МУ по усилению грунтов 1997

Реставрационные нормативы
РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОМИТЕТ ПО МЕХАНИКЕ
ГРУНТОВ И ФУНДАМЕНТОСТРОЕНИЮ
РНКМГиФ
АО "ВОССТАНОВЛЕНИЕ"
НПФ "РЕСТАВРАТОР G3R"
ООО ТЕОСТРОЙ-М"
купить скатерть
РАЗДЕЛ
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
МЕТОДИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ
МОСКВА 1997
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
Российский Национальный Комитет по Кеханике
Грунтов и Фундаментостроению
A /О нВОССТАНОВЛЕНИЕ"
НПФ "РЕСТАВРАТОР G3R"
ООО "ГЕОСТРОЙ-Н"
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ ПРИ
УСИЛЕНИИ ОСНОВАНИЙ, ФУНДАМЕНТОВ И НЕСУЩИХ
КОНСТРУКЦИЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
ИНЪЕКЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ
г .МОСКВА-1997 г.
А н н о т а ц и я
"Методические рекомендации" предназначены для инженеров
проектировщиков
и
линейного
инженерного
персонала
специализированных производственных организаций. Их основной
целью является помощь инженеру-проекткровщиху и строителю в
выборе наиболее рационального принципа
проектирования
и
способа производства работ по усилению грунтов основания и
фундаментов
инъекционными
методами,
включая
способы
укрепительной цементации и буроинъекционных свай, в конкретных
инженерно-геологических и гидрогеологических условиях с учетом
вида, типа и конструктивных особенностей реконструируемых
зданий
и
сооружений.
Кроме
того,
в
"Рекомендациях"
рассматриваются различные возможности усиления инъекционными
способами несущих
конструкций
реконструируемых
объектов
вхлючая стены, колонны и столбы, своды и другие конструкции, а
также выполнение инъекционной горизонтальной гидроизоляции
существующих зданий и сооружений.
"Методические рекомендации" разработаны на
базе и в
развитие действующих глав СНиП
и
"Руководств"
к
ним
(положениями
которых
следует
руководствоваться
при
проектировании, производстве и приемке работ по усилению
грунтов основания и фундаментов инъекционными способами).
"Методические рекомендации" разработаны главным инженером
фирмы "Восстановление" А.И.Егоровым при участии ведущих специ­
алистов НПФ"Реставратор G3R" В.Я.Юдиной, Муштай И.А., Андросо­
вой И.Л.
Основные технологические приемы усиления грунтов основа­
ния, существующих фундаментов и несущих конструкций отработаны
совместно с фирмой "Геострой-М", генеральный директор Шарипов
З.Н., которому автор признателен также за возможность издания
настоящих "Методических рекомендаций".
Настоящее издание "Методических рекомендаций" является
вторым,
дополненным
и
частично переработанным изданием
"Рекомендаций", разработанных
автором
в
институте
"Спецпроектреставрация" Министерства Культуры РСФСР и изданных
в 1984 году.
Одобрены и рекомендованы к изданию Советом учредителей
А/0 "Восстановление” 27 февраля 1997 года. Протокол N 16.
В В Е Д Е Н И Е .
П р и п р о в е д е н и и реконструкции , ремонтных работ и реставрации зда­
ний и с о о р у ж е н и й старой
постройки,действующих предприятий и произ­
водств,
о д н о й из главных задач,стоящих перед строителями,является оп­
р е д е л е н и е состояния существующих
несущих конструкций,способность их
воспринимать
действующие и дополнительные,возникающие в ходе реконс­
т р у к ц и и н а г р у з к и и,в
соба их усиления.
конечном счете,выбор,в случае
в процессе эксплуатации зданий и
необходимости,спо­
сооружений,во
многих
случаях,
п р о и с х о д я т деформации несущих конструкций,вызываемые различными причи­
нами. О д н о й и з наиболее распостраненных причин деформаций являются не­
р а в н о м е р н ы е о с а д к и , которые,
в свою очередь,вызывают деформации и раз­
р у ш е н и я н е с у щ и х конструкций - стен,колонн,перекрытий,сводов, перемычек
о к о н н ы х и д в е р н ы х премов и др.Неравномерные осадки зданий и сооружений
м о г у т б ы т ь в ы з в а н ы многими факторами.
Н а р я д у с известными методами усиления несущих конструкций И,преж­
д е в с е г о , о с н о в а н и й и фундаментов существующих зданий и сооружений
та­
кими, к а к п е р е к л а д к а существующих и подведение новых фундаментов,
уст­
р о й с т в о о б о й м д л я укрепления кладки фундаментов и уменьшения
удельных
д а в л е н и й от сооружений на грунты основания,устройство вблизи существу­
ю щ и х р а з л и ч н ы х по конструкциям свайных фундаментов с передачей на
них
нагрузок
от
сооружений,применение различных методов химического зак­
р е п л е н и я г р у н т о в основания и т.п.(1,2),все в больших объемах
применя­
ю т с я и н ъ е к ц и о н н ы е методы усиления,
в том числе укрепительной цемента­
ции г р у н т о в основания ифундаментов и буроинъекционных свай.Для
усиле­
ния
надземных
несущих конструкций - стен,колонн,перекрытий и др. и н ъ к ц и я к л а д к и , в том числе с армированием,устройство инъекционных
ан­
к е ров,
инъекция
кладки сводов перекрытий в сочетании с устройством
т о н к о с т е н н ы х железобетонных оболочек и другие способы усиления.
У с и л е н и е несущих
конструкций инъекционными методами имеет по
с р а в н е н и ю с д р у г и м и известными методами,применяемыми при реставрации и
реконструкции
существующих
зданий и сооружений ряд преимуществ,в том
числе:
1.
Возможность выполнения
усиления
без нарушения внешнего вида и
к о н с т р у к т и в н ы х о с о б е н н о с т е й з д а н и я , ч т о особенно актуально при
рестав­
рации
памятников
архитектуры
и,в
частности их фундаментов,могущих
п р е д с т а в л я т ь с о б о й о с о б ы й и н т е р е с как памятник инженерного искусства.
2.
В о з м о ж н о с т ь в ы п о л н е н и я у с и л е н и я г р у н т о в о с н о в а н и я и фундаментов
в с о ч е т а н и и с у в е л и ч е н и е м п о л е з н о г о объема з д а н и я за
счет устройства
п о д н и м д о п о л н и т е л ь н ы х подвальных п о м е щ е н и й , ч т о особенно важно
к о н с т р у к ц и и р а й о н о в с т а р и н н о й з а с т р о й к и ,г д е по условиям охраны
при ре­
памят­
з д а н и й , а увеличение их эксплу­
освоения подземного пространс­
ников а р х и тектуры невозможна надстройка
а т и р у е м о й п л о щ а д и в о з м о ж н о лишь за с ч е т
тва .
3.
В о з м о ж н о с т ь ведения работ по усилению
т о й д о 2. 5 м , с лесов и верха стен зданий.
из подвалов зданий
4. Возможность проведения усиления практически в
условиях.
любых
грунтовых
высо­
2
5.
Возможность проведения усиления грунтов основ а н и я и фунда м е н т о в
без
п р е к р ащения
или о с т а н о в к и в ы п о л н е н и я д р у г и х р а б о т по р е с т а в р а ц и и
или р е к о н с трукции объекта.
6.
Выс о к а я н а д е ж н о с т ь
инъекционных
методов в сочетании с возмож­
ностью примен е н и я с о в р е м е н н ы х э ф ф е к т и в н ы х
методов
контроля
качества
работ.
7.
Высокая э к о н о м и ч е с к а я э ф ф е к т и в н о с т ь и н ъ е к ц и о н н ы х м е т о д о в у с и л е ­
ния,
низкий ра с х о д м а т е р и а л о в на е д и н и ц у в о с п р и н и м а е м о й н а г р у з к и , м и ­
нимальные зат ра т ы р у ч н о г о т р у д а (5,6,7,8).
В числе
инъекционных методов усиления грунтов основания и ф у н д а ­
ментов в настоя щ е е в р е м я н а и б о л ь ш е е р а с п о с т р а н е н и е
в
России
получил
метод
усиления
с
помощью
б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай.
Буроинъекционные,
или,как принято н а з ы в а т ь их в з а р у б е ж н о й п р а к т и к е ,
"корневидные с в а и ”
- одна из р а з н о в и д н о с т е й б у р о н а б и в н ы х с в а й . Н а з в а н и е м " к о р н е в и д н ы е ” о н и
обязаны
форме
фундамента,
представляющего
собой,чаще
всего,пучок
свай,расходящихся
под
различными углами наклона и напоминающих корни
деревьев,а также ф о р м е с а м о г о с т в о л а с в а и , и м е ю щ е г о по д л и н е
многочис­
ленные
местные у ш и р е н и я ,п о л у ч а е м ы е п р и н а г н е т а н и и р а с т в о р а в с к в а ж и н у
под д а в л е н и е м .О т л и ч и т е л ь н ы м и о с о б е н н о с т я м и с в а й э т о г о
типа
являются:
их
малый
диаметр
50 - 2 8 0 м м , о б ы ч н о 1 2 7 - 1 9 0 м;
большое относительное
заглубление L / D , о б ы ч н о б о л е е 100; м а т е р и а л с т в о л а - а р м и р о в а н н ы й м е л к о ­
зернистый бетон;
сп о с о б и з г о т о в л е н и я - и н ъ е к ц и я бе т о н а в с к в а ж и н у п од
давлением (3,4).
Усиление о с н о в а н и й
и фундаментов буроинъекционными сваями обычно
включает два о с н о в н ы х э т а п а , к а ж д ы й из к о т о р ы х
может
иметь
самостоя­
тельное
значение.Первый
этап
- у к р е п и т е л ь н а я ц е м е н т а ц и я ,при к о т о р о й
производится у с и л е н и е к л а д к и с у щ е с т в у ю щ и х ф у н д а м е н т о в и н ъ е к ц и е й в
них
цементного
или р а с т в о р о в д р у г и х с о с т а в о в , а т а к ж е з а п о л н е н и е п о д о б н ы м и
растворами и м е ю щ и х с я п у с т о т на к о н т а к т е ф у н д а м е н т - г р у н т ; в т о р о й эт а п устройство с о б с т в е н н о б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х с в а й ,с л у ж а щ и х д л я п е р е д а ч и н а г ­
рузок от соору ж е н и я на н и ж е л е ж а щ и е ,м а л о с ж и м а е м ы е
грунты
основания
с
целью
п р е к р а щ е н и я его н е р а в н о м е р н ы х о с а д о к и у м е н ь ш е н и я о с а д о к с о о р у ­
жения в ц е л о м .
Выбор способа
усиления
н е с у щ и х к о н с т р у к ц и й р е к о н с т р у и р у е м ы х или
реставрируемых о б ъ е к т о в , в том ч и с л е о с н о в а н и й и
ф у н д а м е н т о в ,опре;и\пя ется причинами н е о б х о д и м о с т и у с и л е н и я , к о т о р ы е з а в и с я т от вида в ы п о л н я ­
емых работ - к о н с е р в а ц и я , р е с т а в р а ц и я и л и р е к о н с т р у к ц и я
с о о р у ж е н и я .Эти
работы могут б ы т ь с в я з а н ы с ф и к с а ц и е й с у щ е с т в у ю щ е й с и т у а ц и и ,в о с с т а н о в ­
лением или в о с с о з д а н и е м у т р а ч е н н ы х э л е м е н т о в с о о р у ж е н и я без
изменения
его
п е р в о н а ч а л ь н о г о в и д а и н а г р у з о к , а т а к ж е п е р е п л а н и р о в к о й ,н а д с т р о й ­
кой и другими м е р о п р и я т и я м и ,с в я з а н н ы м и с и з м е н е н и е м
функции
сооруже­
ния,
мощн о с т и п р о и з в о д с т в а и е г о т е х н о л о г и и и л и вида в ы п у с к а е м о й п р о ­
дукции - для п р о м ы ш л е н н ы х п р е д п р и я т и й . В ы б о р
способа
усиления
непос­
редственно
обусловлен также причинами и характером имеющихся д е ф о р м а ­
ций,
грунто в ы м и у с л о в и я м и и , к о н е ч н о , к о н с т р у к ц и е й и м а т е р и а л о м у с и л я е мых несущих элементов.
При учете этих ф а к т о р о в и , к р о м е т о г о , о п ы т а п р о е к т н ы х и п р о и з в о д с ­
твенных
о р г а н и з а ц и й , в ы п о л н я ю щ и х р е к о н с т р у к ц и ю и ли в е д у щ и х р е с т а в р а ц и -
3
онные работы,их традиций,наличия того или иного необходимого при про­
изводстве работ оборудования и материалов возможно надежно и качест­
венно выполнить усиление несущих конструкций,оснований и фундаментов
существующих зданий и сооружений.Оптимальное техническое и экономичес­
кое решение этой задачи может быть найдено лишь путем оценки и сравне­
ния нескольких альтернативных вариантов усиления в данных конкретных
условиях.Причем,особенно важно подчеркнуть,что процесс решения пробле­
мы должен быть во всех случаях не формальным,творческим и научно обос­
нованным.
Таким образом,в каждом конкретном случае при проектировании уси­
ления решаются две задачи,одна из которых связана с обеспечением необ­
ходимой прочности и устойчивости здания или сооружения,а вторая - с
принятием наиболее экономичного решения,достигаемое технико-экономи­
ческим сравнения различных вариантов усиления.
В настоящих "Рекомендациях" изложены основные положения по прин­
ципам проектирования и производству работ при усилении грунтов основа­
ния, фундаментов и других несущих конструкций реконструируемых или рес­
таврируемых зданий и сооружений инъекционными методами,позволяющие ре­
шать поставленные задачи комплексно,используя стандартный набор обору­
дования и универсальные технологические схемы.
При составлении "Методических рекомендаций” использовалась норма­
тивная литература и публикации работ,отражающих современное положение
и тенденции в рассматриваемой области строительства.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
I. Инженерно-геологические изыскания, о б с л е д о в а н и е с у щ ествующих
фундаментов.
Решению вопроса о необходимости вы п о л н е н и я уси л е н и я ф у н д а м е н т о в и
выборе способа усиления должны п р е д ше с т в о в а т ь
инженерно-геологические
изыскания и обследование конструкций с у щ е с т в у ю щ и х ф у н д а м е н т о в .
При проведении инженерно- г е о л о гических и з ы с к а н и й исследуют с в о й с ­
тва грунтов
основания
непо с р е д с т в енно
в
п р е д е л а х глубины заложения
фундаментов и под их подошвой, а также на глубину сжимаемой толщи. К о ­
личество геологических выработок,
скважин и шурфов, назначают в з а в и ­
симости от размеров сооружения в плане,
его типа, этажности, м а т е р и а ­
ла, протяженности и
количества несущих стен и о т д е л ь н о стоящих опор,
наличия подвалов и подземных к о м м у н и к а ц и й ,-с л о ж н о с т и рельефа площадки,
характера окружающей застройки, наличия архивных сведений о данном с о ­
оружении и проводившихся на площадке в
пре д ш е с т в у ю щ и е
годы
инженер­
но-геологических изысканиях.
В
общем
случае
колич е с т в о р а з ведочных
скважин должно быть не менее трех,
к о л ичество ш у р ф о в - не менее пяти,
закладываемых в местах, наиболее х а р актерных для опреде л е н и я к о н с т р у к ­
ций обследуемых фундаментов и приу р оченных к н а и б о л е е
выраженным
де­
формациям конструкций.
Целью инженерно-геологических и з ы сканий я в л я е т с я опреде л е н и е
фи­
зико-механических и деформативных х а р а к т е р и с т и к грунтов основания,
а
также определение положения уровня подземных вод,
в том числе, с у ч е ­
том его сезонных колебаний и х и м и ч еского состава для уточ н е н и я х а р а к ­
тера и степени агрессивности по о т н о ш е н и ю к материалу фундаментов.
Обследование фундаментов включает в ы я вление конструкции,
опреде­
ление геометрических размеров и формы,
характера и
материала
кладки
фундаментов, а также механической прочности мате р и а л а кладки и с в я з у ю ­
щего раствора,
определение наличия,
типа и мате р и а л а гидроизоляции горизонтальной и вертикальной. Подлежит расчету и величина ф а к т и ч е с к о ­
го давления сооружения в отдельных его частях и в целом на грунты
ос­
нования /5,9/.
В России, несмотря на довольно большой опыт, д о насто я щ е г о в р е м е ­
ни не существует норм и правил по п р о е к т и р о в а н и ю фундам е н т о в при р е ­
конструкции и реставрации зданий и с о о р у ж е н и й . Нет также
документов,
регламентирующих объем
и характер изысканий,
выполняемых в комплексе
работ по обследованию эксплуатируемых зданий и с о о р у ж е н и й .
Фактическое давление на грунты основания,
у п л о т н ившиеся под в о з ­
действием длительной нагрузки от здания р а с с ч и т ы в а л и
по
д о п ускаемому
давлению, принимаемому для нового с троительства, с повышающими к о э ф ф и ­
циентами 1.1-1.5,
в зависимости от вида грунта. Дав л е н и е под подошвой
фундаментов для
всех случаев р е к о н струкции р а з р е ш а л о с ь у в е л и ч и в а т ь до
значений, превышающих допустимое по
нормам
нового
с т р о и т ельства
на
40%, но лишь в том случае,
если в несущих к о н с т р у к ц и я х р е к о н с т р у и р у е ­
мого здания
отсутствуют
трещ и н ы
от
н е р а в н омерных
осадок.
