Общие сведения о капитальном ремонте и реконструкции зданий

В течение смены должны отбираться образцы раствора для  определения его характеристик, а также кубиковой прочности на 7-е и 28-е сутки.

Нагнетание растворов  выполняется, как правило, без перерывов. Остановка в процессе нагнетания допускается в случаях, когда раствор: обходит тампон и изливается из скважины; изливается из соседних скважин; выходит через трещины на поверхность; выходит в подземные коммуникации и каналы.

Во всех этих случаях  тампон извлекается, через 1 сутки разбуривается цементный камень и производится повторное нагнетание.

После окончания нагнетания закрепляющих реагентов сброс давления в нагнетательных системах следует производить постепенно во избежание пробкового засорения перфорированной части инъекторов. Все оборудование, находящееся в соприкосновении с закрепляющими реагентами, промывается горячей водой и продувается сжатым воздухом. Промывные воды вывозятся автоцистернами в установленные места слива.

3.2.2. Принципы, организация и технология производства работ при усилении оснований глубинным уплотнением грунтов

Для   п о в ы ш е н и я   п р о ч н о с т и    о с н о в а н и й      з а    с ч е т   у п л о т н е н и я    г р у н т о в используются механические способы, устройство грунтовых свай, включение в основание жестких элементов.

С п о с о б   у с т р о й с т в  а    г р у н т о  в ы х   с в а й    основан на погружении штампов, которые образуют скважины с вытеснением грунта радиально в стороны. В результате этого грунт вокруг скважины уплотняется. Погружение штампа выполняется проколом, забивкой, вибрированием. В отформованную скважину засыпают местный грунт или песок, песчано-гравийную смесь, щебень и снова ее отформовывают. Операции повторяют до тех пор, пока усредненная плотность грунтового массива не станет равной требуемой. Наибольший эффект уплотнения достигается при шахматном расположении скважин. Расстояние между осями скважин зависит от диаметра уплотняющего органа и требуемого коэффициента уплотнения.

Недостатком такого способа  является наличие при забивке  элементов колебаний, могущих вызвать  недопустимые осадки зданий.

Следует учитывать, что  глинистые грунты в меньшей степени реагируют на вибрацию, чем пески. Чтобы деформировались глинистые грунты, требуется продолжительное воздействие вибрации. Довольно быстро реагируют на динамические воздействия водонасыщенные пески и супеси, находящиеся в рыхлом состоянии или в состоянии средней плотности. Фундаменты реконструируемых зданий в таких грунтах могут подвергаться значительным неравномерным осадкам вследствие уплотнения или выдавливания из-под них грунта.

Опасность колебаний  при забивке элементов, вызывающих осадку зданий, существенно зависит не только от вида грунта, но и глубины погружения оболочки или сваи, расстояния от них до существующих зданий и ряда других факторов. С увеличением расстояния амплитуды смещений быстро затухают. Большое влияние на это оказывают грунтовые условия. Использование молотов меньшего веса приводит к снижению амплитуд смещений грунта и зоны их влияния. Значения амплитуд максимальны при погружении трубы или сваи на глубину 3-6 м. Увеличение амплитуды на глубине может быть связано не только с особенностями геологического строения площадки, но и с перерывами в погружении сваи, например в тиксотропных грунтах.

С целью снижения уровня колебаний уменьшают частоту  ударов и высоту падения молота, увеличивают его вес, а также  сокращают время «отдыха» сваи в процессе забивки. Снизить уровень колебаний позволяют следующие способы: погружение элементов в лидерные скважины, в тиксотропной рубашке и вдавливанием.

Применение ударного способа погружения уплотняющих  элементов в условиях тесной застройки требует предварительной оценки возможных неблагоприятных последствий. Исследованиями установлено, например, что при ударах молота в грунте возникают колебания с частотой 3-30 ГЦ продолжительностью 0,1-0,4 с, которые распространяются со скоростью 100-330 м/с.

Одним из перспективных  способов погружения элементов, используемых для образования скважин при глубинном уплотнении грунтов, является вливание. Машины для вдавливания по типу рабочего органа могут быть гидравлическими  и механическими. Гидравлические работают с одним или несколькими цилиндрами. Механические устройства имеют канатно-блочный (полиспастный) привод, цепной или с ходовым винтом.

В условиях реконструкции для устройства скважин перспективно применение раскатывающих проходчиков скважин. Особенность процесса раскатывания скважин – формообразование цилиндрической полости в грунте катками, эксцентрично установленными на бурильной штанге (без ударов, как это имеет место при ударно-канатном бурении).

