Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Аббуд Мухаммед

Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов
<
Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Аббуд Мухаммед. Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.02 : Санкт-Петербург, 2000 163 c. РГБ ОД, 61:01-5/1993-4

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Методы стабилизации осадок зданий и сооружений при деформациях оснований

1.1. Причины и параметры развития деформаций основания Стр. 8

1.2. Методы переустройства и усиления оснований и фундаментов . Стр. 16

1.3. Стабилизация грунта с помощью инъекционного закрепления Стр. 24

1.4. Выводы и направление исследований Стр. 31

Глава 2. Инъекция в режиме пропитки

2.1. Общие соображения Стр. 36

2.2. Методика, приборы и оборудование, используемые в лабораторных экспериментах Стр. 39

2.3. Основные результаты экспериментов Стр. 42

2.4. Выводы Стр. 51

Глава 3. Инъекция в режиме гидроразрыва

3.1. Общие соображения Стр. 52

3.2. Цели и задачи экспериментов Стр. 57

3.3. Методика экспериментов, приборы и оборудование Стр. 57

3.4. Результаты экспериментов Стр. 67

3.5. Выводы Стр. 78

Глава 4. Численное моделирование основных операций закрепления оснований высоконапорной инъекцией

4.1. Общие положения Стр. 79

4.2. Моделирование гидроразрывов Стр. 86

4.3. Моделирование инъекции Стр. 92

4.4. Моделирование догружения упрочненного основания Стр. 96

4.5. Выводы Стр. 102

Глава 5. Опыт натурного инъекционного закрепления грунтов и рекомендации по технологии работ

5.1. Общие положения Стр. 103

5.2. Закрепление оснований в натурных условиях Стр. 104

5.2.1. Стабилизация осадок фундаментов здания варочного цеха

пивзавода им. Степана Разина Стр. 104

5.2.2. Стабилизация осадок фундаментов здания школы олимпийского резерва Калининского района Стр. 112

5.3. Совершенствование технологии укрепительного инъектирования на небольших глубинах Стр. 119

5.3.1. Общие соображения Стр. 119

5.3.2. Оптимизация конструкции манжеты Стр. 121

5.3.3. Определение объемов закачиваемого в грунт раствора. Стр. 123

5.3.4. Оптимизация технологии инъекции Стр. 134

5.4. Выводы Стр. 135

Выводы и рекомендации стр. 135

Список литературы

Введение к работе

Необходимость в стабилизации осадок фундаментов возводимых или уже долгое время существующих зданий и сооружений возникает в силу целого ряда причин. Это может быть вследствие ошибок при проектировании при переоценке несущей способности грунтов и их деформационных характеристик. Весьма частым является ухудшение свойств грунтов при строительстве или эксплуатации зданий - расструктуривание или выпуск в ближайшие к фундаментам выработки, в том числе и подземные. При перечисленных обстоятельствах, а также в случае других причин актуальным становится вопрос об усилении оснований и фундаментов.

Помимо отмеченных выше аварийных причин, когда усиление оснований и фундаментов зданий необходимо для обеспечения их сохранения, в практике строительства могут решаться реконструкционные задачи. Понимаемая в широком смысле, реконструкция означает не только переделку самого здания или сооружения (замена отдельных конструктивных элементов, надстройка, углубление подвала и т.п.), но и пристройку к объекту каких-либо новых помещений, прокладку под ним или вблизи него подземных сооружений и т.д. Объем таких работ в современных городах растет с каждым годом.

Реконструкции также подлежат многие старые здания и сооружения, подвергшиеся деформациям за длительный период существования. Историческая ценность таких объектов требует значительных затрат на усиление конструкций. Во многих случаях деформации наземных конструкций вызваны неравномерными осадками грунтов основания. Очевидно, работам по укреплению надземных конструкций в ряде случаев должны предшествовать работы по усилению оснований и фундаментов.

Именно эти работы являются первоочередными и, как правило, наиболее сложными.

Сложность работ по усилению оснований и фундаментов зданий и сооружений вытекает из того, что надземные конструкции, как правило, сильно деформированы, в них присутствуют трещины, что диктует особую тщательность и последовательность любых операций, изменяющих напряженно-деформированное состояние системы "здание - основание". Необходимо также отметить, что причины развития деформаций грунтов не всегда можно точно установить. Достаточно сложным является также прогноз поведения основания без проведения каких-либо работ по его усилению. В случае принятия решения по усилению оснований и фундаментов следует учитывать перераспределение усилий в конструкциях при усилении части основания или значительных сроках работ по всему объекту.