СНиП
И - Б Л - 6 2 * разрешалось повышать д о п у с к а е м о е д а в л е н и е на грунты под с у ­
ществующими фундаментами,
при их д о с т а т о ч н о й прочности,
до 20%.
Для
предварительных расчетов,
новое
допускаемое
д а в л е н и е на у п л отненные
грунты основания R" рекомендовалось о п р е д е л я т ь по формуле
н
R M = k.R ,
где R ” - нормативное сопротивление грунта основания,
определ я е м о е для
нового строительства
2
к
р
- коэффициент увеличения сопротивления грунта, зависящий от со­
отношения
р / R ;
- фактическое давление на грунты основания до реконстркуции,МПа
Значения коэффициента "к"
н
р /R
| 1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
| 1.5 1.45
1.4
1.35
1.3
1.25
1.2
1.15
1.1
1.05
Коэффициент "к" применим при следующих условиях:
- срок службы реконструируемого здания не менее 3 лет для песчаных
грунтов, 5 лет для суглинков и супесей, 8 лет для глин;
- здание не должно иметь трещин,
деформаций и прочих свидетельств
неравномерных осадок;
Бели фактическое давление р оказывается больше R , то необходимо
увеличение площади подошвы фундаментов, дополнительное заглубление или
другой вид усиления фундаментов или искусственное улучшение строитель­
ных свойств грунтов основания, введение повышающего коэффициента к ве­
личине допускаемого давления исходя только из срока службы здания и
фактического давления на грунты основания тем не менее не решают п о л ­
ностью проблему дальнейшей безопасности эксплуатации зданий,
так как
при этом не учитываются возможные деформации.
Кроме того, не принима­
ются в расчет предельно допустимые для данного сооружения осадки и его
способность противодействовать развитию неравномерных осадок /1,2/.
При этом следует иметь в виду, .что наряду с решением многих
за­
дач, связанных с усилением фундаментов, правильному решению проблемы в
значительной степени способствует выявление конструктивной схемы зда­
ния и определение действующих в уровне фундаментов нагрузок.
В конечном счете, решение вопроса о возможности передачи дополни­
тельных нагрузок на существующие фундаменты и грунты основания, а так­
же необходимость их усиления остается за проектировщиком и зависит от
его опыта и интуиции.
II . Традиционные конструкции фундаментов зданий
и сооружений старой постройки.
В течение
многих столетий и до начала XX века конструкции фун д а ­
ментов зданий и сооружений различного назначения почти не претерпели
существенных изменений. Как правило, это были бутовые, вылунные и кир­
пичные ленточные и столбчатые фундаменты, кладка которых осуществля­
лась в траншеях или котлованах с использованием для скрепления отдель­
ных элементов конструкции известковых растворов различного состава. В
ряде случаев применялись глиносодержащие растворы, играющие одновре­
менно роль горизонтальной гидроизоляции, а иногда кладка фундаментов,
в основном в подошвенной их части, выполнялась из валунов или блоков
рваного естественного камня насухо, без скрепляющего раствора.
До XX столетия здания возводились без сколько-нибудь серьезного
изучения свойств грунтов основания ниже глубины заложения фундаментов.
Неполными были также сведения о грунтовых водах, их свойствах и коле­
баниях уровней. Лишь в конце XIX, начале XX в.в. произошло становление
как науки механики грунтов и грунтоведения.
Как правило,
основанием зданий старой постройки служили естест-
3
венн ы е г р у н т ы г без к а к о й - л и б о их о б р а б о т к и . В о м н о г и х с л у ч а я х о с н о в а ­
нием ф у н д а м е н т о в зда н и й ,
особенно в городской застройке,
служили на­
сыпн ы е г р у н т ы к у л ь т у р н о г о с л о я и л и н а с ы п н ы е г р у н т ы , и с п о л ь з о в а н н ы е д л я
выравнивания площадки застройки,
з а с ы п к и к о л о д ц е в , ям, о в р а г о в и д р у ­
гих н е р о в н о с т е й р ельефа.
При в ы с о к о м у р о в н е п о д з е м н ы х в о д и л и з а в е д о м о с л а б ы х г р у н т а х
ос­
нования применялись с в айные ф у н д а м е н т ы .
Чаще в с е г о это были короткие,
к л и н о в и д н о й ф о р м ы с в а и из х в о й н ы х и
лиственных
пород
древесины
диам. 10 0 - 1 5 0 мм,
грубо о б р а б о т а н н ы е и д а ж е н е о ш к у р е н н ы е ,
забивавшиеся
по в сей по в сей п л о щ а д и п о д о ш в ы ф у н д а м е н т а и з а е е п р е д е л а м и
с
целью
уплотнения грунтов
о с н о вания. Примером такого типа фундаментов могут
служить фундаменты з в о н н и ц ы м о с к о в с к о г о К р е м л я ,
Успенского
собора
в
г . Д м и т р о в е и м н о г и х д р у г и х р а м я т н и к о в а р х и т е к т у р ы X V I - X V I I I в.в.
В м е с т е с тем п р и м е н я л и с ь и с в а й н ы е ф у н д а м е н т ы ,
к о т о р ы е по х а р а к ­
теру р а б о т ы в г р у н т е с о о т в е т с т в у ю т с о в р е м е н н о м у п о н и м а н и ю с в а й н ы х ф у н ­
даментов. Э т о с в а и д л и н о й д о н е с к о л ь к и х м е т р о в ,
изготавливавшиеся
из
цель н ы х с т в о л о в
деревьев твердых пород,
н а п р и м е р дуба,
д и а м е т р о м до
250- 3 0 0 мм, з а б и в а в ш и е с я в п р е д е л а х п л о щ а д и о п и р а н и я ф у н д а м е н т о в к а к в
виде лент,
т ак
и кустов под л е н т о ч н ы е и о т д е л ь н о с т о я щ и е фундаменты.
По сваям о б ы ч н о у с т р а и в а л с я д е р е в я н н ы й р о с т в е р к и з л е ж н е й
бревенчатых
или д о с ч а т ы х ,
располагаемых как вдоль, так и п о п е р е к н а п р а в л е н и я ф у н ­
д а м е н т н о й л е нт ы , на к о т о р ы х з а т е м в ы п о л н я л а с ь к л а д к а ф у н д а м е н т о в . П р и ­
мерами т а к и х к о н с т р у к ц и й м о г у т с л у ж и т ь ф у н д а м е н т ы м о с т о в , к р е п о с т н ы х и
м о н а с т ы р с к и х стен,
массивных каменных сооружений - колоколен, соборов
и т.п.
Эффективность таких ф у н д а м е н т о в о п р е д е л я л а с ь п о л о жением уровня
п о д з е м н ы х вод, т а к к а к и з в е с т н о , ч т о н а х о д я щ а я с я н и ж е у р о в н я в о д ы д р е ­
весина м о ж е т
сохраняться веками,
тогда как в зоне переменного уровня
воды р а з р у ш е н и е ее и д е т в е с ь м а и н т е н с и в н о . Э т и м о б с т о я т е л ь с т в о м о б ъ я с ­
няет с я н а л и ч и е
значительных
деформаций и неравномерных осадок зданий
стар о й п о с т р о й к и .
Кладка фундаментов выполнялась,
глав н ы м о б р а з о м , из бута, в а л у н ­
ного к а м н я и ли к р у п н ы х б л о к о в и п л и т е с т е с т в е н н о г о к а м н я . У с т р а и в а л и с ь
они в
виде столбов или л е н т с р а з л и ч н о й п л о щ а д ь ю п о п е р е ч н о г о сечения,
симметричной и несимметричной, с п л о ш н ы м и или, с ц е л ь ю э к о н о м и и м а т е р и ­
ала, с р а з г р у з о ч н ы м и а р к а м и п о д л и н е л е н т ы .
С н а ч а л а XX в е к а с р а з в и т и е м т е х н и к и и и з о б р е т е н и е м н о в ы х
строи­
тельных материалов
в
качестве
материала фун д а м е н т о в стали применять
хорошо о б ожженный кирпич и е с т е с т в е н н ы й
камень
на
цементосодоржащич
раств о р а х , б у т о б е т о н и з б е т о н н о й м а с с ы с з а п о л н е н и е м е е к а м н е м с р е д н и х
размеров и монолитный бетон /3,4/.
На р и с .1
представлены наиболее характерные типы фундаментов т р а ­
диционных конструкций зданий с т а р о й п о стройки:
бутовые фундаменты,
в
том ч и с л е
с использованием лежней и деревянных свай /рис.1а-е/,
сту­
п е н ч а т о й ф о р м ы с р а с ш и р е н и е м к н и ж н е й ч а с т и п р и у г л е н е м е н е е 60 . Б у ­
тобетонные и бетонные ф у н д а м е н т ы и м е ю т п р и м е р н о т а к у ю же фор м у и г а б а ­
риты. При н а л и ч и и в з д а н и я х п о д в а л ь н ы х п о м е щ е н и й и х л и ц е в ы е п о в е р х н о с ­
ти в ы п о л н я л и с ь и з о б р а б о т а н н ы х б л о к о в е с т е с т в е н н о г о к а м н я ,
уложенного
в п е р е в я з к у и ли з а а н к е р е н н ы х в к л а д к у ф у н д а м е н т о в .
При п р оведении
о б с л е д о в а н и я с о с т о я н и я з д а н и й с т а р о й п о с т р о й к и во
мног и х с л у ч а я х н а б л ю д а ю т с я р а з л и ч н ы е д е ф е к т ы
и
разрушения
в
кладке
ф у н д а м е н т о в , с в я з а н н ы е с д е ф о р м а ц и я м и о с н о в а н и я и, п р е ж д е в с е г о , с н е ­
равномерными осадками, влияние к о т о р ы х с к а з ы в а е т с я на сост о я н и и здания
Л
h r
Pud
4
в целом /11,12/.
П ричины таких д е ф о рмаций многообразны, и в частности: пог р е ш н о с т ь
в оценке
несущей
с п о с о бности
г рунтов о с н о в а н и я в с л е д с т в и е ошибочной
интерпретации данных при о п р е д е л е н и и свойств грунтов,
особенно
таких
как просадочные, пучинистые, н а б у х а ю щ и е и др. ; п р о с ч е т ы в выборе к о н с ­
трукции фундаментов,
их р а змеров и гл у б и н ы заложения;
отсутствие де­
формационных швов на стыках р а з н о н а г р у ж е н к ы х ч а с т е й з д а н * i; изменение
прочностных характеристик грунтов в с л е д с т в и е и з м е н е н и я
их
влажности,
например, при отсутствии или н а р у ш е н и я х в е р т и к а л ь н о й планировки, нару­
шении поверхностного в о д о отвода и д р е н а ж н ы х систем;
разрушения кладки
фундаментов под воздействием а г р е с с и в н ы х грунтовых вод;
гниение д е р е ­
вянных конструкций ф у н д а ментов при и з м е н е н и и п о л о ж е н и я или
колебаниях
уровня подземных вод; у в е л и ч е н и е н а г р у з о к на ф у н д а м е н т ы в здании в це­
лом или в отдельных его частях за с ч е т н а д с т р о е к и перестроек;
систе­
матическая откачка вод из п о д в а л ь н ы х помещений,
вызыв а ю щ а я о с л абление
грунтов основания при их суффозии; у с т р о й с т в о разл и ч н ы х раскопов рядом
с существующим зданием;
п о н и ж е н и е пола подвал ь н о г о помещения; и с п о л ь ­
зование некачественного м а т е р и а л а при устройстве фундаментов; в о з д е й с ­
твие природных и климатических факторов,
н а п р и м е р многократного з а м о ­
раживания и размораживания п е р е у в л а ж н е н н о й кладки ф у н д а м е н т о в в п р е д е ­
лах глубины промерзания и многих д р у г и х причин и их сочетаний /10,12/.
По данным МосжилНИИпроекта и з н ос ф у н д а м е н т о в зданий
идет
интен­
сивно в
первые 20-30 лет э к с п л у а т а ц и и и затем после 90-100 лет службы
здания. Вместе с тем,
в последнее время о т м е ч а е т с я у в е л и ч е н и е
интен­
сивности разрушения
конструкций
фундаментов
старых зданий,
которое
связывается с увеличением д и н а м и ч е с к о г о в о з д е й с т в и я за счет и н т е н с и ф и ­
кации движения
транстпорта,
вибр а ции
механ и з м о в
и ударных нагрузок
промышленного оборудования, с т р о и т е л ь с т в а рядом с су щ е с т в у ю щ и м и з д а н и ­
ями новых с использованием забивки свай или шпунта, с т р о и т ельства п о д ­
земных сооружений метрополитена и
прокладки
городских
коммуникаций,
резкого возрастания степени а г р е с с и в н о с т и подземных вод /1,3/.
Таким образок, при выборе с п о с оба усиления фун д а м е н т о в с у щ е с т в у ю ­
щего здания должно быть учтено все м н о г о о б р а з и е факторов,
влияющих на
их состояние и выбран такой способ усиления,
к о т орый смог бы нетрализовать или
свести
к
минимуму в о з д е й с т в и е н е б л а г о п р и я т н ы х факторов и
способствовать надежной и
длительной
э к с плуатации
р е к о н с труируемого
или реставрируемого здания или сооружения.
III. Трад и ц и о н н ы е с п о с о б ы у с и ления фундаментов.
Усиление фундаментов с у щ е с т в у ющих зданий при м е н я е т с я так же д а в ­
но,
как и само строительство.
М е т о д ы и с п о с о б ы у с и л е н и я до
середины
текущего столетия были столь же т р а диционны,
как и к о н струкции ф у н д а ­
ментов.
Изменения п р оисходили л и ш ь в части при м е н я е м ы х
материалов
и
преследовали главную цель - наряду с в о с с т а н о в л е н и е м прочности кладки,
увеличение площади опирания с у щ е с т в у ю щ и х фундаментов,
снижение у д е л ь ­
ных
величин давления от соор у ж е н и я на грунт и ум е н ь ш е н и е величин о с а ­
док.
Ч аще всего
такое
усиление
в к л ючает полн у ю или ч а с т и ч н у ю замену
разрушенной кладки фундаментов,
а также у в е л и ч е н и е площади его о п и р а ­
ния путем
прикладки обойм или банк етов к телу с у щ е с т в у ю щ е г о ф у н д а м е н ­
та, а также устройство д о п о л н и т е л ь н ы х фун д а м е н т о в или опор рядом с су-
5
Для лучшей связи с существующими фундаментами прикладка
осуществляется "вперевязку" со старой кладкой. Опирание прикладок на
грунты основания могло быть осуществлено на разных уровнях относитель­
но п о д о ш в ы усиляемого фундамента, выше ее, на одном уровне, а нередко,
при низком
уровне грунтовых вод и ниже подошвы существующих фундамен­
тов. Как правило, прикладки выполнялись из естественного камня, анало­
гично материалу усиляемого фундамента. Прикладки могли также опираться
на забитые рядом с существующим фундаментом деревянные сваи.
В конце XIX в., с внедрением в строительную практику цемента,
обоймы и банкеты начали выполнять из бутобетона, бетона и затем желе­
зобетона, в основном монолитными, но в последние годы, иногда, и сбор­
но-монолитными. Кроме обойм и банкетов применяется также введение ниже
подошвы усиляемых фундаментов железобетонных плит и балок (лежней).
На рис.2 представлены наиболее распостраненные традиционные конс­
трукции усиления фундаментов.
Рис.2 (a-в) иллюстрирует устройство расширяющих обойм,
рис.2г
применение банкетов,
с предварительным обжатием грунта под подоввой
уширяющей части.
В ряде случаев увеличение площади опирания фундамен­
тов может быть достигнуто подводкой монолитных железобетонных плит
различных конструкций под всей или частью площади здания.
Все рассмотренные выше способы усиления фундаментов применяются
достаточно широко до настоящего времени, особенно в реставрационной
практике, несмотря на ряд существенных отрицательных моментов, связан­
ных с низкой эффективностью такого усиления и производством работ
при
его реализации.
К таким моментам можно отнести больвой объем земляных
работ по откопке усиляемых
фундаментов, часто выполняемых вручную,
п р и ч е м , во избежание развития дополнительных деформаций усиляемых зда­
ний, эти работы должны выполняться захватками определенной длины.
Бе­
тон и р о в а н и е обойм,
банкетов и подводка лежней под подовву усиляемого
фунда м е н т а также выполняется вручную;
необходимость предварительного
обжат и я грунтов основания под уширяющими элементами для включения их в
работу фундамента,
что,
как правило, в силу как объективных,
так и
субъ е к т и в н ы х причин, качественно выпонить не представляется возможным;
н е в о з м о ж н о с т ь выполнить усиление этими способами
при высоком уровне
подземных вод,
сезонные ограничения производства работ,
поэлоляющие
их пров е д е н и е только при о б щих
положительных температурах наружного
воздуха, и,
наконец, необходимость изменения конструкций существующих
фунда м е н т о в и их в н е ш н е г о вида при усилении,
что недопустимо при рес­
таврации п амятников архитектуры, так как фундаменты являются их неотъ­
емлемым элементом и также могут рассматриваться как памятники инженер­
ного искусства. Перечисленные недостатки рассмотренных способов усиле­
ния ф у н д а м е н т о в практически сводят к минимуму возможный
положительный
эффект их применения.
