу SC-1 фирмы Кеller (ФРГ).
Габариты установки позволяли ей перемещаться через проем шириной 0,8 м и работать в подвальном помещении при высоте 2,8 м. Основные преимущества струйной технологии в условиях слабых грунтов: возможность ведения работ в любых неблагоприятных грунтовых и в стесненных условиях; экологическая чистота всех технологических операций. Однако струйная технология имеет и ряд недостатков, основными из которых являются: опасность локальных деформаций в процессе временного размыва грунтового массива под фундаментом до набора прочности; высокая стоимость и материалоемкость из-за больших объемов закрепления грунта; повышенная опасность при работе с высоким давлением.
В любом случае струйные технологии перспективны и успешно использовались нами в опытном порядке при усилении фундаментов цеха прессования сухого остатка очистных сооружений в пос. Ольгино Ленинградской области и стоматологической поликлиники в Невском районе Петербурга.
Весьма эффективным является использование технологии высоконапорных инъекций в комплексе с другими современными технологиями, примером чего является усиление дома № 6 на Конногвардейском бульваре, возле которого осуществлялось строительство подземного перехода (см. гл.9). Анализ показывает, что при обоснованном выборе и реализации современных технологий усиления оснований и фундаментов можно решать реконструкционные проблемы любой сложности. Рис. 6.12.
Пример сложной реконструкции зданий на слабых грунтах: 1 — существующее здание на слабом грунте; 2 — стальная решетка; 3 — трубобетонные сваи; 4 — набивные сваи; 5 — подпорные стенки; 6 — грунтовые инъекционные анкера В качестве примера относительно сложной реконструкции можно привести строительство нового 40-этажного административного здания в г. Бостон (США). Фактически оно встраивалось в существующую 10 — 11- этажную застройку исторических зданий конца прошлого века.
При этом в уровне последних этажей старые здания соединялись с вновь возводимыми специальными галереями. Из-за наличия большого слоя слабых грунтов под существующими зданиями и необходимости устройства нескольких подпорных стенок возникло много геотехнических проблем.
Чтобы разрешить эти проблемы и свести до минимума возможную разность осадок зданий, были выполнены следующие работы (рис.6.12):
грунт между зданиями армировался решеткой из набивных свай, объединенных ростверком; для укрепления склона использованы 2 ряда железобетонных подпорных стен и свайные фундаменты из 14-метровых трубчатых свай, заходящих своим острием в плотные ледниковые глины; фундамент самого здания был выполнен в виде мощной железобетонной плиты толщиной 1,5 м, по контурам которой устроено 400 железобетонных свай.
Здесь успешно использовано несколько технологических приемов, включая усиление оснований и анкеровку подпорных стен инъекционными анкерами. Рис.6.13. Комплексное усиление несущих конструкций, включая фундаменты (памятники архитектуры в Риме) Таким образом, в каждом конкретном случае возникают многоплановые инженерные геотехнические задачи, решение которых требует исчерпывающей информации о грунтах, изменениях их свойств в процессе длительной эксплуатации, в процессе ведения работ по устройству вблизи них новых фундаментов либо подземных сооружений. Вопросы усиления оснований и фундаментов должны решаться в комплексе с вопросами усиления надземных конструкций. Примером может служить усиление памятника архитектуры в Риме (рис.6.13).
Здесь, наряду с усилением фундаментов корневидными сваями, выполнено усиление основных надземных конструкций, включая кирпичную кладку стен.
Необходимо учитывать, что анкеровка кирпичных стен металлическими стержнями со временем может оказаться неэффективной и опасной из-за коррозии металла, в результате которой происходит увеличение объема корродирующего металла и, следовательно, нарушение целостности укрепляемых конструкций.
Однако основным источником наиболее существенных деформаций остаются неправильный учет свойств грунтов или недоучет возможных последствий, связанных с их расструктуриванием в процессе ведения реконструкционных работ.
Related Images:
Tags: железобетонные конструкции, живопись, житлове будівництво, зодчий, изготовление чертежей, инновационные идеи, интерьер экстерьер, капітальне будівництво, каркас чертеж, каркасы деревянные, коммерческая недвижимость, коммерческие тендеры, коммерческое, коммерческое предложение, конкурс, конструктивный, конструкторская документация, конструкторское бюро, конструкции домов, конструкции каркаса, конструкции стальные, конструкции стен, конструкция здания, конструкция крыши, коттеджи, кошторисна документація, кровля, ландшафтная архитектура, ленточный фундамент, металлические конструкции, металлический каркас, монолитный каркас, несуча конструкція, несущие конструкции, норми будівництва, обозначения +на чертежах, образец коммерческого, организация строительства, організація будівництва, оформление экстерьера, патентна документація, первичная документация, перепланировка, перепланировка помещения, перечень документации, порядок будівництва, правила будівництва, предложения, проект