Методы усиления (улучшения) оснований в общем случае сводятся к конструктивным, механическому уплотнению и закреплению [ 0.1 ]. Применительно к существующим зданиям и сооружениям усиление (улучшение) основания может производиться конструктивно (в виде армирования) и с помощью закрепления.

Усиление фундаментов возможно при увеличении прочности их кладки, а также изменении условий передачи давлений на грунт [ 0.1 ].

При этом только последнее мероприятие приводит к стабилизации осадок фундаментов.

В качестве мероприятий по изменению условий передачи давлений на фунт известны меры по уширению или углублению подошвы фундаментов, а также пересадка фундаментов на сваи. В силу большой трудоемкости и фактической невозможности устройства ниже уровня грунтовых вод уширение или углубление подошвы фундаментов применяется очень редко. Таким образом, основными методами усиления оснований и фундаментов

деформированных объектов являются пересадка фундаментов на сваи и инъекционное закрепление грунтов. Эти два классических метода конкурируют между собой и в ряде случаев являются вполне равноправными. При этом окончательный выбор метода устанавливается из чисто экономических соображений. Вместе с тем, существуют обстоятельства, когда пересадка фундаментов на сваи в принципе исключена или явно нецелесообразна. Так, устройство под зданием новых свай невозможно при наличии под его подошвой каких-либо подземных сооружений. Если же основание сложено мощной толщей слабых грунтов, то устройство новых свай нерационально. В подобных случаях усиление основания должно производиться с помощью инъекционного закрепления.

Инъекционное закрепление грунтов применяется в практике уже почти два столетия. К середине 20 века были отработаны рецептуры и технологии закрепления, однако они касались, в основном, хорошо проницаемых грунтов. В случае наиболее часто встречающихся в реальных условиях пылевато-глинистых грунтов закрепление возможно только при активизации в них осмотических процессов с использованием электрического тока. Отмеченные методы чрезвычайно дороги и в силу этого не нашли сколь-либо широкого применения. Таким образом, вопрос возможности инъекционного закрепления слабопроницаемых грунтов остается открытым.

Необходимо также отметить, что выдвигаемые в настоящее время во всем мире строгие экологические требования существенно сужают номенклатуру используемых ранее химических реагентов, закачиваемых в грунты. Это заставляет пересмотреть многие позиции, характерные для подхода к процессам закрепления ранее.

С другой стороны, в мире многократно возросла номенклатура строительных материалов самого широкого профиля. Внедряются в практику новые микрозернистые материалы, нетоксичные растворы, обладающие невиданной ранее проникающей способностью и т.п. Очевидно, некоторые из

этих материалов могут найти применение при закреплении слабых и малопроницаемых грунтов.

Настоящая работа посвящена разработке методики стабилизации осадок фундаментов зданий и сооружений с помощью инъекционного закрепления. Основное внимание уделялось следующему:

  1. Изучению методов усиления и переустройства оснований и фундаментов.

  2. Разработке предложений по рационализации инъекционного закрепления слабопроницаемых грунтов, залегающих в основании существующих зданий и сооружений.

  3. Рассмотрению вопросов по математическому моделированию напряженно-деформированного состояния системы "фундамент закрепляемый грунт" при использовании высоконапорной инъекции.

4. Комплексному учету геотехнических и технологических факторов,
диктующих наиболее рациональные параметры процессов закрепления.

Диссертация выполнена на кафедре геотехники Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета. Полевые исследования выполнялись на Санкт-Петербурга.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., профессору И. И. Сахарову, д.т.н., профессору В. Н. Бронину, д.т.н., профессору А. Б. Фадееву, зав. кафедрой д.т.н., профессору С. Н. Сотникову и всем сотрудникам кафедры геотехники за постоянную помощь в работе.

Автор выражает также благодарность сотрудникам фирм: "ЛЕФ", "ОДАКС", "МЕТРОГЕОС" за предоставленные возможности участвовать в проведении экспериментов.

Автор выражает благодарность научному консультанту д.т.н. К. П. Безродному за ценные советы при подготовке настоящей работы.