При современном подходе к решению проблемы уве­
личен и я несущей способности фундаментов реконструируемых и реставриру­
емых зданий старой постройки эти методы,
за редким исключением, явля­
ются анахронизмом,
который может быть объяснен лишь отсутствием необ­
ходимой техники
и оборудования для применения современных способов и
конст р у к ц и й усиления,
получивших широкое распостранение в мировой
шествующими.
практике /8,10,13/.
IV. Современные методы усиления фундаментов.
а
5
6
г
6
В практике
реконструкции и реставрации в настоящее время находят
применение как методы усиления фундаментов, базирующиеся на традицион­
ных, так и принципиально новые,
разработанные в течение последних 50
лет. Все эти методы рассчитаны на высокую степень
механизации работ,
при сведении к минимуму ручного труда, и новые технологии. Далее расс­
мотрены некоторые из многочисленных способов усиления.
На рис.З представлены способы усиления фундаментов,
представляю­
щие собой развитие традиционных схем,
с применением современных мате­
риалов и технологий.
На рис.За показано увеличение площади опирания
усиляемых фундаментов с помощью обойм по методу Н.И.Страбахина.
Он
заключается в установке
с обеих сторон усиляемого фундамента сборных
железобетонных блоков,
нихняя часть которых стянута анкерами,
пропу­
щенными через существующий фундамент и блоки усиления. В верхней части
блоки разжимают забивными клиньями или домкратами,
в результате чего
блоки, поворачиваясь вокруг нижней точки,
в уровне закрепления анке­
ров, обжимают грунт под подошвой блоков. После обжатия грунтов основа­
ния щели
между
существующим фундаментов и блоками усиления заполняют
бетонной смесью. Рассмотренный способ имеет присущие традиционным спо­
собам усиления
недостатки,
требует выполнения
значительного объема
земляных работ и ручного труда, однако более надежен, так как позволя­
ет выполнить обжатие
грунтов основания под подошвой уширяемой части
фундаментов и тем самым способствовать включению их в работу уже
в
процессе выполнения усиления.
На рис.36,в представлены способы увеличения площади опирания
су­
ществующих фундаментов. Их применение позволяет свести к минимуму зем­
ляные работы,
которые сводятся к устройству песчано-гравийной подушки
толщиной 40-60см,
отсыпаемой с уплотнением взамен насыпных грунтов в
пределах площади уширяющих элементов.
Суть способа состоит в устройс­
тве в уровне отметки земли, пола l-го этажа или подвала консольной ж е ­
лезобетонной конструкции, заанкеренной в кладку несущей стены здания и
позволяющей увеличить площадь опирания фундаментов,
воспринимающего
нагрузку от существующего здания.
Применение рассматриваемого способа
позволяет совмещать конструкцию усиления с отмостками здания,
полами
1-го этажа или подвала. Элементы конструкции усиления выпоняются в м о ­
нолитном, сборно-монолитном и сборном железобетоне с армированием
жесткой арматурой.
В ряде случаев,
при значительном вылете
консосли
конструкции усиления, целесообразно ее применение в сочетании с пред­
варительно напряженным анкером, заделываемым в тело существующего фун­
дамента /рис.Зв/. Отверстия для анкерования конструкций усиления в н е ­
сущие стены, опоры и фундаменты реконструируемого здания выполняются
буровым способом с использованием стандартного бурового оборудования.
Производство работ ведется с применением различных механизмом,
ручной
труд используется минимально. Рассмотренные способы предложены автором
/9/.
Аналогичным образом решается задача увеличения площади опирания
фундаментов существующего здания с помощью фундаментных плит по спосо­
бу ЦНИИСК им.Кучеренко /рис.Зг/,(1).
Сборные железобетонные плиты д о ­
полнительного фундамента укладывают на уплотненную щебеночную подго­
товку. Плиты располагаются рядами в виде лент, уложенных в направлении
продольной оси здания.
По ним выполняют
монолитную железо буренную
конструкцию нажимных рам, которые состоят из нижних горизонтальных р и ­
гелей сечением 40x60см и наклонных стоек-упоров такого же сечения. Ра-
PucJ
7
мы пе р е д а ю т у с и л и я на п о я с а - о б в я з к и поперечных стен, у с т р а и в а е м ы е в их
кладке. Д л я о б р а з о в а н и я з а м к нутого контура нажимных рам,
н а д ними,
8
плоскости перекрытия,
выполняют
монолитные ж е л е з о б е т о н н ы е уч а с т к и в
виде полос ш и р и н о й 60см и высотой, равной толщиие плит перекрытий.
Д р у г а я группа
м е т о д о в служит для усиления конструкций с у щ е с т в у ю ­
щих ф у н д а м е н т о в без и з м е н е н и я их геометрических размеров при д о с т а т о ч ­
ной н е с у щ е й с п о с о б н о с т и грунтов основания. К ним относится, в ч а с т н о с ­
ти,
метод у к р е п и т е л ь н о й ц е м е нтации /рис. 4а/. При н е у д о в л е т в о р и т е л ь н о м
состо я н и и
материала
фундаментов
/наличие
механических п о в р е ж д е н и й ,
осадо ч н ы х трещин, р а с с л о е н и я и р а з рушения кладки в резул ь т а т е р а з м о р а ­
ж и в ан и я и т.п./, ц е л е с о о б р а з н о в ы п олнять их укрепление с л е д у ю щ и м о б р а ­
зом. В теле ф у н д а м е н т а р а з б у р и в а ю т ся или пробиваются о т в е р с т и я д л я у с ­
танов к и и н ъ е к т о р о в
диаметром
25-30мм.
Шаг
таких о т в е р с т и й по д л и н е
ле н т о ч н о г о ф у н д а м е н т а о п р е д е л я ю т эмперически и,
как правило, о н р а в е н
50-ЮОсм. В
отверстие
вводят
инъектор,
через который под д а в л е н и е м
0.2~0 . 6 М П а н а г н е т а ю т ж и д к и й цементный раствор,
заполняющий объем п у с ­
тот и
н е п л о т н о с т е й в кладке ф у н д а мента в радиусе 0 . 6 - 1 . 2м в о к р у г и н ъ ектора.
Метод укрепительной
ц е м е нтации выполняется с и с п о л ь з о в а н и е м р а з ­
личны х технологий, с п е ц и а л ь н о г о оборудования, о с н а с т к и и т.п.
М е тод у к р е п и т е л ь н о й
ц е м е нтации
часто
применяют
в
сочетании с
торкр е т и р о в а н и е м п о в е р х н о с т и у с и л яемого фундамента,
в том
числе,
по
метал л и ч е с к о й сетке.
С лой
т оркретбетона защищяет б о к о в у ю п о в е р х н о с т ь
ус и л я е м о г о ф у н д а м е н т а от н е б л а г о п р иятного воздействия п о д з е м н ы х в о д
и
служит в каче с т в е в е р т и к а л ь н о й гидроизоляции /1,5/.
В ряде случаев,
по подобной технологии
выпо л н я ю т у с и л е н и е
кон­
струкций с у щ е с т в у ю щ и х ф у н д а м е н т о в с помощью силикатизации, с м о лкзации,
битумизации и и н ъ е к ц и и в них других химических составов,
часто с
од­
новре м е н н ы м усил е н и е м э т и м и способами грунтов основания.
Когда несу щ а я с п о с о б н о с т ь грунтов основания недостаточна,
а
ре­
конст р у и р у е м о е здан и е
п о л у ч и л о деформации за счет з н а ч и т е л ь н ы х по в е ­
личин е н е р а в н о м е р н ы х и ч а с т о н е с т а билиэировавшихся осадок, а т а к ж е при
наличии в ы с о к о г о у р о в н я п о д земных вод,
затрудняющих в ы п о л н е н и е у ш и р е ния или д о п о л н и т е л ь н о г о з а г л у бления фундаментов, ц е л е с о о б р а з н о п р о в о ­
дить усил е н и е ф у н д а м е н т о в конструкциями, позволяющими п е р е д а в а т ь н а г ­
рузку от с о о р у ж е н и я на располо ж е н н ые нике подошвы ф у н д а м е н т о в плотные,
м а л о с ж и м а е м ы е грунты
основания.
Такими
конструкциями
могут с л у ж и т ь
спайные фундаменты. В п р актике реконструкции и р е с т а в р а ц и и н а х о д я т
применение сваи разных типов, при выборе которых в каждом к о н к р е т н о м
случае о п р е д е л я ю щ и м я в ляется состояние и
вид у с и л я е м о г о
с о о ружения,
наличие с п е ц и а л ь н о г о о б о р у д о в а н и я для устройства свай и, наконец, опыт
и " т р а д и ц и и ” организ а ц и й , в ы п о л няющих работы /6,8/.
Усиление существующих
ф у н д а ментов
с помощью свай о с у щ е с т в л я е т с я
по ра з личным схемам.
На рис.4в приведен
способ
усиления
"выносными
сваями", р а с п о л а г а е м ы м и с о д н о й или двух сторон у с и л я е м о г о фун д а м е н т а .
Чаще в с е г о это б у р о н а б н в н ы е и набивные сваи. Технология у с т р о й с т в а т а ­
ких свай в к л ю ч а е т б у р е н и е тем или иным способом вертика л ь н ы х с к в а ж и н с
защитой их с т е н о к от о б р у ш е н и я обсадными трубами,
и з в л е ч е н и е из с к в а ­
жины р а з р а б а т ы в а е м о г о грунта и последующее заполнение готовой с к в а ж и н ы
бетонной с м е с ь ю и а р м и р о в а н и е м ее. В зависимости от типа свай п о с л е д о ­
вател ь н о с т ь в ы п о л н е н и я т е х н о л о г и ч е ских операций может быть и н о й /6,13/.
В к а ч е с т в е свай у с и л е н и я применяют
различные
типы
буронабивных
в
ш,
включая сваи
большого д и а м е т р а типа " Б е н о т о " , сваи Ст р а у с а ,
атонабивные,
пневмонабивные и д р у г и е /7/.
Д р у г и м , достаточно
широко и с п о л ь з у е м ы м при усилении с у щ ествующих
нда м е н т о в ,типом свайных к о нструкций явяются залав л и в а е м ы е
сваи.
На
46
представлена схема прои з в одства работ при зада в л и в а н и и свай,
хнололгия работ по з а д а в л и в а н и ю свай описана в с о о т в е с т в у ю щ е й т е х н и ­
к о й литературе /2,3/.
Обычно сваи усиления р а с п о л а г а ют с двух с т о р о н усиля е м о г о
фундата и передают на них нагрузку от со о р у ж е н и я через поперечные балки,
ганавливаемые в пробиваемые в ф у н д а м е н т е (рис.4в)(г,
но в случае
отгствия доступа
для о б о р у д о в а н и я с одной из сторон фундамента,
они
гут быть выполнены и с одной (наружной) с т о р о н ы здания в два ряда
с
асолъной поперечной балкой. При этом сваи первого от ус и л я е м о г о фунчента ряда воспринимают в д а в л и в а ю щ у ю наг р у з к у от веса здания, а сваи
ф о г о ряда - выдергивающую.
При всех достоинствах способов уси л е н и я существ у ю щ и х
фун д а м е н т о в
т м и , они обладают рядом с у щ е с т в е н н ы х недостатков. Общими из них явотся необходимость выполнения б о л ь ш о г о объема земляных
работ, свя­
т ы х с обнажением усиляемых ф у н д а м е н т о в до подошвы,
а часто, и ниже
на время работ, что само по себе д о с т а т о ч н о рисковано, большая трумкость, необходимость ч а с т ичного разрушения существ у ю щ и х фу н д а м н е н неунивесальность применения по грунтовым условиям,
высокая с т о и ­
т ь работ и большие затраты времени,
в том числе на предвар и т е л ь н ы е
юты.
Этих недостатков в значительной мере л и ш е н ы нашедшие широкое при(ение в России и зарубежом б у р о и н ъ е к ц и о н н ы е или “корневидные" сваи.
1
Рис.Ь
Глава I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1.1. Общие принципы проектирования усиления
А. Усиление грунтов основания и фундаментов
I.
ндаментов
I .I . О с н о в н о й з а д а ч е й п р и п р о е к т и р о в а н и и
является
правильный
выбор
вида
усиления
оснований
и
у с и л е н и я ,о п р е д е л е н и е и
н с т р у и р о в а н и е его о т д е л ь н ы х э л е м е н т о в .
При усилении буроинъекционными сваями это определение:
- несущей способности свай
по грунту и матер и а л у
ствола;
- основных параметров свай,
их длины и диаметра,
угла накло,величины заделки в стены или фундаменты;
- общего количества свай на объекте и принципа их расположения в
же;
- стадийности работ
и способа
их
производства;
I .I .2.Необходимыми критериями при проектировании усиления основай и фундаментов, обеспечивающими прочность у с т о й ч и в о с т ь и долговеч:ть сооружений,являются предельно допустимая осадка и разность осак частей или отдельных фундаментов,приемлемые для данной конкретной
нструкции с точки зрения сохранения ею прочности и эксплуатационной
игодности.
1:1.3.При проектировании усиления для каждого здания или сооружея необходимо определять расчетное давление на грунт до усиления и
:ле него,исходя из величин ожидаемых абсолютных осадок и разности их
сдельных точках сооружения в п л а н е .Величины осадок зависят от:
- инженерно-геологических и гидрогеологических
условий
место­
положения реконструируемого или реставрируемого объекта;
- интенсивности нагрузок в отдельных его частях,а также
интенв н ости
загружения
отдельных
частей здания при его р е к о н с трукции в
язи с з а м е н о й п е р е к р ы т и й н а д с т р о й к о й и т.п.
- физико-механических
характеристик грунтов основания,залегаю-
х на различных глубинах;
- способности сооружения следовать за осадками грунта,иначе го­
ря, от общей его жесткости или жесткости отдельных его конструктивных
^ментов.
1.1.4.
Началу проектирования усиления должны предшествовать инжерно-геологические
изыскания
на
участке
размещения
объекта
,6,8).Данные этих изысканий должны содержать достаточно полное опит е конструкций существующих фундаментов,грунтов основания на требу/ю глубину и их физико-механические х а р а к т е р и с т и к и ^ также сведения
*аличии и степени агрессивности грунтовых вод.
Инженерно-геологические изыскания должны осуществляться в соотгствии с техническим заданием организации,выполняющей проектирование
ления.Основные требования к инженерно-геологическим изысканиям
из­
мены в соответствующей Главе СНиП (15).
1.1.5.
B результате проведения инженерно-геологических изысканий
жны быть получены следующие данные о:
1
1
2
- местоположении и рельефе территории объекта усиления,
клима­
тических и сейсмических условиях,
ранее выполнявшихся исследованиях и
проводившихся усилениях существующих фундаментов,грунтов основания;
- типе,
конструкции, материале, глубине заложения существующих
фундаментов, степени их сохранности, механических и прочностных харак­
теристиках материала;
- геологическом строении,литологическом составе толщи грунтов,
и х с о с т о я н и и и физико-механических свойствах,
наблюдаемых неблагопри­
ятных
физико-геологических
и
инженерно-геологических
явлениях
( к а р с т , оползни,просадки и набухание грунтов,горные подработки и т.п.);
- гидрогеологических условиях с указанием абсолютных отметок
уровней грунтовых вод, в том числе на период промерзания,сезонных и
многолетних амплитудах их колебаний и величинах расходов;
- опыте местного строительства;
- прогнозе изменения инженерно-геологических условий на участке
размещения объекта;
I.1.6.Объем и характер инженерно-геологических изысканий должны
удовлетворять требованиям Главы СНиП (15) и соответствовать следующим
целям:
- определению глубины заложения фундаментов усиления;
- оценке несущей способности грунтов основания;
- выбору наиболее рациональной конструкции усиления;
- выбору,
в случае необходимости,
методов улучшения свойств
грунтов основания;
- выбору наиболее рационального метода производства работ по
у с и л е н и ю оснований и фундаментов;
- расчету ожидаемых осадок фундаментов после выполнения усиле­
н и я и их устойчивости;
1 .1 .7.
Степень детализации геологических условий участка и число
р а з в е д о ч н ы х выработок назначается в зависимости от размеров реконстру­
и р у е м ы х и л и реставрируемых объектов в плане и сложности геологического
с т р о е н и я п л о щ а д к и , н о должно быть н е менее двух-трех скважин по контуру
к а ж д о г о з д а н и я и л и сооружения.
Глубина п р о х о д к и разведочных выработок определяется многими усло­
виями, из к о т о р ы х основным является необходимость проходки расчетной
величины с ж и м а е м о й толщи основания.
1.1.8.
П р и проектировании усиления буроинъекционными сваями,а так
ж е при в ы б о р е метода производства работ по их устройству особое внима­
ние следует обращать на результаты гидрогеологических исследований,яв­
л я ю щ и х с я составной частью инженерно-геологических изысканий,проводимых
на площадке.
При гидрогеологических исследованиях должны быть выявлены:
- абсолютные отметки появления и установления уровней грунтовых
вод;
- скорость и направление потоков грунтовых вод;
- характер сезонных колебаний уровней грунтовых вод во време­
н и ^ частности абсолютные отметки максимальных и минимальных уровней
грунтовых вод,а также степень влияния атмосферных осадков на изменение
3
этих уровней;
- фильтрационные свойства
водосодержащих пород для решения
практических вопросов,связанных с искусственным
водопонижением,дрени­
рованием и т .п , ;
- химический состав грунтовых вод для оценки степени их агрес­
сивности к материалам конструкций усиления.