Для устройства скважин  при глубоком уплотнении грунтов могут быть использованы пневмопробойники. Под действием ударов корпус внедряется в грунт. Обратному его перемещению препятствуют силы трения между корпусом и грунтом. Скважина образуется за счет раздвижки и уплотнения грунта.

Применение пневмопробойников целесообразно в сжимаемых связных необводненных грунтах; глубина пробиваемых скважин зависит от свойств грунта, определяется устойчивостью стенок скважины и может достигать 15-20 м и более. Максимальный диаметр скважины может быть 350 мм при диаметре пробойника 130 мм и до 600 мм – при диаметре образуемой (пробойником с расширителем) скважины 300 мм. Производительность пневмопробойника зависит от физико-механических свойств грунта, диаметра пробиваемых скважин, энергии единичного удара, частоты ударов и т.д. Наиболее распространенные пневмопробойники отечественного производства – ИП 4603А, СО134А, СО 166. Производительность их при проходке вертикальных скважин составляет 120-200 м  в смену.

Реже при устройстве скважин применяется взрывная технология. При использовании для образования скважин энергии взрыва в толще уплотняемого грунта проходят скважину-шпур диаметром 60-80 мм. В нее опускают заряд малобризантного взрывчатого вещества, состоящий из цепочки патронов массой 50 г, расположенных через 15-20 см один от другого. В результате взрыва диаметр скважины увеличивается до 400-500 мм, а вокруг нее образуется зона уплотняемого грунта диаметром около 1 м.

После образования скважин  перечисленными выше способами, их заполняют  грунтом. Грунт в скважину засыпают слоями 0,5-0,7 м и уплотняют. Для уплотнения используют трамбовки, имеющие форму параболического клина. При массе ударного снаряда не менее 1 т для уплотнения порции грунта в 250-300 кг необходимо произвести 25 ударов. Плотность грунта в теле сваи  достигает 1,8-1,85 т/м³.

Следует отметить, что  применение глубинного уплотнения грунтов  оснований ремонтируемых и реконструируемых зданий ограничено. Пробивка скважин  сваебойными агрегатами и взрывы вызывают значительные динамические воздействия  на существующие здания и оборудование. Применение бурового способа при устройстве грунтовых свай снижает степень уплотнения грунта вокруг скважин. Связано это с тем, что грунт при бурении извлекается из скважины. В слабых грунтах достичь необходимого уплотнения набивкой не удается, так как стенки скважин, особенно наклонных, недостаточно устойчивы.

Поверхностное и глубинное уплотнение грунта в  зоне, прилегающей к отдельно стоящим фундаментам или другим подземным конструкциям, рекомендуется проводить укаткой, вытрамбовыванием, вибрированием или комбинированным воздействием на грунт (виброукаткой, виброуплотнением с пригрузом). Для этой цели могут быть использованы специальные механизмы и оборудование, а также различные способы устройства грунтовых свай.

Работы  по уплотнению грунтов в условиях реконструкции усложняются стесненностью строительной площадки и возможностью повреждения существующих конструкций от динамических воздействий. Некоторые вопросы по работе уплотняющих машин вблизи строительных конструкций освещены в соответствующих разделах СНиПа на земляные сооружения.

Для поверхностного уплотнения грунтов используют малогабаритные машины и оборудование, например электрические трамбовки ИЭ-4504, ИЭ-4502, ИЭ-4505; самопередвигающиеся трамбовки ВУТ-5, ВУТ-4, ВУТ-3, СВТ-ЗМП; виброплиты самопередвигающиеся, в том числе и плиты ВПП-2, ВПП-3, ВПП-5, ВПП-6, подвешенные к крану; навешенные на краны гидромолоты ГПМ-120, СП-62, СП-71; пневмомолоты ПН-1300, ПН-1700, ПП-2400.

Для уменьшения динамического воздействия на подземные конструкции при уплотнении грунта необходимо сначала уплотнить грунт в непосредственной близости от вертикальных граней подземных конструкций (но не ближе 0,1 м), а затем — остальной грунт с перекрытием слоев 0,05—1 м.

Глубинный способ уплотнения  основан на погружении штампов, которые образуют скважины с вытеснением грунта радиально в стороны. При этом уплотняется грунт вокруг скважины. Погружение штампа осуществляется проколом, забивкой, вибрированием. В отформованную скважину засыпают местный грунт или специальный грунт (песок, песчано-гравийную смесь, щебень) и скважину вновь отформовывают до тех пор, пока усредненная плотность грунтового массива не станет равной требуемой. Наибольший эффект уплотнения грунтового массива достигается при шахматном расположении скважин.