Методы переустройства и усиления оснований и фундаментов

Усиление оснований и фундаментов, как правило, производится в случаях, когда текущие (или ожидаемые - при увеличении давлений на грунт) неравномерные осадки здания или сооружения развиваются особенно интенсивно. Иногда такое усиление производится превентивно - например, при увеличении нагрузок на основание, пристройке или устройстве вблизи здания выемки, в том числе сооружаемой подземным способом.

Классическими приемами усиления оснований и фундаментов, исключая увеличение прочности кладки последних, как уже отмечалось, являются следующие [1.1 ]: а) уширение и углубление подошв фундаментов; б) подводка новых фундаментов; в) пересадка фундаментов на сваи; г) закрепление грунтов.

Кроме того, в последние годы в строительстве начинают использоваться новые методы - армирование грунтов и струйная технология. Ниже, в этом разделе, кратко анализируются достоинства и недостатки перечисленных методов, за исключением закрепления грунтов, более подробно рассмотренного в разделе 1.3.

Уширение подошвы фундаментов, как отмечают многие авторы, неэффективно без предварительной опрессовки грунта основания [ 1.1, 1.2, 1.6 ]. Если опрессовка не произведена, то элементы уширения вступают в работу при развитии дополнительных осадок усиливаемого фундамента. Однако, как правило, необходимость усиления вызывается большими осадками и дополнительное их развитие уже невозможно. Кроме того, устройство банкет и опрессовка грунта требует обнажения (как правило двухстороннего) тела фундамента на захватке, то есть трудоемких ручных работ. Существующая опасность выпора грунта из под подошвы заставляют прибегать к разгрузке фундаментов, а следовательно к операциям вывешивания [ 1.1,1.7 ]. Добавим, что трудоемкие операции по уширению фундаментов должны безусловно выполняться насухо и сильно затруднены при наличии грунтовых вод даже на уровне подошвы.

Подводка новых фундаментов некоторыми авторами выделяется в самостоятельный раздел [ 1.7 ]. При этом новыми фундаментами могут служить отдельные опоры или сплошные плиты [ 1.2,1.7 ]. Учитывая, трудоемкость устройства новых опор и трудность включения в работу их использование рекомендуется на локальных участках. Совершенно необходимым в этом случае является вывешивание стен с использованием сложной системы подкосов, разгрузочных балок, временных опор. Сама процедура вывешивания предполагает использование нескольких синхронно работающих домкратов. Описанные сложности дают основание считать мероприятия по подводке новых фундаментов чрезмерно трудоемкими и реализуемыми в каких-то отдельных случаях. Такими случаями могут являться императивные требования по выравниванию осадок на коротких участках для относительно простых объектов. В петербургской практике операции вывешивания были выполнены для подъема нескольких колонн решетки Летнего сада, хотя вместо подводки новых фундаментов основание подвергалось цементации. Добавим, что в некоторых случаях инъекционное закрепление грунтов основания позволяет осуществить подъем фундаментов и без их разгрузки [ 1.8 ].

Подводка новых сплошных ж/б плит предполагает заделку их краев в существующие подвальные конструкции на глубину не менее 35 - 40 см [1.2 ]. Надежность включения плиты в работу может быть обеспечена при опрессовке верхних слоев грунта в случае инъектирования под плиту цементного раствора [ 1.2, 1.6 ]. Недостатком этого метода является часто встречающаяся слабость кладки, которая неспособна воспринять сдвигающие усилия при развитии дополнительных осадок.

Пересадка фундаментов на сваи используется в мировой и петербургской практике гораздо чаще методов, описанных выше. В настоящее время используются сборные сваи, погружаемые вдавливанием короткими или длинными секциями (многосекционные), а также вдавливаемые сразу на полную длину (длинные). Кроме того, широко применяются также набивные и буроинъекционные сваи.

Вдавливание длинных свай начало применяться в СССР с середины 60-х годов [ 1.9 ]. Разработанная в Ленинграде установка способна вдавливать сваи длиной от 6 до 32 м (при длине секций 6 м) с усилием вдавливания до 2000 кН. После завершения работ нагрузка от усиливаемого фундамента (ростверка) передается на головы вдавленных свай с помощью упорных горизонтальных балок , пробиваемых через фундамент. В Петербурге с помощью вдавливания длинных свай была расширена сцена театра оперы и балета. В Москве для стабилизации осадок Потешного дворца вдавливались сваи длиной до16м[ 1.10 ].