1.2
Требования к изысканиям.
I.2.1.Объем и состав изыскательских работ для каждого объекта
усиления определяется программой,разрабатываемой изыскательской орга­
низацией по техническому заданию и с участием проектной организации
в
соответствии с требованиями Главы СНиП (15) и других действующих нор­
мативных документов на изыскательские работы по исследованию
грунтов
оснований зданий и сооружений.
1.2.2.Все виды инженерных изысканий для разработок проектов
уси­
ления буроинъекционными сваями должны осуществляться в комплексе про­
ектно-изыскательских работ,как
правило,на
стадии
проекта
(рабочего
проекта) в составе,обеспечивающем получение:
а .предварительных данных, позволяющих проектной организации о п ­
ределить целесообразность применения инъекционного
метода усиления
грунтов основания и фундаментов,
в том числе,буроинъекционных свай по
результатам обследования существующих фундаментов,
бурения скважин,
проходки шурфов, лабораторных исследований грунтов и грунтовых вод;
б.полных данных,требуемых для разработки проекта усиления (па­
раметров свай - длины,диаметра,их несущей
способности), полученных
с
учетом бурения скважин,зондирования и испытаний грунтов статической
нагрузкой штампами в пределах контуров площадки (участка)
исследуемых
объектов.При необходимости проводятся также испытания свай статической
нагрузкой в соответствии с дополнительным техническим заданием.
Примечания к п.1.2.2.
1. Статические испытания буроинъекционных свай следует произво­
дить с соблюдением требований ГОСТ (16),а также в соответствии с поло­
жениями п . 1 . 4 . настоящих нМетодических рекомендаций".
2. Предусмотренные подпунктом 1.2.2а. изыскательские работы могут
не производиться или производиться в сокращенном объеме,если дан­
ные ,требуемые для принятия технического решения и определения вида
усиления,могут быть получены из фондовых материалов проектных,изыска­
тельских и других организаций.Это положение не относится к исследова­
ниям фундаментов усиляемых объектов,по состоянию которых и должен оп­
ределяться вид и объем усиления.
3. Если какой-либо из перечисленных в п.1.2.2. элементов исследо­
ваний предусмотрен программой,то повторяемость его должна быть для
каждого обследуемого объекта не менее:
- буровых скважин
3;
- шурфов
5;
- зондирований
5;
4
- статических испытаний свай
- 2;
- испытаний грунтов статической нагрузкой ытампаии - 2.
Количество и порядок отбора образцов грунта для производства ла­
бораторных исследований устанавливается в соответствии с программой
работ и требованиями действующих нормативных документов на исследова­
ния грунтов оснований зданий и сооружений,в том числе,обязателен отбор
образцов грунтов,залегавших непосредственно под подошвой существующих
фундаментов и под нижними концами свай усиления.
1.2.3.Глубину бурения разведочных скважин, предусматриваемую в
программе изыскательских работ с учетом конкретных инженерно-геологи­
ческих условий участка и характера реконструируемых или реставрируемых
зданий (сооружений),следует назначать ниже проектируемой глубины зало­
жения нижних концов буроинъекционных свай усиления в нескальных грун­
тах ,как правило,не менее чем н а '5 метров.
в случае опирания или заделки буроинъекционных свай усиления в
скальные грунтыfглубина бурения разведочных скважин должна быть не ме­
нее чем на 1.5 м ниже концов свай.При наличии в скальных грунтах ка­
верн ,карста,прослоев более слабых грунтов и других неоднородностей ко­
личество и глубина бурения скважин назначается по программе изыска­
тельских работ,исходя из особенностей инженерно-геологических условий
исследуемой площадки.
Примечания к п.1.2.3.
1. В техническом задании на проведение инженерных изысканий ори­
ентировочную длину свай для назначения глубины бурения разведочных
скважин допускается определять по данный о грунтах,полученный из фон­
довых материалов проводившихся ранее на данной площадке инженерно-гео­
логических изысканий.
2. Для свай,работающих на выдергивание,глубина бурения разведоч­
ных скважин и зондирования должна быть не иенее 2-х метров ниже концов
свай.
3. Плотность песчаных грунтов основания должна определяться в ус­
ловиях их природного залегания по данный зондирования или,в слу­
чае, когда это возможно - по образцам грунтов ненарушенной структу­
ры, отобранным из шурфов или скважин в соответствии с требованиями нор­
мативных документов на исследования грунтов оснований зданий и соору­
жений .
ГЛАВА П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ.
П.1. Рекомендуемая область применения усиления грунтов
основания
и
фундаментов
реставрируемых
и
реконструируемых объектов инъекционными методами.
П .1.1. Целесообразность применения усиления грунтов
основания
и
фундаментов инъекционными методами должна определяться конкретными ус-
5
ловиями работ и обоснована т е х н и к о - э к о н о м и ч е с к и м сравнением
вариантов
проектных решений.
П.1.2. Необходимость у с и л е н и я
грунтов
основания
и
фун д а м е н т о в
зданий и сооружений вызывается:
потерей прочности или у стойчивости,
ч а с т и ч н о й или полной,
конс­
трукций существующих фундаментов;
развитием недопустимых по в е л и чине и н е р а в н о м е р н о с т и о с а д о к
соо­
ружения или отдельных его частей, вызыв а е м ы х потерей прочности грунтов
основания и, как следствие, р а з р у ш е н и е м констр у к ц и й фундаментов;
увеличением эксплуа т а ц и о н н ы х нагрузок,
связанным с измене н и я м и в
конструктивной схеме у с и л яемого о б ъ е к т а за счет замены несущих э л е м е н ­
тов при производстве работ, з а м е н о й о б о р у д о в а н и я на более тяжелое, и з ­
менением этажности,
у с т р о йством з а г л у б л е н н ы х помещений под с у щ е с т в у ю ­
щим зданием или сооружением и т.п.
П.1.3. Укрепительная ц е м е н т а ц и я р е к о м е н д у е т с я к п р и м е н е н и ю в с л е ­
дующих основных случаях:
усиление грунтов основания на контакте " ф у н д а м е н т - г р у н т ” для с т а ­
билизации осадок и д е ф о рмаций с у щ е с тв у ю щ и х зданий и сооружений;
усиление конструкций с у щ е с т в у ю щ и х ф у н д а м е н т о в при потере п р о ч н о с ­
ти материала кладки ф у н д а ментов или с в я з у ю щ е г о раствора,
а также у в е ­
личении действующих на ф у н д а м е н т ы нагрузок;
П.1.4. Буроинъекционные
сваи р е к о м е н д у е т с я прим е н я т ь в следующих
случаях:
усиление грунтов основания д л я с т а б и л и з а ц и и развития н е з атухающих
осадок и деформаций существующих зданий и сооружений;
усиление грунтов
основания
и
ф у н д а м е н т о в существующих зданий и
сооружений при изменении
в
проц е с се
рестав р а ц и и
или
реконструкции
конструктивной схемы объекта усиления;
реставрация, реконструкция или с т р о и т е л ь с т в о в
сложных
инженер­
но-геологических и г и д р о г е о л о г и ч е с к их условиях;
реставрация, реконструкция или
строительство
в отдаленных
или
труднодоступных районах;
при использовании свай в каче с тве анкеров при с т р о и т ельстве
под­
земных сооружений типа подпорных стен, включая так называемые
'сетча­
тые" .
П.2. Основные принципы п р о е к т и р о в а н и я
П .2 Л . Проектирование у к р е п и т е л ь н о й ц е м ентации существующих
фун­
даментов и контакта " ф у н д а м е н т - г р у н т 4 д о л ж н о п р е д ш е с т в о в а т ь п р о е к т и р о ­
ванию буроинъекционных свай и включает, в зав и с и м о с т и от вида и с о с т о ­
яния существующего фундамента,
р а с ч е т количества,
диаметра,
длины и
угла наклона цементационных скважин,
о п р е д е л е н и е планового
положения
скважин,
а также подб о р сост а в о в инъе к ц и о н н ы х растворов,
разработку
технологической схемы цеме н т а ц и и и о п р е д е л е н и е о б ъ емов работ.
П.2.2. Стадийность п р о е к т и р о в а н и я и состав проекта усиления о п р е ­
деляется заданием на п р о е к т и р о в а н и е в с о о т в е т с т в и и с СН.
П.2.3. Предварительные р а з м е р ы (диаметр и длина) буроинъекционных
6
свай назначаются с учетом инженерно-геологических условий
площадки,
нагрузки, которую должны воспринимать сваи, вида и состояния усиляемого фундамента,
а также несущей способности свай, определяемой в соот­
ветствии с требованиями нормативной литературы [5,16].
П.2.4. Расчет буроинъекционных свай по прочности материала ствола
выполняется в соответствии с требованиями СНиП [15].
П .2 .5 . При расчете буроинъекционных свай по прочности
материала
ствола сваю следует рассматривать как упругий стержень с начальным
прогибом,
жестко защемленный в грунт в сечении, где модуль деформации
грунта Е^-5 Мпа.
Учет продольного изгиба производится по методу,
предполагающему
потерю устойчивости сваи в слабом грунте при Е<5 Мпа,
по нескольким
полуволнам,
причем число полуволн зависит от соотновения жесткостей
сваи и окружающего
грунта и практически не зависит от вида заделки
сваи в ростверк [5].
П .2.6. При проектировании усиления фундамента, на который дейс­
твуют одновременно вертикальные и горизонтальные нагрузки,
необходимо
стремиться к тому,
чтобы центр тяжести сечения свай в любом разрезе,
перпендикулярном к линии равнодействующей,
находился на этой линии
(рис. 6).
П.2.7. Армирование буроинъекционных свай выполняется по расчету
или назначается конструктивно.
Сваи армируются одиночными арматурными
стержнями, сварными каркасами, жесткой арматурой в виде проката черных
металлов или металлическими трубами. Арматура сваи может быть однород­
ной по длине и комбинированной,
например,
труба или прокат в зоне
действия изгибающего момента и каркас или одиночный стержень на о с ­
тальной длине сваи.
В отдельных случаях армирование сван может произ­
водиться нержавеющими металлами или другими, не подвергающимися корро­
зии материалами.
П.2.8. Арматура
буроинъекционных свай должна иметь фиксирующие
элементы, центрирующие ее в скважине (рис. 7) и обеспечивающие требуе­
мую толщину защитного слоя бетона.
Расстояние между фиксаторами по
длине каркаса должно быть не более 6 диаметров скважины, а толщина з а ­
щитного слоя - не менее 2.5 см.
П.2.9. Конструкция сварного стыка рабочей арматуры каркасов долж­
на обеспечивать
его равнопрочность и удобство производства работ по
инъектированию бетона в скважину.
П .2.10.Совместная работа свай усиления и ростверка должна быть
обеспечена надежной заделкой сваи,
величина которой определяется рас­
четом и не должна быть менее пяти диаметров сваи при бурении с глинис­
той промывкой и не менее четырех диаметров
при бурении с продувкой
воздухом независимо от наличия трубы-кондуктора.
П . 2.11.При невозможности выполнения требований п.П.2.10.
должно
быть предусмотрено усиленное армирование или уширение ствола сваи в
месте примыкания сваи к подошве ростверка.
Отношение диаметра уширен­
ной части к диаметру скважины в пределах фундамента должно составлять
не менее 1.15.
Диайетр скважины может быть увеличен промывочной жид­
костью при бурении и опрессовкой свежеуложенного раствора.
7
П. 2.12.Проектирование усиления оснований и фундаментов буроинъек­
ционными
сваями включает разработку следующих вариантов передачи наг­
рузок от сооружения на вновь устраиваемый фундамент:
безростверковый,
ростверковый, подведение нового фундамента под усиливаемый и комбини­
рованный (рис. 8).
П.2.13.При усилении существующих фундаментов следует максимально
использовать несущую способность усиливаемого фундамента.
Расчет по I
и П группам предельных состояний необходимо производить с учетом сов­
местной работы усиляемого фундамента и буроинъекционных свай.
П.2.14.При проектировании усиления углы наклона буроинъекционных
свай и схему их расстановки следует принимать,
стремясь к передаче на
сваи осевых нагрузок, исключая по возможности моментные и горизонталь­
ные нагрузки.
П . 2.15.При проектировании усиления необходимо учитывать возможное
изменение статической схемы работы конструкций, например, фундаментной
плиты, в связи с переносом части нагрузки на буроинъекционные сваи
(рис. 9).
П.2.16.При проектировании усиления принцип размещения свай в пла­
не усиляемого объекта должен учитывать тип применяемого для производс­
тва работ оборудования.
П.2.17.В отдельных,
наиболее сложных, случаях, определяемых п ро­
ектной организацией,
для уточнения несущей способности буроинъекцион­
ных свай усиления в конкретных условиях следует назначить проведение
статических испытаний опытных
буроинъекционных свай в соответствии с
требованиями ГОСТ /16/ и разделом Ш.4 настоящих "Методических рекомен­
даций" .
В результате испытаний должны быть установлены:
начальный коэффициент жесткости Сс , кН/м;
предельная нагрузка на сваю,
,кН;
расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, Р , кН;
осадка при расчетной нагрузке, S , мм.
П .2.18.Рабочая документация по усилению оснований и фундаментов с
п о м о щ ь ю буроинъекционных свай должна включать:
заглавный лист проекта с ситуационным планом участка работ, таб­
лицу состава проекта, ведомостями объемов работ и потребных материа­
лов, пояснениями к проекту;
план цементационных скважин при цементации существующих фундамен­
тов и контакта "фундамент-грунт";
сечения (разрезы) фундаментов с цементационными скважинами;
технологические схемы цементации (по усмотрению проектной органи­
зации );
план свайного поля при усилении оснований и фундаментов буроинъ­
екционными сваями;
разрезы (сечения)
по усиляемым фундаментам с буроинъекционными
сваями;
конструкции буроинъекционных
свай
усиления,
чертежи арматурных
каркасов;
технологические схемы
устройства
свай
усиления
(по усмотрению
По а-а
А
'
I т
I т
I
Т
А
'
1
т
1 т
i т
I
Рис. 5
f
8
проектной организации);
технологические схемы линий подачи растворов;
технологические схемы коммуникаций;
рабочую документацию на устройство растворных узлов со схемами
размещения рабочего оборудования.
П.З. Расчет буроинъекционных свай по несущей способности.
П.3.1.При расчете несущей способности буронабивных свай следует
руководствоваться требованиями главы СНиП 2.02.03-85
"Свайные фунда­
менты. Нормы проектирования" и настоящими Рекомендациями.
П .3.2.При расчете буроинъекционных свай по прочности материала
сваю следует рассматривать как упругий стержень с начальным прогибом,
жестко защемленный в грунте в сечении, где модуль деформации грунта
Е>5МПа.
Учет продольного изгиба производится с использованием метода,
предполагающего потерю устойчивости сваи в слабом грунте
(Е<5МПа) по
нескольким полуволнам,
причем число полуволн зависит от соотношения
жесткостей сваи и окружающего грунта и практически не зависит от вида
заделки сваи в ростверк.
П .3.3.Метод расчета прочности ствола буроинъекционных свай пред­
ложен на основании и в развитие главы СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и же­
лезобетонные конструкции.
Нормы проектирования." Прочностные и дефор­
мационные характеристики твердеющих инъекционных растворов (мелкозер­
нистых бетонов) следует определять в соответствии с "Рекомендациями по
проектированию бетонных и железобетонных конструкций из мелкозернисто­
го бетона” (письмо Госстроя СССР N НК-3388-1 от 1.07,1977г.).
П.З.4.При расчете бетонных и железобетонных свай по прочности ма­
териала на воздействие продольной сжимающей силы N помимо эксцентриси­
тета, определяемого из статического расчета конструкций, должен прини­
маться во внимание случайный эксцентриситет "et ", обусловленный воз­
можным искривлением скважины при бурении.
Эксцентриситет "ес" опреде­
ляется умножением относительного искривления оси сваи
(Табл.3.1) на
расчетную длину полуволны ее изгиба 1в (Табл.3.2).
П .3.5.Расчет буроинъекционных свай по прочности материала выпол­
няется в соответствии с требованиями раздела 3 главы СНиП 2.03.01-84,
при этом значения коэффициента
, учитывающего влияние прогиба на
эксцентриситет продольного усилия "е” , следует определять по формуле
1
П
^
1
-
где N
-
- осевая сжимающая нагрузка на сваю;
условная критическая сила, определяемая по указаниям гла­
вы СНиП П-25-75.
П .3.6.Несущая способность буроинъекционной сваи-стойки определяе­
тся в соответствии с п.5.4 главы СНиП 2.02.03.-85.
9
П .3.7.Несущую с п о с о бность в и с я ч е й бурои н ъ е к ц и о н н о й сваи " Ф ” , ра­
ботающей на осевую с ж и н а ю щ у ю нагрузку, следует о п р е д е л я т ь по формуле
*=■(■,, RF+uZe^fi It),
где ш
- коэффициент
у с л о в и й работы свай в грунте,
п р и нимаемый
равным 1;
m t - коэффициет у с л о в и й р а б о т ы грунта под нижним концом сваи,
принимаемый равным 1;
R
- расчетное
сопротивление
грунта под нижним концом сваи,
принимаемое по СНиП 2.02.03-85;
F
- площадь опирания сваи, п р и н и м а е м а я равной:
для свай без
уширения - площади п о перечного с е ч е н и я ствола сваи,
для свай с уширением - площади поперечного сече н и я уширения;
и
- периметр ствола сваи, о п р е д е л я е м ы й по диа м е т р у скважины,
обсадной трубы или шнека;
- коэффициент
условий
работы
i-ro
слоя
грунта
вдоль
боковой поверхности ствола сваи;
- расчетное с о п р о т и в л е н и е i-го слоя грунта на
боковой п о ­
верхности ствола, принимаемое по д а нн ы м л а б о р а т о р н ы х исследований;
1L - толщина i-ro слоя грунта, с о п р и к а с а ю щ е г о с я с боковой по­
верхностью сваи.