Расстояние  между осями скважин при уплотнении глинистых грунтов назначают  в зависимости от диаметра уплотняющего рабочего органа  и требуемого коэффициента   уплотнения.

Следует учитывать, что глинистые грунты в меньшей  степени реагируют на вибрацию, чем пески. Чтобы деформировались глинистые грунты, требуется продолжительное воздействие вибрации. Довольно быстро реагируют на динамические воздействия водонасыщенные пески и супеси, находящиеся в рыхлом состоянии или в состоянии средней плотности. Фундаменты существующих зданий в таких грунтах могут подвергаться значительным неравномерным осадкам вследствие уплотнения или выдавливания грунта из-под фундаментов.

Опасность колебаний при забивке элементов, вызывающих осадку зданий, существенно зависит не только от вида грунта, но и глубины погружения оболочки или сваи, расстояния от них до существующих зданий и ряда других факторов. С увеличением расстояния амплитуды смещений быстро затухают. Большое влияние на это оказывают грунтовые условия. Использование молотов меньшего веса приводит к снижению амплитуд смещений грунта и зоны их влияния. Значения амплитуд максимальны при погружении трубы или сваи на глубину 3—6 м. Увеличение амплитуды на глубине может быть связано не только с особенностями геологического строения площадки, но и с перерывами в погружении сваи, например в тиксотропных грунтах.

С целью  снижения уровня колебаний уменьшают  частоту ударов и высоту падения молота, увеличивают его вес, а также сокращают время «отдыха» сваи в процессе забивки. Снизить уровень колебаний позволяют следующие способы: погружение элементов в лидерные скважины, в тиксотропной рубашке и вдавливанием.

Применение  ударного способа погружения уплотняющих  элементов в условиях тесной застройки требует предварительной оценки возможных неблагоприятных последствий. Исследованиями установлено, что при ударах молота в грунте возникают колебания с частотой 3—30 Гц продолжительностью 0,1—0,4 с, которые распространяются со скоростью 100—330 м/с.

Одним из перспективных способов погружения элементов, используемых для образования скважин при глубинном уплотнении грунтов, является вдавливание. Машины для вдавливания по типу рабочего органа (табл. 11.4) могут быть гидравлическими и механическими. Гидравлические работают с одним или несколькими цилиндрами. Механические устройства имеют канатно-блочный (полиспастный) привод, цепной или с ходовым винтом.

Кроме станков  ударно-канатного бурения в условиях реконструкции для устройства скважин перспективно применение раскатывающих проходчиков скважин. Особенность процесса раскатывания скважин — формообразование    цилиндрической    полости   в    грунте катками, эксцентрично    установленными на бурильной штанге  (без ударов, как это имеет место при ударно-канатном бурении).

Для устройства скважин при глубинном уплотнении грунтов могут быть использованы пневмопробойники.. Под действием ударов корпус внедряется в грунт; обратному его перемещению препятствуют силы трения между корпусом и грунтом. Скважина образуется за счет раздвижки и уплотнения грунта.

Применение  пневмопробойников целесообразно  в сжимаемых связных необводненных  грунтах; глубина пробиваемых скважин  зависит от свойств грунта, определяется устойчивостью стенок скважины и может достигать 15—20 м и более. Максимальный диаметр скважины может быть 350 мм при диаметре пробойника 130 мм и до 600 мм — при диаметре образуемой (пробойником с расширителем) скважины 300 мм. Возврат пробойника из пробитой скважины обеспечивается реверсированием его движения.

При проходке вертикальных скважин в слабых грунтах  самостоятельное возвратное движение пневмопробойников затрудняется из-за недостаточности сил трения. Для  надежного и быстрого их возврата в этом случае используют присоединяемый к задней гайке пневмопробойника канат и лебедку с ручным или механическим приводом.

Производительность  пневмопробойника зависит от физико-механических свойств грунта, диаметра пробиваемых скважин, энергии единичного удара, частоты ударов и т. д. Наиболее распространенные пневмопробойники отечественного производства — ИП 4603А, СО134А, СО 166. Производительность их при проходке вертикальных скважин составляет 120—200 м в смену. Для строго вертикальной ориентации пневмопробойника при его запуске служат стартовые устройства.

При использовании  для образования скважин энергии  взрыва в толще уплотняемого грунта проходят скважину-шпур диаметром 60—80 мм. В нее опускают заряд малобризантного  взрывчатого вещества, состоящий из цепочки патронов массой 50 г, расположенных через 15-—20 см один от другого. В результате взрыва диаметр скважины увеличивается до 400—500 мм, а вокруг нее образуется зона уплотненного грунта диаметром около 1 м.