Вдавливание длинных свай, очевидно, возможно лишь при наличии большого пространства вблизи усиливаемого фундамента и соответствующих габаритов по высоте. Это резко ограничивает возможности усиления большинства зданий. Кроме того, вдавливающие установки являются фактически уникальными и не имеют широкого распространения (в Петербурге в настоящее время имеется всего 2 подобных установки).

Многосекционные сваи (за рубежом называемые сваями "Мега") широко применяются в Северной Европе, Англии, Венгрии. Сечение этих свай круглое или квадратное, как правило 30 х 30 см. Длина отдельных звеньев колеблется от 0,6 до 1,2 м. Вес отдельного элемента не превышает 100 кг, что позволяет относительно просто перемещать их по стройплощадке. Элементы свай могут иметь центральный канал диаметром до 1/3 сечения, который заполняется бетоном после погружения.

Методика экспериментов, приборы и оборудование

Здесь у - удельный вес грунта, А - глубина, v - коэффициент Пуассона, с- сцепление грунта, р - угол внутреннего трения.

Расчеты по этим формулам показывают, что на глубине 3 м от поверхности для глины при с = 30 кПа и песка при ф = 33 давления разрывов составят, соответственно, 70 и 28 кПа, то есть будут очень малыми. Как отмечает А.Камбефор, давления разрывов, замеренные в натуре по крайней мере в 2 - 3 раза превышают теоретические, однако в любом случае эти давления незначительны [ 3.2 ].

В работе [ 3.2 ] условие гидроразрыва стенок скважины записывается следующим образом Ро = (стз + i) + (сгз - і) 2cos20 Tr I (3.3) где о\ и (Тз - природные напряжения в массиве; 9 - угол наклона главных напряжений к горизонтальной оси; [ стг ] - предел прочности грунта при растяжении. При равенстве главных напряжений на стенке скважины на глубине Зм величина давления гидроразрыва составит 60 кПа. Таким образом, формулы 3.1 - 3.3 дают одинаковый порядок цифр.

Наиболее важным следствием из вышеприведенных формул является то, что на величину давления разрыва не влияют проницаемость грунта, размеры скважины, тип раствора и радиус действия инъекции. Давления разрыва в непригруженном массиве зависят только от механических свойств среды и глубины инъекции. При инъекции под фундаментами давления разрыва должны быть выше за счет увеличения вертикальных напряжений, что будет сказываться на глубинах, не превышающих одной - двух ширин подошвы.

Вышеприведенные рассуждения касались давлений, когда в грунте начинают образовываться разрывы. Последние представляют собой плоскостные трещины того или иного направления. После образования разрывов в них производится закачка раствора. При этом формально возможны две ситуации:

1. Начальный разрыв имеет малые раскрытие и длину. Для успешного инъектирования давления инъекции должны быть достаточно велики, чтобы при подаче раствора обеспечить дальнейшее раскрытие трещины вплоть до заполнения ее раствором в пределах заданной длины. В этом случае в течение всего времени инъектирования давления инъекции должны преодолевать силы трения раствора о стенки трещины, а также обеспечивать разрушение грунта по направлению от стенок скважины вглубь массива. Следовательно, давления начального гидроразрыва будут меньшими, чем давления инъекции. Расходы раствора при этом способе инъекции могут быть не очень значительными вплоть до весьма малых.

2. Начальный разрыв характеризуется большими раскрытием и длиной. В этом случае раствор поступает в разрыв при существенно меньших давлениях, чем в случае 1, то есть давления инъекции меньше давлений гидроразрыва. Для быстрого заполнения образовавшейся первичной трещины необходимы большие расходы раствора.

Для успешной инъекции характерна ситуация, изложенная в пункте 2. Это подтверждается в том числе и тем, что на практике часто наблюдается большая разница между давлениями разрыва и инъекции, достигающая иногда 3 - 5 раз [ 1.19 ].

Выше отмечалось, что разрывы в грунтах образуются перпендикулярно к действующему в массиве наименьшему главному напряжению. Как известно, инъекция может быть противофильтрационной и укрепительной. Первая из них должна препятствовать напорной фильтрации подземных вод через закрепленный грунт. Вторая имеет целью увеличение прочности и снижение деформативности инъектированного массива. Рассмотрим, каким должно быть направление разрывов об обоих случаях для оптимального достижения поставленных целей.