Таблица 3.1
Отно с и т е л ь н о е и ск р и в л е н и е о с е й свай при
различных с п о собах проходки скважин
г
_ _ _ _ _ _ _
,----------- ------- -.....
|
Способы проходки с к в а ж и н
|Относительное и с к р и в л е н и е )
Шнековое бурение без обса д н ых труб
Бурение с обсадкой
Пневмоударное бурение
Бурение шарошкой под б е н т о н итовым
раствором
0.002
0.002
0.003
!
0.005
Таблица
3.2
Расчетные д л и н ы пол у в о л н и з г и б а при потере
у с т о й ч и в о с т и б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай
I----------- 1--------------------(Модуль де|
Расчетная д л ина
|-формации|
|грунта,
МПа
|
---------- — -|----------I
10
I
15
см, для свай диаметром,
1,
Т
I
t
0.5
1.0
310
250
465
375
20
"
620
500
1Г
|1
1
1!
1
I
1
...... Т775
625
см
'
25
30
930
750
1
I
I
10
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
224
202
190
180
172
165
160
155
336
303
285
270
258
248
240
232
i ______________________ I_________________________ L
448
404
380
360
344
330
320
310
560
505
475
450
430
412
400
387
672
606
570
540
516
496
480
465
I ______________________ 1________________________ L
Т а б л и ц а 3.3
К о э ф ф и ц и е н т ы у с л о в и й р а боты г р у н т а т^,
-------------------- 1
1
| З н а ч е н и я коэфф и ц и е н т а Ш| д л я р а з л и ч н ы х видов
|
грунта
______ 1
т_
-| ___________ .
|—
I
1
суглинки
глины
I
супеси
пески
1
1
1 ___________ 1---------- --1
1
Т~
I
1.0
0.9
1.0
Шнековое бурение
1.0
Способ
изготовления
свай
Устраиваемые
сбро с о м б е т о н а в
пробуренные
сухие скважины
Устраиваемые
сбросом бетона в
пробитые
сухие скважины
1.0
Устраиваемые
инъекцией р а с т ­
вора в п р о б у р е н ­
ные с у х и е
скважины
Изготовленные
под з а щ и т о й
обсадных труб с
опрессовкой
давлением
0.2- 0 . 4 М П а
Изготовленные
под з а щ и т о й
0.9
0.8
0.8
0.8
0.9
0.9
0.8
0.9
0.9
0.9
0.8
0.8
0.8
□
H I
Рис
—
7
: ;
; i
L
"I
11
бентонитового
раствора с
опрессовкой
давлением
0.2-0.4 МПа
0.9
0.8
0.8
0.8
i
______ _____________1___________ 1_____________I
_____________ I
_____________1
Примечания:
1.
Модуль деформации слабых водонасыщенных глинистых грунтов опре
деляют по данным компрессионных испытаний.
2.
Модуль деформации просадочных
грунтов
определяют
по данным
компрессионных испытаний образцов,
отбираемых по методике, изложенной
в "Руководстве по лабораторному определению деформационных и прочност­
ных характеристик просадочных грунтов", Москва, Стройиздат, 1975г.
3.Часть П.З подготовлена по материалам "Рекомендаций по примене­
нию буроинъекционных свай", Джантимиров Х.А., НИИОСП, г.Москва, 1984г.
4.Приведенный выше способ расчета буроинъекционных Свай при про­
ектировании
усиления
целесообразно использовать для ориентировочного
определения несущей способности одиночных свай.
Более детальный рас­
чет, учитывающий влияние на несущую способность свай различных факто­
ров,
включая совместную работу свай в фундаменте, может быть выполнен
с использованием разработанной в НИИОСП для ПЭВМ типа IBM PC программы
"BAZIS" (Д.Развадовский).
ГЛАВА Ш. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО УСИЛЕНИЮ
ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
■ . I . Материалы для изготовления
буроинъекционных свай и составы растворов
Ш Л .1 .Материалы, применяемые для изготовления буроинъекционных
свай, должны удовлетворять требованиям действующих нормативных доку­
ментов на бетонные и железобетонные конструкции, а также вяжущие мате­
риалы неорганические и добавки для бетонов и растворов.
Ш . 1.2.Для приготовления растворов и мелкозернистых бетонов приме­
няются :
- цемент,
соответствующий заданной марке раствора (бетона),
аг­
рессивности среды,
требуемому сроку схватывания (не менее 2 часов).
Применяемые цементы должны соответствовать ГОСТу;
- бентонитовый глинопорошок (ТУ 39-01-08-658-81) в качестве плас­
тифицирующей добавки в растворы;
- песок, мелко- и среднезернистый крупностью не более 1.0мм в ка­
честве инертного заполнителя в растворах (мелкозернистых бетонах);
- пластификаторы (С-3, С-4 и т.п.).
Ш . 1.3.Подбор состава растворов (мелкозернистых бетонов) при уст­
ройстве буроинъекционных
свай выполняется лабораторией в соответствии
с заданной маркой раствора и условиями строительства.
12
Ш. 1.4.Для устройства буроинъ е к ционных свай и с п о л ь з у ю т с я различные
типы растворов (мелкозернистых бетонов),
п р и м е н я е м ы е в з а в и с и м о с т и от
условий строительства и характера р а б о т ы свай в конструкции. К ним о т ­
носятся цементно-песчаные, ц е м е н т н о - б е н т о н и т о в ы е и цементные растворы.
В необходимых
случаях возможно также п р и м е н е н и е растворов д р у г и х с п е ­
циальных составов.
Ш. 1.5.При применении
ц е м е н т н о -песчаных
р а с т в о р о в рекомендуются,
например, следующие соотношения к о м пон е н т о в по с о с т а в у цемент:
пе­
сок: вода
для
раствора
М200
по
весу
нахо д я т с я
в
пределах
1.0: (1.0-1.5): (0.4-0.7). Так,
расход м а т е р и а л о в на 1мЗ раствора
сос­
тавляет: цемента М400 - 705кг,
песка 830кг, в о д ы 460л при с о о тношении
компонентов 1.0:1.18:0.65.
Ш Л .6.Для цементно-бентонитовых р а с т в о р о в р е к о м е н д у е м о е с о о т н о ш е ­
ние компонентов по составу - ц е м е н т : б е н т о н и т :вода нахо д и т с я в пределах
1.0 :(0.03-0.05): (0.4-0.7). При таких с о о т н о ш е н и я х расход материалов на
1мЗ раствора М200 составит: цемента М 4 0 0 -1080кг, бе н т о н и т о в о г о г л и н о ­
порошка - 33кг, воды 650л, при с о о т но ш е н и и к о м п о н е н т о в 1.0:0.03:0.6.
Ш Л .7. Растворы, применяемые
д ля
изготовления
бу р о и н ъ е к ц и о н н ы х
свай, должны
иметь
плотность
по
ареометру
АГ-2
в
пределах
1.95-2.0 7 кг/смЗ, подвижность по к о н усу А з Н И Й 13-17см
и
в о д оотделение
не более 2%.
Ш Л .8.Прочность растворов (мелкозернистых бетонов) по
испытаниям
стандартных кубиков
размером 7x7x7см при н о р м а л ь н ы х условиях в ы з р е в а ­
ния должна быть не менее 15МПа в
7-ми
д н е вном
в о з расте
и
ЗОМПа
в
28-дневном.
Ш Л .9.Глинистый (бентонитовый)
буровой
раствор
для
заполнения
скважин при
бурении в несвязных и слабых грунтах должен иметь состав,
удельный вес и другие показатели,
обеспечивающие устойчивость
стенок
скважин от оплывания
и
обрушения.
У д е л ь н ы й вес глинистого раствора
следует принимать равным 1 .05-1.1 5 г с / с м З .
1.2. Технология п р о и з в о д с т в а работ.
А . Укрепительная ц е м е н т а ц и я .
1D. 2.1.Выполнение работ по у к р е п и т е л ь н о й ц е м ентации кладки с у щ е с т ­
вующих фундаментов,
прежде всего в случае и с п о л ь з о в а н и я их в д а л ь н е й ­
шем в качестве ростверков буро и н ъ е к ционных свай,
обычно
предшествует
устройству свай. В этом случае ц е м е н т а ц и о н н ы е с к в а ж и н ы могут быть с о в ­
мещены полностью или частично со с к в а ж и н а м и д л я ус т р о й с т в а
буроинъек­
ционных свай. В ряде случаев, однако, у к р е п и т е л ь н а я цементация я в л я е т ­
ся самостоятельным конструктивным элементом у с и л е н и я с у щ ествующих ф у н ­
даментов
и может
выполняться
с
как без а р м и р о в а н и я цементационных
скважин, так и с армированием.
Ш. 2.2.Технологический цикл
цементационно-укрепительных
работ
обычно включает бурение в грунте
или
теле
суще с т в у ю щ и х
ф у н даментов
инъекционных скважин, цементацию кладки ф у н д а м е н т о в и контакта ’’ф у н д а ­
мент-грунт", опрессовку скважин (рис.10).
Рис. 8
13
ПЗ.2.3.Бурение цементационных
скважин
в ы п о л н я е т с я п н е в м о ударными
буровыми станками или станками к о л о нкового б у р е н и я с продувкой
сжатым
воздухом. Диаметр скважин назначается в з а в и с и м о с т и от условий работы,
состояния кладки усиляемого ф у н д а м е нта и его раз м е р о в и
обычно
нахо­
дится в пределах 76-112мм.
Ш. 2.4.При усилении существующих ф у н д а м е н т о в цемен т а ц и я в ы п о л н я е т ­
ся, как правило, в два или три этапа.
На первом этапе бурится скважина в п р е делах ус и л я е м о г о фундамента
и в ней,
устраивается или у с т а н а в л ивается кондуктор. Материал и к о н с ­
трукция кондуктора определяется проектом в зав и с и м о с т и от типа и
сос­
тояния усиляемого фундамента,
а т а кже н а з н а ч е н и е м самого р е с т а в р и р у е ­
мого или реконструируемого здания.
Этот этап не является обяз а т е л ь н ы м
и может быть исключен из т е х н о л о г и ч еского цикла цементации,
если п о з ­
воляют условия усиления.
На втором
этапе через
кондуктор,
при его устройстве,
бурится
скважина в пределах усиляемого фундамента,
не доходя до
его
подошвы
0.5м.
Скважина заполняется цеме н т а ционным раствором. После заполнения
скважины, в ее устье устанавливается тампон (обтюратор) и произво д и т с я
цементация
кладки
фундамента под д а в л е н и е м 0.1-0.2МПа.
По окон ч а н и и
цементации скважина выдерживается в течение 1.5-2 суток.
На третьем
этапе производится п о в т о р н а я разбурка ствола скв а ж и н ы
и тела фундамента до его подошвы и далее,
на 0 . 4 - 0 . 5м, в грунт, после
чего цементируется
контакт
’’ф у н д а м е н т - г р у н т ’. В
этом случае тампон
разжимается в кладке фундамента, на уровне 0.5м выше подошвы. Д а в ление
нагнетания раствора при цементации контакта ’’ф у н д а м е н т - г р у н т ” н а х о д и т ­
ся в пределах 0.2-0.4МПа.
Ш. 2.5.3а отказ
нагнетания
принимается
расход
цемента ц и о н н о г о
раствора 1л/мин в течение Ю м и н при с о о т в е т с т в у ю щ е м д а в л е н и и
нагнета­
ния.
При
поглощении
скважиной
о бъема раствора,
п р е в ы ш а ю щ е г о 10-ти
кратный объем цементационной с к важины без д а в л е н и я
цемен т а ц и я
долж н а
быть прекращена и скважина выдержана в т е ч е н и е 1.5-2 суток.
Затем ц е ­
ментация может быть продолжена до о т к а з а скважины.
10.2.6.Вид и состав ц е м е н т а ц и о нных р а с т в о р о в зависит от к о н с т р у к ­
ции, материала, состояния усиляемых фундаме н т о в , и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е с ­
ких и гидрогеологических
условий
площадки
строительства и в каждом
конкретном случае параметры растворов д о л ж н ы подбир а т ь с я лабораторией.
Б. Устройство буроинъекционных свай.
Ш. 2.7 .Технологический цикл у с т ро й с т в а бурои н ъ е к ц и о н н ы х свай в к л ю ­
чает бурение кладки фундаментов и, в с л у ч а е необходимости, стен и д р у ­
гих конструктивных элементов у с и л я е мых зданий и сооружений,
у с т ановку
кондукторов, бурение скважин в грунте до п р о е к т н о й отметки, заполнение
скважин твердеющим раствором,
у с т а н о в к у в них арматурных
каркасов
и
опрессовку скважин (рис.5а).
Ш . 2.8.Бурение скважин в пределах
конструкций
ус и л я е м о г о
здания
выполняется диаметром,
п о зволяющим
устанавливать
в
них кондукторы,
внутренний диаметр которых больше или равен р а с четному диаметру
буро­
инъекционных с в а й .
14
Ш . 2 . 9 . Б у р е н и е с к в а ж и н в ы п о л н я е т с я с т а н к а м и п н е в м о у д а р н о г о или к о ­
л о н к о в о г о б у р е н и я , в з а в и с и м о с т и от ти п а и с о с т о я н и я с у щ е с т в у ю щ и х ф у н ­
д а м е н т о в (конструкций) и типа разбуриваемых грунтов по
длине
стволов
свай. П р и п р о х о д к е н е у с т о й ч и в ы х , о б в о д н е н н ы х г р у н т о в б у р е н и е в е д е т с я с
исп о л ь з о в а н и е м проходных шнеков при
закрытом
нижнем
конце
бурового
става
т е р я е м ы м б а ш м а к о м или с п р о м ы в к о й с к в а ж и н г л и н и с т ы м ( б е н т о н и т о ­
вым) р а с т в о р о м ,
а т а к ж е п о д з а щ и т о й о б с а д н ы х труб, о с т а ю щ и х с я в к о н с ­
т р у к ц и и с в а й п о с л е и х и з г о т о в л е н и я или и з в л е к а е м ы х .
Ш . 2 . 1 0 . К о н д у к т о р ы , и с п о л ь з у е м ы е п ри
устройстве
буроинъекционных
свай могут
быть инве н т а р н ы м и и теряемыми и устанавл и в а т ь с я в скважины
с о т к р ы т ы м и л и з а к р ы т ы м н и ж н и м концом. П р и п р и м е н е н и и т е р я е м ы х к о н д у к ­
торов с
открытым
нижним концом заполнение скважины под кондуктор вы­
п о л н я е т с я ц е м е н т н ы м р а с т в о р о м д о и з л и в а его из у с т ь я с к в а ж и н ы .
П одача
р а с т в о р а в с к в а ж и н у о с у щ е с т в л я е т с я ч е р е з р а б о ч и й о р г а н б у р о в о г о с т анка
или т р у б у - и н ъ е к т о р , о п у щ е н н у ю д о з а б о я скважины.
Ш . 2 . 1 1 . При п о н и ж е н и и у р о в н я р а с т в о р а в с к в а ж и н е п о д к о н д у к т о р б о ­
лее чем на 1.0м,
скважина выдерживается в течение с у т о к и затем д о л и ­
в а е т с я до
устья
ц е м е н т н ы м р а с т в о р о м с м е н ь ш и м В/Ц.
После заполнения
с к в а ж и н ы р а с т в о р о м , д о н а ч а л а его с х в а т ы в а н и я , в с к в а ж и н у у с т а н а в л и в а ­
ется ко н д у к т о р .
Ш .2.12.Р а з буривание цементного камня в кондукторе следует
произ­
в о д и т ь не р а н е е чем ч е р е з д в о е с у т о к п о с л е его у с т а н о в к и .
Бурение ве­
д е т с я с п р о д у в к о й с ж а т ы м возду х о м. По о к о н ч а н и и р а з б у р и в а н и я ц е м е н т н о ­
го
камня
в к о н д укторе производится бурение с к в а ж и н ы до проектной от­
метки н и ж н е г о к о н ц а с в а и по п р и н я т о й в п р о е к т е т е х н о л о г и и .
Ш . 2 . 1 3 . О т к л о н е н и я о т з а д а н н о г о в п р о е к т е у г л а б у р е н и я с к в а ж и н ы не
д о л ж н о п р е в ы ш а т ь +2 . О т к л о н е н и я от п р о е к т н ы х п а р а м е т р о в по д л и н е сваи
не д о л ж н ы п р е в ы ш а т ь +30см.
Ш . 2 . 1 4 . П р и б у р е н и и с и с п о л ь з о в а н и е м п р о х о д н ы х ш н е к о в , по д о с т и ж е ­
нии п р о е к т н о й о т м е т к и з абоя, с к в а ж и н а з а п о л н я е т с я т в е р д е ю щ и м р а с т в о р о м
ч е р е з б у р о в о й став,
п р и э том т е р я е м ы й н а к о н е ч н и к о т с о е д и н я е т с я от бу­
рового става
и по м е р е з а п о л н е н и я с к в а ж и н ы т в е р д е ю щ и м р а с т в о р о м б у р о ­
вой с т а в и з в л е к а е т с я .
Ш . 2 * 1 5 . П р и б у р е н и и с " п р о м ы в к о й " , по д о с т и ж е н и и п р о е к т н о й о т м е т к и
забоя, с к в а ж и н а
через буровой став промывается свежим буровым р а ство­
ром от ш л а м а в т е ч е н и е 3-5 м и н .
Ш .2.16.З а п о лнение с к важины
твердеющим
(цементным
или
другим)
р а с т в о р о м п р о и з в о д и т с я ч е р е з б у р о в о й с т а в или с п е ц и а л ь н у ю т р у б у - и н ъ е к т о р от
забоя
скважины
снизу
вверх до полного вытеснения глинистого
р а с т в о р а из с к в а ж и н ы и п о я в л е н и я в ее у с т ь е ч и с т о г о ра с т в о р а .
Ш .2.17.Н е п о с р е д с т в е н н о после заполнения с к в а ж и н ы твердеющим р а с т ­
в о р о м в нее у с т а н а в л и в а е т с я а р м а т у р н ы й каркас.
Его опускают в скважи­
ну, как п р а в и л о , о т д е л ь н ы м и с е к ц иями, д л и н а к о т о р ы х з а в и с и т от у с л о в и й
и з г о т о в л е н и я б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай.
Стыковка отдельных секций каркаса
п р о изводится сваркой.
Ш . 2 Л 8.После установки в проектное положение
армокаркаса
и
при
отсутствии утечек
раствора
из
скважины
(с н и ж е н и е у р о в н я р а с т в о р а в
с к в а ж и н е не б о л е е ч е м на 0.5м) п р о и з в о д и т с я о п р е с с о в к а
с к в ажины.
Для
Рис.9
3
Рис.10
15
опрес с о в к и в у с тье к о н д у к т о р а устанавливается тампон (обтюратор) с ма­
нометром н через н е г о прои з в о д и т с я нагнетание раствора
под
давлением
0 . 2 - 0 . ЗМПа в
т е ч е н и е 3-4мин.
О п р ес с о в к а может б ы т ь прекращена,
если
расход раствора в п р о ц е с с е о п р е ссовки не превысил
200л.
При
большем
расхо д е раст в о р а
н е о б х о д и м о п р о и звести выстойку сваи в течение суток,
после чего о п р е с с о в к у повторить.
Ш . 2.19.В и д ы и с о с т а в ы твердеющих растворов, п р и м е н я е м ы х при изго­
товлении б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай, зависят от ус л о в и й п р и м е н е н и я свай и в
каждом конк р е т н о м с л у ч а е п о д б и р а ю т ся лабораторией.
Ш . 2 . 2 0 . У с т р о й с т в о б у р о и н ъ е к ц и онных свай
должно
производиться в
строг о й т е х н о л о г и ч е с к о й последовательности,
которая должна быть отра­
жена в проекте п р о и з в о д с т в а работ (ППР).
Ведение работ по
устройству
бурои н ъ е к ц и о н н ы х свай без ППР не допускается.
Ш .2.21.Проект п р о и з в о д с т в а работ должен включать:
- рабочие ч е р т е ж и у зла п р и г о т овления твердеющих растворов;
- рабочие черт е ж и узла п р и г о т овления глини с т о г о (бентонитового)
раствора, вклю ч а я узел регенерации;
- чертежи т е х н о л о г и ч е с к и х трубопроводов для подачи твердеющего и
глинистого растворов от узлов приготовления к месту работ;
- т е х н о л о г и ч е с к и е карты на выполнение всех видов работ;
- перечень м е р о п р и я т и й по т ехнике безопасности с разработкой схем
п е р ем е щ е н и я о б о р у д о в а н и я на площадке и,
в случае необходимости,
вре­
менного (противоав а р и й н о г о ) крепления конструкций у с и л я е м о г о объекта;
- п е р е ч е н ь меро п р и я т и й по о б е спечению п р о и з в о д с т в а работ в зимнее
время года.
Учитывая, что т е х н о л о г и я производства
работ
может
представлять
собой
"know-how" фирмы,
выполняющей работы по усилению,
допускается
р а з ра б о т к а ППР толь к о для с л у ж ебного пользования,
без
предоставления
"Заказчику".
Ш . 2.22.Обор у д о в а н и е , применяемое при произво д с т в е работ по цемен­
тации и у с т р о й с т в у б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай, включает бу р о в ы е станки раз­
личн ы х типов,
с п е ц и а л ь н ы е р а створосмесительные установки,
насосы для
перек а ч к и т в е р д е ю щ и х и б уровых растворов,
установки д л я очистки и ре­
генерации буро в ы х р а с т в о р о в и д р у г ое специальное оборудование,
подбор
и комплектация
к о т о р о г о з ависит от поставленной проектом усиления за­
дачи и в о з м о ж н о с т е й ф и р м ы - п р о и з в о д и т е л я работ. Такое оборудование про­
и з в о д и т с я в России и зарубежом.
Ш.З.
К о н т р о л ь качества работ.
Ш . 3 . 1 . На каждом этапе ведения работ по у к р е п и т е л ь н о й цементации и
у с т ро й с т в у
б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай осуществляется соот в е т с т в у ю щ и й конт­
роль к а ч е с т в а работ,
со способами проведения которого д о л ж н ы быть о з ­
н а к ом л е н ы как н е п о с р е д с т в е н н ы е и с полнители работ,
так и представители
автор с к о г о и т е х н и ч е с к о г о надзора.
Ш . З . 2.В п р о ц е с с е п р о и з в о д с т в а работ должны в е с т и с ь
журналы работ
по форме, п р и в е д е н н о й в Прил о ж е н и я х I и II.
16
Ш.З.З.В процессе производства работ п р е д с т а в и т е л и автор с к о г о н а д ­
зора должны контролировать с о о т в е т с т в и е т е х н о л о г и и ведения работ
тре­
бованиям проекта и, кроне того:
- планово-высотную привязку скважин;
- диаметр, длину, угол н аклона с к в а ж и н ы под кондуктор;
- материал,
диаметр, угол н а к л о н а у с т а н о в к и в скв а ж и н у к о н д у к т о ­
ра, соответствие
его длины проектной,
к а ч е с т в о заполнения затрубного
пространства при установке к о н д у к т о р а т в е р д е ю щ и м раствором;
- глубину, диаметр, угол н а к л о н а с к в а ж и н ы под ствол сваи;
- соответствие грунтов о с н о в а н и я по д л и н е ствола
и
в
плоскости
нижнего конца сваи принятым в проекте;
- глубину погружения а р м о к а р к а с а
в
скважину,
кач е с т в о
сварных
стыков;
- качество приготовления и р а с х о д т в е р д е ю щ е г о раствора при запол­
нении с к в а ж и н ;
- давление и п р о д о лжительность опрессовки;
- наличие отказа скважины.
Ш.3.4.В ряде случаев, по у с м о т р е н и ю п р о е к т н о й организации, в п р о ­
цессе производства работ и п о с л е д у ю щ е й э к с п л у атации, произво д и т с я г е о ­
дезический контроль за величинами и х а р а к т е р о м о с а д о к у с и л я е м о г о
объ­
екта. Наблюдения ведутся по с п е ц и а л ь н о р а з р а б о т а н н о й программе,
кото­
рая может включать наблюдения как за вертикальными, так и г о р и з о н т а л ь ­
ными перемещениями
усиляемого
о б ъ е к т а в целом и отдельными его к о н с ­
труктивными элементами,
■.3.5.В наиболее о т в е тственных с л у чаях
в
процессе
производства
работ применяются специальные
м е т о д ы к о н т р о л я качества работ - у л ь ­
тразвуковые и радиометрические.
Р а бо т ы по к о н т р о л ю
качества
данными
методами осуществляются по спец и а л ь ной п р о г р а м м е п р и влекаемыми с п е ц и а ­
лизированными организациями.
1.4. Статические и с п ы т а н и я б у р о и н ъ е к ц и о н н ы х свай.
Ш .4 .1 .Необходимость пров е д е н и я
с т а т и ч е с к и х испытаний опытных г>уроинъекционных свай устанавливается п р о е к т н о й о р г а н и з а ц и е й , разрабаты­
вающей проект усиления /10/.
Ш . 4.2.Целью проведения с т а т и ч е с к и х и с п ы т а н и й опытных б у р о и н ъ е к ц и ­
онных свай
является о п р е д еление н е с у щ е й с п о с о б н о с т и свай в конкретных
геологических условиях, а также у т о ч н е н и е по резуль т а т а м испытаний о б ­
щего количества свай на объекте и их п р о ектных параметров.
Ш . 4.3.Статические испытания
д о л ж н ы про в о д и т ь с я в соответствии
с
требованиями ГОСТ /16/.
Испытаниям п о д л е ж а т до 1%
свай от их
общего
количества на объекте, но не менее д в у х в одина к о в ы х грунтовых у с л о в и ­
ях .
При существенном изменении г е о л о г ических и гидр о г е о л о г и ч е с к и х у с ­
ловий в пределах площадки с т р о и т е л ь с т в а и с п ы т а н и я опытных свай н е о б х о ­
димо производить в наиболее н е б л а г о п р и я т н ы х условиях.
Ш .4.4.Проведение статических и с п ы т а н и й оп ы т н ы х
свай
допускается
17
производить после
набора бетоном стволов свай прочности равной 70%
расчетной, но не ранее 28 дней после их изготовления.
Ш .4.5.Включение опытных
(испытываемых)
свай в число рабочих до­
пускается лишь в том случае, если сваи испытываются в конструкции усиляемого фундамента.
Предпочтительнее производить испытания специально
изготовленных опытных свай, не включаемых в число рабочих.
Ш . 4.6.При проведении статических испытаний свай их нагружение
должно производиться ступенчато-возрастающей нагрузкой,
при величинах
ступеней равных
1/10-1/15 ожидаемой величины предельной нагрузки.
В
отдельных случаях,
оговоренных программой испытаний,
допускается ис­
пользование более дифференцированной шкалы нагрузок - от 1/5 в начале
испытаний до 1/10-1/15 предельной нагрузки
на последующих ступенях
нагружения.
Ш . 4.7.Каждая ступень нагружения опытной сваи должна выдерживаться
до наступления условной стабилизации осадок опытной сваи, характеризу­
емой разностью величин осадок, равной 0.1мм за последние два часа наб­
людений .
Ш .4.8.Осадки опытных свай в процессе нагружения должны фиксиро­
ваться прогибомерами с точностью не менее 0.01-0.10мм.
Ш.4.9.После доведения нагрузки до предельной сваи разгружаются
ступенями, равными удвоенным ступеням нагружения.
Ш . 4.10.Несущая способность опытной сваи по грунту и ее норматив­
ное сопротивление определяются в соответствии с требованиями норматив­
ных документов.
Ш . 4 . 1 1 .Документация на проведение статических
испытаний опытных
буроинъекционных свай должна содержать:
- техническое задание, разрабатываемое проектной организацией;
- рабочую документацию с проектом опытных свай;
- план площадки строительства с указанием на нем местоположения
опытных свай;
- проект производства работ по устройству опытных свай.
Ш . 4 . 1 2 -Отчетная документация по проведению статических испытаний
опытных буроинъекционных свай должна включать:
- программу проведения испытаний;
- отчет
по результатам испытаний,
включающий графики "нагруз­
ка-осадка” и "время-осадка",
а также заключение о несущей способности
опытных
свай по грунту и рекомендации по расчетным нагрузкам на рабо­
чие сваи при определенных их длинах и диаметрах;
- другие характеристики (в соответствии с программой испытаний),
например, начальный коэффициент жесткости С к, Н/м.
Глава I V .Проектирование и производство работ по укреплению
несущих конструкций реставрируемых и реконструиру­
емых зданий инъекционными методами.
IV.1.1.Целесообразность выполнения инъекционного укрепления несу­
щих конструкций объекта определяется состоянием
материала усиляемой
конструкции,
включая прочность материала кладки, связующего раствора,
IB
армирующих элементов,
н а л и ч и е п у с т о т и т р е щ и н в кладке, а т а к ж е д е й с ­
твующими и п р о е к т и р у е м ы м и н а г р у з к а м и на эти к о н с т р у к ц и и .
I V .1.2.И н ъ е к ц и о н н ы е мет о д ы у к р е п л е н и я н е с у щ и х к о н с т р у к ц и й в к л ю ч а ­
ют:
- и н ъ е к ц и о н н о е у к р е п л е н и е к и р п и ч н о й и ли к а м е н н о й к л а д к и у с и л я е м ы х
конструкций и н ъ е к ц и о н н ы м и т в е р д е ю щ и м и с о с т а в а м и ( р а с т в о р а м и ) ,
имеющее
целью
заполнение имеющихся в кладке пустот и трещин,
придание кладке
монолитности и,
в к о н е ч н о м счете, п о в ы ш е н и е н е с у щ е й с п о с о б н о с т и м а т е ­
риала кладки. В н е о б х о д и м ы х с л у ч а я х и н ъ е к ц и о н н о е у к р е п л е н и е к л а д к и м о ­
жет быть выпол н е н о с а р м и р о в а н и е м и н ъ е к ц и о н н ы х ш п у р о в ;
- и н ъ е к ц и о н н о е у к р е п л е н и е н е с у щ и х к о н с т р у к ц и й а н к е р а м и ( н агелями)
и устройство с к р ы т о г о каркаса.
2 . Проектирование инъекционного укрепления
несущих конструкций.
IV.
2.1.Инъекционное укрепление несущих к о н с т р у к ц и й р е к о н с т р у и р у е ­
мых или
р е с т а в р и р у е м ы х о б ъ е к т о в в к л ю ч а е т у с и л е н и е стен, а р о к и с в о д о в
(перекрытий), колонн и с т о л б о в ( р и с . 11,12).
IV.
2 .2.П р о е к т и р о в а н и ю и н ъ е к ц и о н н о г о у к р е п л е н и я н е с у щ и х
конструк­
ций у с и л я е м о г о объекта д о л ж н о п р е д ш е с т в о в а т ь д е т а л ь н о е и н ж е н е р н о - к о н с ­
трукторское о б с л е д о в а н и е его н е с у щ и х э л е м е н т о в .
Обследование должно
выполняться
по
индивидуальной
для каждого
объекта программе.
По ходу о б с л е д о в а н и я и в п р о ц е с с е п р о и з в о д с т в а р а ­
бот программа о б с л е д о в а н и я может у т о ч н я т ь с я .
Степень детализации обс­
ледований зав ис и т от р а з м е р о в о б ъ е к т а , е г о к о н с т р у к т и в н о й с л о ж н о с т и и
общего состояния.
IV.
2 .3.При п р о в е д е н и и о б с л е д о в а н и я о б я з а т е л ь н ы м я в л я е т с я
опреде­
ление п р о ч н о с ти элементов кладки, с о с т а в а с в я з у ю щ е г о р а с т в о р а , с т е п е н ь
коррозии а р м и р у ю щ и х м е т а л л и ч е с к и х э л е м е н т о в (в н у т р и с т е н н ы х и в о з д у ш н ы х
связей) с о с т о я н и е их с т ы к о в - с о е д и н е н и й .
Количество и порядок отбора проб и о б р а з ц о в для выполн е н и я
лабо­
раторных и с с л ед о в а н и й
устанавливается
в
соответствии с программой и
требованиями де й с т в у ю щ и х н о р м а т и в н ы х д о к у м е н т о в на и с с л е д о в а н и я ofiivnцов с т р о и т е л ь н ы х материалов.
IV.
2 . 4 . И н ъекционное у к р е п л е н и е н е с у щ и х
конструкций
существующих
зданий и с о о р уж е н и й р е к о м е н д у е т с я в ы п о л н я т ь в с л е д у ю щ и х с л у ч а я х ;
- стабилизация деформаций несущих конструкций, вызванных осадками
зданий
и
сооружений
и п о в л е к ш и х за с о б о й п о т е р ю с п л о ш н о с т и к л а д к и с
образованием трещин и пустот,
потерю прочности или разрывы армирующих
элементов;
- восстановление прочности материала несущих к о н с т р у к ц и й ;
- увеличение прочности к о н с т руктивных н е с ущих элементов зданий
и
сооружений при у в е л и ч е н и и в х о д е р е к о н с т р у к ц и и и л и р е с т а в р а ц и и
нагру­
зок на них;
- при и з м е н е н и и в х о д е р е к о н с т р у к ц и и и л и р е с т а в р а ц и и к о н с т р у к т и в ­
ной с хемы
о б ъектов,
вызывающей изменение или перераспределение д е й с ­
твующих н а г р у з о к в о т д е л ь н ы х к о н с т р у к т и в н ы х э л е м е н т а х
или
объекте
в
\/
л
^^ /
х' У
/ \/ N
< >
/ \/ N
К >
<
X s
к( А
'
/
X
г
X
у
Г>4\
l"V
У
\/
4
л
■У”'Т-- 7-- ^
■"■^1."У"'— Ч -- з"—
X
Л
ч
ч /
ч ^
/ ч
/ ч
>
/ <
V
X
V
X
Х'
-Ь*.^
X
А -------------------------------- — А
В
-------------------------------- в
\
N.