Для противофильтрационной инъекции при горизонтальном движении подземных вод блокирование фильтрации может быть обеспечено при создании в массиве вертикальных трещин. В случае же укрепительной инъекции под подошвой существующего фундамента организация таких трещин будет вести к "раздвижке" основания (рис. 3.1.а), которая может привести к развитию дополнительных осадок. Вместе с тем, именно такое направление трещин характерно для метода манжетного закрепления по так называемой "горизонтальной" технологии [ 3.4 ].

Очевидно, для укрепительной инъекции основания фундамента целесообразным явится организация в массиве серии горизонтальных трещин (рис. 3.1.6). В оптимальном случае грунт между растворными прослойками будет уплотнен, а сами прослойки могут рассматриваться как элементы, армирующие основание. При существенной проницаемости закрепляемых грунтов возможна их некоторая пропитка в зонах межу трещинами.

Таким образом, для успеха укрепительной инъекции необходимо предварительно обеспечить не только условия гидроразрыва в точке, но и добиться развития трещин нужного направления и длины. Между тем, какие-либо работы в этом направлении применительно к методу манжетной технологии не известны. Очевидно, для решения этой задачи необходимо привлечение аппарата механики разрушения. Решение поставленной задачи в первом приближении возможно и в рамках малых деформаций. Соответствующий материал изложен в разделе 4.2.

Моделирование догружения упрочненного основания

При правильном закреплении после набора прочности цементных включений основание должно нести дополнительную нагрузку. Затвердевшие растворные линзы, в основном, выполняют роль армирования основания. В связи с этим, при выяснении вопроса об их оптимальном с точки зрения снижения деформативности и увеличения несущей способности расположении - в плане и по глубине - следует обратиться к соответствующим исследованиям.

Исследованиями СВ. Довнаровича было показано, что даже устройство одного цементно-песчаного элемента под подошвой фундамента ведет к уменьшению его осадки в 5 - 20 раз [ 4.9 ]. Обстоятельно проведенные лотковые эксперименты показывают, что для достижения максимального эффекта упрочнения армирующие элементы небольшой толщины должны располагаться в пределах верхней полуширины фундамента [ 4.10 ]. В этом случае достаточным является устройство трех рядов армоэлементов толщиной всего в 1 см, причем верхний из них должен располагаться непосредственно под подошвой фундамента, а остальные устраиваются с шагом в 0,25/) (где b - ширина фундамента). При сохранении количества армоэлементов и их раздвижке по глубине с шагом в 0,5 b эффект армирования снижается. Таким образом, инъекционное разрывное упрочнение основания целесообразно производить в верхней половине основания (ориентировочно до глубины в 0,5 b от подошвы), что помимо всего прочего требует и меньших глубин бурения, а также длин манжетных труб. С учетом вышесказанного, в диссертации моделировалось расположение цементных армирующих линз под фундаментом в соответствии с рис. 4.8

Таким образом, инъекционное разрывное упрочнение основания целесообразно производить в верхней половине основания (ориентировочно до глубины в 0,5 Ь от подошвы), что помимо всего прочего требует и меньших глубин бурения, а также длин манжетных труб. С учетом вышесказанного, в диссертации моделировалось расположение цементных армирующих линз под фундаментом в соответствии с рис. 4.8.

На этом рисунке представлено 8 решаемых задач. В задачах 1-4 под фундаментом с полушириной Ь 1 м на глубине 1 м под подошвой моделировался один гидроразрыв длиной 0,6 м (задачи 1 и 3) и 1,2 м (задачи 2 и 4). В задачах 1 и 2 грунт между подошвой фундамента и линзой рассматривался как неуплотненный. В задачах 2 и 4 предполагалось, что этот грунт претерпевает уплотнение, обусловленное действием давлений инъекции.

Аналогично вышесказанному, в задачах 5-8 рассматривалось наличие в толще основания трех линз. В задачах 5 и 6 предполагалось, что грунт между линзами и фундаментом не подвергается уплотнению. В задачах 7 и 8 такое уплотнение предусматривалось.

Во всех 8 задачах толщина растворных линз принималась равной 5 см. В соответствии с данными лотковых экспериментов растворные линзы рассматривались окруженными слоем уплотненного грунта с толщиной слоя, равной толщине линзы, то есть 5 см, что было характерно для текстуры типа А.