/
/ \
\У
/ \
>
чУ
\/
/ \
у \
/
/
Ny
' • Ч
/\
/ N
ч
ч
ЧУ
/
У\
А
Ч У
У
ч/
У\
, • /\
\ У
\
ч /
У\
У\
У
\ /
У
• л
ч /
\
\У
V
К Л
' \/ >
х Л
/
/
V
Ч
/
У
\
1
\
' V
'
V /\ у
X
X
' \/ '
V /N ,
ч
ч
\.
5
т- т
\t
)
ч Г; V У\/ V
X /1 , / X
X i N/
1
\ t \ ,' \ /
j
/ х>' л \/ XX*
\/ \ Л 'А
/ К
ч/ / \/ \ /
V( \ ,/\ / \
К >;
/ \ /
\/
ч у Л /\
>f \ _J
Рис.11
19
целом;
- увеличение прочности к о н с т р у ктивных н е с у щ и х элементов или узлов
реставрируемых
объектов с испо л ь з о ванием с о в р е м е н н ы х стро и т е л ь н ы х ма­
териалов и конструкций»
I V .2 .Ъ ♦Проектирование и н ъ е к ц и о нного
у с и л е н и я несущих конструкций
должно включать должно определение х а р а к т е р а
усиления,
расчет
коли­
чества,
диаметра,
длины, углов н а клона (входа) и н ъ е к ц и о н н ы х ш п у р о в в
кладку, подбор материалов и о п р е д е л ение п а р а м е т р о в и н ъ е к ц и о н н ы х
раст­
воров, характера армирования и н ъ е к ц и о н н ы х скважин, разра б о т к у т е х н о л о ­
гической схемы усиления и о п р е д еление об ъ е м о в р а б о т .
IV. 2.6.Проектирование и н ъ е к ц и о нного у с и л е н и я произво д и т с я на с т а ­
дии- "рабочие ч е р т е ж и " .
IV. 2.7 .Расчетные параметры
и н ъ е к ц и о н н ы х шпур о в и скважин под а н ­
кера (диаметр и длина) назначаются по р е з у л ь т а т а м о б с л е д о в а н и я несущих
конструкций.
IV. 2.8.Количество инъекционных ш п у р о в и необх о д и м о с т ь их
армиро­
вания определяется на основании р а с ч е т о в п р о ч н о с т и а р м ированных кир­
пичных и каменных кладок в с о о т в е т с т в и и с т р е б о в а н и я м и СНиП, р е з у л ь т а ­
тов проведения опытных инъекционных работ на у с и л я е м ы х элементах
объ­
екта или конструктивно, на основе о б о б щ е н н ы х д а н н ы х предыдущих работ и
опыта к о н структора-проектировщика.
IV. 2 . 9 .Анкера, проектируемые при и н ъ е к ц и о н н о м укреп л е н и и
несущих
конструкций обычно проектируются двух типов:
ф и к с и р у ю щ и е (анкера т р е ­
ния) и натяжные.
Армирование фиксирующих анкеров о п р е д е л я е т с я в зависимости от у с ­
ловий работы анкера в усиляемой к о н струкции р а с четом в соответ с т в и и
с
требованиями соответствующих глав С Н и П или н а з н а ч а е т с я конструктивно.
Армирование натяжных анкеров о п р е д е л я е т с я расчетом с учетом п р о ч ­
ностных характеристик материалов к о нструкций, в которых у с т а н а в л и в а ю т ­
ся анкеры и в зависимости от конс т р укции таких анкеров и
передаваемых
на них
усилий. Расчеты производятся в с о о т в е т с т в и и с требованиями с о о т ­
ветствующих глав СНиП.
IV.2.10.Инъекционные шпуры и а нке р ы ар м и р у ю т с я
одиночными арма­
турными, в том числе полыми, стержнями, мет а л л и ч е с к и м и трубами, прост­
ранственными каркасами,
стальными тр о с а м и или
жесткой
арматурой из
прокатных профилей.
IV. 2.11.При армировании
инъекционных
шпуров
и анкерных скважин
предпочтительно применение не р ж а в е ющих м е т а л л о в . При применении рядо­
вой стальной
арматуры проектом д о л ж н ы быть п р е д у с мотрены мероприятия
по защите арматуры от коррозии.
IV. 2 . 1 2 .Арматура инъекци о н н ы х ш п у р о в
или
анкеров
должна
иметь
фиксирующие элементы-фиксаторы, ц е н т р и р у ю щ и е ее в скважине. Расстояние
между фиксаторами по длине каркаса не д о л ж н о быть более
10
д и а метров
шпура или скважины.
IV.2.13.Конструкция с в а р н о г о
с т ы к а рабочей арматуры каркасов ан­
керов должна обеспечить его р а в н о п р о ч н о с т ь и удобство производства ра­
бот по инъектированию раствора в скважину.
IV. 2.14.Рабочая д о к ументация по и н ъ е к ц и о н н о м у укреплению
несущих
Рис. 12
20
конструкций должна включать:
- заглавный лист проекта с т а блицей состава проекта,
ведомостями
объемов работ и потребных материалов, п о я с н е н и я м и к проекту;
- план инъекционных скважин
на
разве р т к а х
усиляемых
элементов
(стен, сводов, столбов);
- сечения (разрезы) усиляемых конструкций;
- технологические схемы инъекции;
- технологические схемы линий пода ч и растворов.
3 .Производство работ по инъекционному укреплению
несущих конструкций.
Требования к м а т е риалам д л я п р и г о т о в л е н и я
инъекционных растворов и их х а р актеристикам.
IV.
3 . 1 .Материалы, применяемые
для
приготовления
инъекционных
растворов,
должны удовлетворять т р ебованиям н о р м а т и в н ы х д о к у м е н т о в на
проектирование инъекционных растворов, бет о н н ы х и ж е л е з о б е т о н н ы х конс­
трукций.
Подбор составов и н ъ е к ц и о нных р а с т в о р о в и их парам е т р о в о с у ­
ществляется в каждом конкретном случае лабораторией.
Со с т а в ы и н ъ е к ц и ­
онных растворов представляют собой, как правило, предмет и з о б р е т е н и й и
патентов и являются интеллектуальной с о б с т в е н н о с т ь ю авторов их
разра­
ботки .
IV.
3.2.Прочность растворов должна у д о в л е т в о р я т ь т р е б о в а н и я м
про­
екта и соответствовать прочности у с ил я е м ы х конструкций.
Технология производства работ.
IV.
3.3 .Технологический цикл
инъекционного
укрепления
несущих
конструкций включает бурение в у с и л яемом э л е м е н т е констр у к ц и и и н ъ е к ц и ­
онных шпуров и скважин,
армирование их в с л у ч а е необходимости, з а п о л ­
нение скважин инъекционном раствором, опрессовку.
I V .3.4.Бурение инъекционных
ш пуров в ы п о л н я е т с я ручными п н е в м а т и ­
ческими или электрическими перфора т орами с продувкой воздухом, д и а м е т ­
ром 30-50мм. Бурение скважин под а н к е р ы в ы п о л н я е т с я специальными б у р о ­
выми станками колонкового или п н е в м о ударного бурения. Д и а м е т р ы скважин
назначаются в зависимости от у словий работы анкера в конструкции, с о с ­
тояния кладки усиляемого элемента и о б ы ч н о не прев ы ш а ю т 112мм.
IV.3.5.При разбуривании
шпуров в л и ц е в ы х кладках нача л ь н о е б у р е ­
ние, на длину 100-150мм,
ведется с и с п о л ь з о в а н и е м к о л ь ц е в ы х
коронок,
позволяющих сохранить керн р а з б у р и в аемого м а т е р и а л а и и с п о л ь з о в а т ь его
по окончании инъекционных работ для в о с с т а н о в л е н и я ли ц е в о й поверхности
кладки.
IV. 3.6.При разбуривании шпуров, в х о д я щ и х в кладку у с и л я е м о г о э л е ­
мента конструкции под определенным углом наклона,
необходимо примене­
ние специальных шаблонов, о б е с п е ч и в ающих м и н и м а л ь н ы е от к л о н е н и я шпуров
от проектных
положений
и фикс и р у ю щих б у р овой и н с т р у м е н т в конкретной
точке бурения.
IV,3.7.По окончании бурения ш п ур о в или с к в ажин
они
долж н ы
быть
21
тщательно очищены от бурового шлана продувкой сжатым воздухом или,
в
отдельных случаях,
определяемых проектом,
промывкой водой или специ­
альными растворами.
IV.3 . 8 .Инъекционные шпуры и скважины выполняются сквозными или
глухими. В последнем случае недобур, как правило, составляет 50-100мм.
IV.3.9.По окончании бурения и очистки шпура, он заполняется через
инъекционной трубку твердеющим раствором от забоя до излива раствора
из устья, в случае необходимости армируется. При этом арматурный стер­
жень должен быть втоплен в кладку усиляемой конструкции не менее чем
на 50мм. Затем в устье шпура устанавливается обтюратор и шпур опрессовывается под давлением 0.1-0.15МПа. За отказ нагнетания принимается
расход инъекционного раствора равный 1л/мин в течение Ю м и н при соот­
ветствующем давлении нагнетания.
IV.3.10.При устройстве фиксирующих анкеров после очистки скважины
в нее устанавливается арматурный каркас,
втопленный в кладку не менее
чем
на 100мм,
инъекционная трубка и производится заполнение скважины
твердеющим раствором от забоя до выхода раствора из скважины.
После
заполнения
скважины раствором в ее устье устанавливается обтюратор и
производится опрессовка
скважины.
Давление опрессовки - не более
0.2 М П а . За отказ нагнетания принимается расход инъекционного раствора
равный 1л/мин в течение Ю м и н при соответствующем давлении нагнетания.
IV.3.11.При усилении конструкций,
имеющих лицевые поверхности,
после опрессовки в устье шпура или скважины, для восстановления перво­
начальной
поверхности,
устанавливается на растворе выбуренный ранее
керн материала кладки.
IV. 3.12.При устройстве натяжных анкеров после очистки скважины в
нее устанавливается манжетная колонна с пакером и через нее в скважину
подается раствор для формирования корня анкера.
После твердения раст­
вора производится натяжение анкера с помощью гидродомкрата или натяж­
ной
гайки на проектное усилие и затем свободный объем скважины запол­
няется раствором.
Давление, создаваемое при формировании корня анкера
должно соответствовать прочности материала усиляемого элемента конс­
трукции .
IV.3.13.Технологическая последовательность производства работ по
инъекционному укреплению несущих конструкций должна быть отражена в
проекте производства работ (ППР).
I V .3.14.Проект производства работ должен включать:
- схему
расположения узла для приготовления инъекционных раство­
ров на строительной площадке;
- схему технологических трубопроводов для подачи раствора к месту
производства работ;
- технологические карты на выполнение всех видов работ;
- мероприятия по технике безопасности со схемами перемещения обо­
рудования, установки лесов и, в случае необходимости, временного креп­
ления усиляемых конструкций.
I V .3.15.Работы по инъекционному укреплению несущих конструкций
допускается производить только при положительных среднесуточных темпе­
ратурах наружного воздуха или при гарантированном обеспечении положи-
22
тельных температур в зоне произво д с тва работ на все время их
ния, включая сроки твердения и н ъ е к ц и о н н ы х растворов.
проведе­
4. Устройство и н ъ е к ц и о н н о й гидроизоляции.
4 Л .Горизонтальная и в е р т и к а л ь н а я и н ъ е к ц и о н н а я гидроизоляция
вы­
полняется при реконструкции и р е с т а в р а ц и и зданий и сооружений, в к о т о ­
рых отсутствует,
либо утрачена гидроизоляция,
а также в тех случаях,
когда имеющаяся
горизонтальная г и д р о и з о л я ц и я в силу различных причин
оказалась ниже планировочных о т м е т о к т е р р и т о р и и
расп о л о ж е н и я
реконс­
труируемого
или
реставрируемого о б ъ е к т а и и м е е т место р а с п о с т р а н е н и е
грунтовой влаги в кладку стен здания. Н е о б х о д и м о с ь выполнения и н ъ е к ц и ­
онной
гидроизоляции
определ я е т с я по р е з у л ь т а т а м о б с л е д о в а н и я р е к о н с ­
труируемого или реставрируемого объекта.
4.2.
Требования к проектированию,
п р о и з в о д с т в у работ, материалам,
технологии и техники безопасности
производства
работ
по
устройству
инъекционной
гидроизоляции
а н а л о г ичны
требованиям,
п р е д ъ я вляемым к
инъекционному укреплению несущих к о н с т р у к ц и й , изложенным в
п .п .1,2,3
главы IV, п.2 главы V и в главе VI.
4.3. Инъекционная гидроизоляция в ы п о л н я е т с я по специально р а з р а б о ­
танному проекту,
включающему к о н с т р у к ц и ю гидроизоляции,
с привязкой
уровня ее устройства к существующим п л а н и р о в о ч н ы м отметкам поверхности
земли по периметру здания,
т е х н о л о гию п р о и з в о д с т в а работ и, в о т д е л ь ­
ных случаях,
описание составов г и д р о и з о л и р у ю щ и х инъекционных
раство­
ров .
4.4.
Наиболее распостраненной
явл я е т с я к о н с т р у к ц и я горизонтальной
гидроизоляции представляющая собой один или н е с к о л ь к о
рядов
горизон­
тальных или наклонных шпуров,
д и а метром 30-50мм, пробуренных в кладке
изолируемых стен в уровне цоколя здания под о п р е д е л е н н ы м углом к п л о с ­
кости стены
в разных направлениях в каждом ярусе,
с тем чтобы п е р е к ­
рыть наибольшую площадь поперечного с е ч ения стены.
Шпуры
выполняются
сквозными или г л у х и м и , недобуриваемыми до выхода из стены
на 5 0 м м .
4.5. Конструкция вертикальной
инъекционной
гидроизоляции
может
включать бурение в стенах подвальных поме щ е н и й горизонтальных или н а к ­
лонных шпуров по сетке,
например, 0 . 5 x 0 . 5м и инъекции в них гидроизолирующих растворов в две очереди - р а б о ч у ю
и
контрольную.
При
этом
инъектируется как кладка стен, так и грунт за стеной подвального п о м е ­
щения. Кроме того, вертикальная г и д р о и золяция может выполняться в виде
противофилътрационной
завесы,
в ы п о л н я е м о й путем бурения по периметру
наружных стен вертикальных скважин с послед у ю щ и м нагнетанием в них под
давлением гидроизолирующих растворов, например, г л и н о ц е м е н т н ы х .
4.5.
Инъекция гидроизолирующих сос т а в о в в шпуры,
в з а в исимости от
вида применяемых составов,
в ы п о л н я ется либо при давлении от а т м о с ф е р ­
ного до 0.2МПа (шах) до достижения "отказа".
4.6.
Наибольший эффект применения и н ъ е к ц и о н н о й гидроизоляции в р е ­
конструируемых и реставрируемых зданиях,
имеющих подвальные помещения
достигается
одновременным
устройством
г о р изонтальной и вертика л ь н о й
инъекционной или обмазочной (с п р и м енением специа л ь н ы х современных ма~
23
териалов
типа
"THOROSEAL” , "VANDEX",
" D I C O - S I L и т.п.)
гидроизоляции
стен и пола п о д в а л о в .
4.7.
Наиб о л е е эффективным способом контроля качества работ по уст­
ройству инъекционной гидроизоляции является радиометрический. Качество
гидроизоляции
о п р е д е л я е т с я у р о в н е м з а п о л н е н и я п у с т о т в кл а д к е г и д р о и ­
золирующими растворами.
С т е п е н ь з а п о л н е н и я п у с т о т в к л а д к е м о ж е т бы т ь
о п р е д е л е н а п у т е м с р а в н е н и я д а н н ы х замеров, в ы п о л н е н н ы х до н а ч а л а раб о т
и по их о к о н ч а н и и .
4.8.
Критерием эффективности инъекционной
гидроизоляции
служит су ­
щ е с т в е н н о е с н и ж е н и е в л а ж н о с т и к л а д к и стен над
уровнем
горизонтальной
гидроизоляции после
ее
выполнения.
С т е п е н ь в л а ж н о с т и к л а д к и стен до
н а ч а л а р а б о т о п р е д е л я е т с я при п р о в е д е н и и о б с л е д о в а н и я объекта.
Глава V. Приемка работ.
V.I.Цементационные работы и устройство
буроинъекционных свай.
V .1.1.Приемка выполненных
р а б о т по ц е м е н т а ц и и и и з г о т о в л е н и ю б у ­
р о и н ъ е к ц и о н н ы х с в а й д о л ж н а п р о и з в о д и т ь с я на о т д е л ь н ы х
захватках
(зо­
нах) о б ъ е к т а по о ч е р е д я м в ы п о л н е н и я по м е р е з а в е р ш е н и я р а б о т до срубки
голов и з а д е л к и с в а й в р о с т в е р к .
V . 1.2.П р и е м к а в ы п о л н е н н ы х р а б о т д о л ж н а п р о и з в о д и т ь с я на о с н о в а н и и
следующих документов:
- проекта свайных фундаментов;
- актов приемки материалов;
- а к т о в л а б о р а т о р н ы х и с п ы т а н и й к о н т р о л ь н ы х б е т о н н ы х о б р а з ц о в (ку­
б иков ) , и з г о т о в л е н н ы х на п л о щ а д к е с т р о и т е л ь с т в а ;
- акта и з а к л ю ч е н и я по проведенным статическим испытаниям опытных
св а й ( если т а к и е и с п ы т а н и я п р е д у с м о т р е н ы проектом);
- пл а н а
ф а к т и ч е с к о г о расположения свай с привязкой к разбивочным
осям;
- и с п о л н и т е л ь н о й с х е м ы р а с п о л о ж е н и я осей в ы п о л н е н н ы х б у р о и н ъ е к ц и ­
о н н ы х с в а й с у к а з а н и е м о т к л о н е н и й от
проектного
положения
в
плане,
ф а к т и ч е с к и х у г л о в н а к л о н а и р е з у л ь т а т о в н и в е л и р о в к и гол о в свай;
- а к т о в на с к р ы т ы е работы;
- журналов цементации и изготовления буроинъекционных
л о ж е н и я I и II).
свай.(При­
V . 1.3.При приемке изгот о в л е н н ы х буроинъекционных свай должно про­
в е р я т ь с я с о о т в е т с т в и е в ы п о л н е н н ы х р а б о т т р е б о в а н и я м пр о е к т а , н о р м а т и в ­
ных д о к у м е н т о в ,
указаниям авторского надзора и настоящих
”Р е к о м е н д а ­
ций "
все
V . 1 . 4 .Приемка офо р м л я е т с я
актом,
в котором должны быть отмечены
в ы я в л е н н ы е д е ф е к т ы и п р е д у с м о т р е н ы с п о с о б ы их у с т р а н е н и я .
V .2.Инъекционные работы и устройство анкеров.
V . 2 . 1 .Приемка выполненных
р а б о т по и н ъ е к ц и и к и р п и ч н ы х и
каменных
24
кладок усиляемых конструктивных элем ентов р е с т а в р и р у е м ы х и р е к о н с т р у и ­
руемых зданий и сооружений должна п р о и з в о д и т ь с я на о т д ельных
участках
или элементах объекта по очередям в ы п о л н е н и я по мере их за в е р ш е н и я до
начала отделочных работ.
V , 2.2.Приемка выполненных работ должна п р о и з в о д и т ь с я на о с н овании
следующих документов:
- проекта инъекционных работ или у с т р о й с т в а анкеров;
- актов приемки материалов;
- актов лабораторного анализа и н ъ е к ц и о н н о г о раствора, и з г о т о в л е н ­
ного на площадке строительства;
- актов лабораторных
испытаний к о н т р о л ь н ы х образцов тверде ю щ е г о
раствора, изготовленных на площадке с т р о и т е л ь с т в а при у с т ройстве а н к е ­
ров ;
- исполнительной схемы р а с п о л о ж ения и н ъ е к ц и о н н ы х шпуров или с к в а ­
жин под анкеры с указанием откл о н е н ий от п р о е к т н о г о п о л ожения на р а з ­
вертках усиляемых элементов и в плане,
с о о т в е т с т в и е ф а к т и ч е с к и х углов
наклона шпуров и скважин проектному;
- журнала
инъекционных
работ
и
у с т р о й с т в а анкеров (Приложение
Ш);
V.
2.3.При приемке инъекционных работ и у с т р о й с т в а анкеров д о л ж н о
проверяться соответствие выполненных работ п о л о ж е н и я м проекта,
указа­
ниям авторского надзора и требованиям н а с т о я щ и х " Р е к о м е н д а ц и й 0 .
V. 2 . 4 .Приемка оформляется актом, в котором д о л ж н ы
быть
о т м ечены
все выявленные дефекты и предусм о т р е ны с п о с о б ы их устранения.
Глава VI. Техника безопасности производства работ.
VI. 1.1.При производстве работ по цементации,
устройству б у р о и н ъ ­
екционных свай и анкеров, а также в ы п о л н е н и ю и н ъ е к ц и о н н ы х работ должны
соблюдаться общие
правила по т ехнике б е з о п а с н о с т и для работы на б у р о ­
вых, компрессорных, гидравлических и э л е к т р и ч е с к и х установках, для о б ­
щестроительных и горных работ,
в ключая работы,
производимые с лесов,
предусмотренные соответствующими г л а вами СНиП /21/.
VI.
1 . 2 .Свайные работы д о л жны о с у щ е с т в л я т ь с я под руководством п р о ­
изводителя работ или м а с т е р а .
V I . 1.3.К производству работ д о п у с к а ю т с я рабочие, прошедшие о б я з а ­
тельное медицинское о с в и д етельствование,
о б у ч е н н ы е профессиям б у р о в и ­
ков и такелажников,
прошедшие
к у рсы
по т е х нике б е з опасности работ,
сдавшие экзамены квалификационной к о м иссии и
имеющие
с о о т в е тствующие
удостоверения.
VI.
1.4.При работе бурового станка зона,
ограниченная
полуокруж­
ностью,
радиус
которой равен полной длине и с п о л ь з у е м ы х буровых штанг
плюс 2м,
считается опасной зоной. П л о щ а д к и д л я с к л а д и рования м а т е р и а ­
лов , армокаркасов и п риготовления р а с т в о р о в т а к ж е отно с я т с я к опасным
зонам. Границы опасных зон д о л ж н ы б ы ть о б о з н а ч е н ы хорошо видимыми пре­
дупредительными знаками и надписями.
V I . 1.5.В опасной зоне запрещается:
- выполнять работы, не имеющие н е п о с р е д с т в е н н о г о отношения к про-
25
водимому технологическому процессу;
- находиться л и ц а м , не имеющим отношения к выполняемым работам.
VI.1.6.Перед началом производства работ ответственный за их в ы ­
полнение (прораб,
мастер) должен проверить состояние площадки (элект­
роосвещение , расположение коммуникаций, электросиловых линий и т.п.) и
установить соответствие их состояния проекту производства работ.
О всех случаях несоответствия следует составить акт и поставить в
известность начальника участка или главного инженера генподрядной о р ­
ганизации .
V I .1.7.Освещение площадки
(рабочих мест) при производстве работ
должно быть равномерным и не менее 50 лк (ЗОв на 1м2).
V I . 1.8.Для обеспечения безопасной работы на передвижных компрес­
сорах и с пневматическими перфораторами должны соблюдаться следующие
требования:
- воздушные компрессоры на обоих ступенях сжатия необходимо
обо­
рудовать манометрами и предохранительными клапанами, на которых должны
быть установлены пломбы;
- не допускать работу компрессора при давлении,
превышающем пре­
дельное для данного типа компрессора;
- запрещается во время работы натягивать и перегибать рукава
пневмоинструмента.
V I .1.9.Металлические части буровых станков и механизмов с элект­
роприводом должны быть заземлены.
В нерабочее время электропривод бу­
рового станка - отключен от электросети.
VI.1.10.При замеченных неисправностях какого-либо агрегата буро­
вого станка, последний должен быть немедленно остановлен и приняты ме­
ры по устранению неисправностей.
Чистка,
смазка и ремонт механизмов
бурового станка во время его работы запрещается.
V I . 1.11.Во время работы буровых станков запрещается:
- переключать скорости лебедки и вращателя,
а также переключать
вращение с лебедки на вращатель и обратно до полной их остановки;
- заклинивать рукоятки управления машин и механизмов;
- пользоваться патронами шпинделя с выступающими головками зажим­
ных болтов;
- производить замер вращающейся штанги или ведущей трубы.
V I . 1.12.Во время спуско-подъемных операций запрещается:
- р а б о т а т ь на лебедке с неисправным тормозом;
- спускать буровые штанги с недовернутыми резьбовыми соединениями
- производить посадку кондукторов в скважину забивкой без дере­
в я н н о й прокладки.
V I . 1.13.При кратковременных остановках бурения необходимо поднять
буровой став на высоту, исключающую возможность их прихвата.
V I .1.14.Удлинение рукояток трубных ключей может быть произведено
путем плотного
надевания на них бесшовных патрубков,
не имеющих ка­
к и х - л и б о повреждений.
Длина сопряжений должна быть не менее 0.2м. О б ­
щ а я д л и н а плеча не должна превышать 2м.
VI Л .15.Перед заполнение скважин твердеющим раствором при
цемен­
таци и ,
устройстве
буроинъекционных
свай,
анкеров и инъекции должна
26
быть проверена исправность предохранительных клапанов и манометров,
а
вся система (насосы, трубопроводы, шланги, обтюраторы т т.п.) опрессована на полуторное расчетное максимальное давление,
необходимое
при
производстве работ,
но не выше максимального рабочего давления,
пре­
дусмотренного техническим паспортом оборудования.
VI.1.16.При производстве работ с лесов,
конструкция последних
должна предусматривать возможность выполнения работ на них соответс­
твующим буровым оборудованием.
VI .1.17.Леса должны быть надежно закреплены к стенам
реконструи­
руемого или реставрируемого здания (сооружения) по всей высоте. Произ­
вольное снятие креплений лесов не допускается.
VI. 1.18.При совпадении мест крепления лесов с проемами леса сле­
дует крепить накладными устройствами через
проем.
Если по условиям
реставрации крепление лесов к стенам памятника невозможно, то устойчи­
вость лесов обеспечивается постановкой контрфорсов, дополнительных го­
ризонтальных и вертикальных связей.
VI .1.19.Скопление людей на лесах в одном месте не допускается.
VI. 1.20.Стойки лесов,
расположенные у подъездов и в местах подъ­
ема груза, должны быть защищены от возможных
ударов транспортными
средствами.
V I .1.21.Увеличивать вылет консольного свеса щитов настила не до­
пускается.
VI. 1.22.Во время грозы и при ветре более 6 баллов буровые
работы
на лесах запрещаются.
VI. 1.23.Для защиты людей от электрических разрядов во время грозы
леса должны иметь молниеприемники и надежное заземление.
V I .1.24. Запрещаются работы на лесах, не очищенных от снега.
VI. 1.25.Для обеспечения пожарной безопасности деревянные элементы
лесов (щиты, бортовые доски) должны быть антипирированы установленными
составами.
ЛИТЕРАТУРА
1.
П .А .Коновалов "Основания и фундаменты реконструируемых зданий" ,
М., Стройиздат,1988.
2 .Э.М.Гендель "Инженерные работы при реставрации памятников архи­
тектуры", М . , Стройиздат,1980.
3 .В .К .Соколов "Реконструкция жилых зданий", М. , Стройиздат,1986.
4. В .Н .Кутуков "Реконструкция зданий", М./'Высшая ш к о л а " ,1981.
5. "Рекомендации по применению
буроинъекционных
свай",
М. ,
НИИОСП,1984.
6 /'Методические рекомендации по проектированию и производству ра­
бот при усилении оснований и фундаментов памятников истории и культу­
ры" , М . / ’Росреставрация",1984.
7. "Основания и фундаменты". Справочник строителя под ред.К.И.Смородинова, М . , Стройиздат,1983.
8. Егоров А.И.,Львович Л.Б.,Мирочник Н.С.
"Опыт проектирования и
27
строительства фундаментов из буроинъекционных свай", "Основания,фунда­
менты и механика грунтов",1982,И6,стр.18-21.
9.
Б.М.Пашкин, Г.Б.Бессонов "Диагностика деформации памятников ар­
хитектуры", М., Стройиздат,1984.
10.
Г.Т.Попов, Л.Я.Бурак "Техническая экспертиза хилых зданий ста­
рой постройки", Л-д, Стройиэдат,1986.
11.
С.Н.Сотников, В.Г.Симагин, В.П.Вершинин "Проектирование и воз­
ведение фундаментов вблизи существующих сооружений", М . , Стройиэ­
дат, 1986.
12.
И.А.Физдель "Дефекты в конструкциях, сооружениях и методы их
устранения", М . , Стройиэдат,1987.
13.с.С.Под*ьяпольский, Г*Б.Бессонов,
Л.А.Беляев, Т .И .Постникова
"Реставрация памятников архитектуры", М., Стройиэдат,1988.
14.
"Свайные работы". Справочник строителя под ред. М .И .Смородинова, М., Стройиэдат, 1979.
15-СНиП II-9-78 "Инженерные изыскания для строительства". Основ­
ные положения.
16. ГОСТ 5686-78 Сваи. Методы полевых испытаний.
17. сНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты". Нормы проектирования.
18. Руководство к СНиП 11-17-77.
19-СНиП 3.02.01-83 "основания и фундаменты. Правила производства
работ” .
20.
СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы
проектирования".
21. СНиП III-4-80 "Техника безопасности в строительстве".
П рилож ени е I, й
ФОРМА Ж УРНАЛА ПРО ИЗВО ДСТВА Р А Б О Т ПО УКРЕПИТЕЛЬ НО Й Ц Е М Е Н ТА Ц И И
(иньекции)
(т и т у л ь н ы й лист)
Н аим енование с тр о и те л ь н о й о р ган и за ц и и
Объект
Н ачальник у ч а с т к а
м астер
ЖУРНАЛ ПР0ИЗВ0ЛСТВА РАБОТ ПО УКРЕПИТЕЛЬНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ
1. Тип б у р о б о г о с т а н к а
2. С п о соб б у р е н и я
3. Тип у с и л я е м о г о ф у н д а м е н т а
4. М а т е р и а л у с и л я е м о г о ф у н д а м е н т а
(последую щ ие с т р а н и ц ы )
тке
ф у н д а м е н т е ных с к б а жин
Сз £
<3
J а
*
^ с:
8
Примечания
<оо
е
о
£X
скбаЛ !& о
Q
i
o
;
ж ины .т.
а
съкз
е
о сз е 1§ Oj
<Ъ
к Тз О
<* е
н
о О
CLi 9
1с
с а
” О 5 s
i
15?
shi
10 V
13
74 I /5 16 17
О тм е­
бурение
уси л яем ого и н ъ е к ц и о н ­
9
ъ*
-'i
*-п
1. В графе 33
работ (работ * **■
доздуха оса- 7-- .
". j
"
"
■
2 Неиспользуемые графы прочеркнуть.
И с п о л н и т е л ь (п о д п и сь)
цем ента­
ц ии
ос - S
Ио<
а
хе
18
19
20 21
26 2S 26
27
-риме^ании. »еоб<одим о ука зы да т * у с л а д и * произбодстба
^ои п о к а з а н и я или б^е его температура ч в р у ж н о г с
?-■_
.
Время
С о стаб р астбора
{Исполнитель (подписи)
Размеры
32
33
П рилож ение t]
ФОРМА ЖУРНАЛА ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ (титульный лист)
Н а и м ен о ван и е с т р о и т е л ь н о й о р га н и за ц и и
О бъект
Н ачальник у ч а с тк а
м астер
Ж урнал и з г о т о в л е н и я буроиньекционны х с б о й
с N
Н ачало
по
N
О кончание
1. Тип б у р о б о го с т а н к а
5. М а р к а и бид ц е м е н т а
2. С пособ бурения
6. С о с т а б и н ъ е к ц и о н н о го р а с т б о р а . со о тн о ш е н и е к о м п о н е н т о б
7. С о с т а б б у р о б о го р а с т б о р а
3. Тип у с и л я е м о го ф у н д а м е н та
4. М а т е р и а л уси л я ем о го ф у н д а м е н та
(последующие с тр а н и ц ы )
П римечани я
8. С п о соб и н ъ е к ц и и (через буровой с т а б или инъекционную
трубку)
I 8 гр а ф е 26. кроме других примечаний, необходимо у к а з ы б а т ь у сло б и я п р о и з б о д с тб а
р а б о т (р а б о ты в е д у т с я в н у т р и п омещ ени я или вне его, т е м п е р а т у р а нар у ж н о го
в о з д у х а . о сад ки и т.п .)
2. Н еиспользуем ы е граф ы п р о ч е р к н у т ь .
И спо л н и тел ь (подпись)
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Аннотация
2. Введение
3.Общая часть
-Инженерно-геологические изыскания,
обследование существующих фундаментов
-Традиционные конструкции фундаментов
зданий и сооружений старой постройки
-Традиционные способы усиления фундаментов
-Современные методы усиления фундаментов
4. Глава I.Основные положения
I. 1.Общие принципы проектирования усиления
А.Усиление грунтов основания и фундаментов
5. Глава II .Проектирование усиления
II. 1.Рекомендуемая область применения
усиления грунтов основания и фундаментов
реставрируемых и реконструируемых объектов
инъекционными методами
11 .2. Основные принципы проектирования
11 .3. Расчет буроинъекционных свай по
несущей способности
6. Глава III.Производство работ по усилению
оснований и фундаментов
III.1.Материалы для изготовления буроинъекционных свай и составы растворов
III. 2 .Технология производства работ
Б. Устройство буроинъекционных
свай
III .3.Контроль качества работ
III. 4 .Статические испытания буроинъек­
ционных свай
7. Глава IV.Проектирование и производство
работ по укреплению несущих конструкций
реставрируемых и реконструируемых зданий
инъекционными методами
I V . 2.Проектирование инъекционного
укрепления несущих конструкций
I V .3.Производство работ по инъекционному
укреплению несущих конструкций
IV. 4.Устройство инъекционной гидроизоляции
8. Глава V.Приемка работ
V . 1.Цементационные работы и устройство
буроинъекционных свай
V ,2.Инъекционные работы и устройство
анкеров
9. Глава VI.Техника безопасности производства
работ
1 0 . Литература
11. Приложения
Источник
стр.
2
3
6
7
10
11
18
21
22
27
31
32
34
37
38
39
40
44
46
47
47
48
50
52