В качестве исходных характеристик грунта брались следующие: Е 10000 кПа, С = 10 кПа, ф = 10 . При задании характеристик затвердевшего цементного раствора использовались средние значения из обобщающей работы [ 1.8 ], согласно которым сопротивление сжатию инъектированного раствора в месячном возрасте может варьировать от 1000 до 5000 кПа. Сопротивление такого раствора растяжению, равное сцеплению в соответствии с табличными данными [4.11]. будет располагаться в ряду значений 30...80 кПа. Модуль упругости раствора для всех расчетов принимался равным 40000 кПа.

В задачах, в соответствии с данными ранее проведенных численных экспериментов (таблица Приложения 1 ) моделировались случаи инъекции с давлениями, равными 300, 400 и 500 кПа. Механические характеристики тонкого уплотненного слоя фунта вокруг линз принимались равными: для давлений инъекции

Совершенствование технологии укрепительного инъектирования на небольших глубинах

Варочный цех представляет собой здание каркасного типа, фундаменты под колонны выполнены отдельно стоящими на естественном основании. Согласно данным изысканий, фундаменты здания опираются на не полностью прорезанные насыпные грунты, подстилаемыми пылеватыми песками. Осадки фундаментов здания с начала 1987 г. по 1989 г. интенсивно развивались, достигая в отдельных точках 13 см и более. В связи с этим, в 1989 г. было принято решение по пересадке некоторых фундаментов на буроинъекционные сваи диаметром 151 мм и длиной 14,5 м.

Всего было усилено 7 фундаментов. Для устройства свай скважины бурились через фундаменты. Фундаменты усиливались тремя или четырьмя сваями. Всего было изготовлено 26 свай. Однако стабилизировать осадки фундаментов с помощью свай не удалось. Основной причиной этого являлась недостаточная несущая способность свай, острия которых не были доведены до плотных грунтов, залегающих на глубине 16 м и более от поверхности. Осадки фундаментов продолжали развиваться и к началу 1998 г. в отдельных точках достигли 19 см.

Для стабилизации осадок фундаментов здания варницы по рекомендациям проф. В. Н. Бронина было предложено включить в работу мощные полы первого этажа. Это включение предполагалось осуществить с помощью ММТ, закачивая цементный раствор в грунты насыпного слоя.

Предварительно для выявления пустот и оценки плотности насыпного фунта вокруг усиливаемых фундаментов было произведено динамическое зондирование основания пола в 16 точках. По большинству точек зондирования наиболее разуплотненные зоны находились на 0,5...1,7 м от низа пола.

На основании данных динамического зондирования при участии автора диссертации был составлен проект закрепления опытного участка в осях Б- Д...1 - 4 (рис. 5.1.). С помощью вертикальных инъекторов предполагалось нагнетание раствора в основание полов (рис. 5.2.). Наклонные инъекторы предназначались для инъектирования основания фундаментов (рис. 5.3). Объем раствора, закачиваемого под полы определялся исходя из условия прочности ж/б плиты на срез в месте ее примыкания к подколоннику. Полное реактивное давление со стороны грунта на плиту составило величину около 40 кПа. При этом предполагалось, что включение в работу полов произойдет при уплотнении грунтов под ними от рыхлого состояния до состояния средней плотности.

Для контроля за уплотнением при инъекции в грунте под полом были установлены 3 датчика гидростатических давлений. Автор диссертации, осуществляя общий надзор за ведением работ, вел журнал производства работ, фиксировал объемы закачиваемого раствора и контролировал показания гидродатчиков (рис. 5.4.). Графики расхода цементного раствора по горизонтам и в конкретных точках приведены на рис. 5.5. и 5.6.

К сожалению, при инъектировании раствора давал показания только один из трех гидродатчиков. При этом зарегистрированные им давления составили 0,2% от давлений, регистрируемых манометром у насоса. Такая малая величина давлений в грунте объяснялась превышением фактического объема пустот и падением давлений на пути от насоса до места установки датчика как в подводящих шлангах, так и в порах грунта.

По окончанию инъекционных работ фактический расход раствора превысил теоретический почти на 40%, что также подтверждало мысль о большей пористости закрепляемого грунта. Однако большим успехом инъекции следует считать зафиксированное снижение скорости нарастания осадок фундаментов более чем в 6 раз. В настоящее время здание варницы нормально эксплуатируется.

Похожие диссертации на Геотехническое обоснование стабилизации осадок фундаментов с помощью инъекционного закрепления грунтов