ОПЫТ УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Губкин В.А., Соловьев Н.Б., Голиков В.Г.
(БелГТАСМ, г. Белгород, РФ)
Улучшение свойств грунтов основания и усиление фундаментов является одной из наиболее актуальных проблем при строительстве и реконструкции зданий и сооружений промышленного, гражданского и сельскохозяйственного направления, возведении насыпей, дамб, плотин, подпорных стенок, устройстве откосов котлованов, с использованием недорогих местных материалов, несложного оборудования и механизмов, применения передовых технологий.
Денежные вложения в развитие, расширение и модернизацию производства при реконструкции окупаются в 3-4 раза быстрее, чем новое строительство. При этом незначительно усложняются строительно-монтажные работы и трудоемкость, производительность труда снижается в 1.4 раза, себестоимость возрастает в 1,2 раза.
Прогрессивная организация труда, передовые технологии и конструктивные решения, применение эффективных местных материалов и специальных машин позволяет устранить эти негативные факторы.
Усиление оснований и фундаментов зданий является одним из основных и
наиболее трудоёмких процессов. Из общего объёма капитальных вложений на проектирование и производство работ оснований и фундаментов при реконструкции приходится около 35-40%. При реконструкции производств широкое развитие получили методы закрепления грунтов оснований и усиления фундаментов вяжущими на основе неорганических или органических крепителей, цементов и газов, а также эффективные технологии: "стена в грунте", инъекционное и буросмесительное закрепление, фундаменты из закрепленного грунта, шлицевые фундаменты, барьерные стенки, противофильтрационные и сейсмогасящие завесы, армирование грунта.
Опыт проектирования и производства работ при реконструкции гражданских зданий и производств, проведенные авторами в России, Украине и Молдавии (гг. Белгород, Харьков, Запорожье, Одесса, Кишинев, Тирасполь, Херсон и др.) свидетельствует о социальной и экономической эффективности и целесообразности реконструкции зданий.
Внедрение результатов работы осуществлено на следующих объектах:
– производственное и административное здания базы «Продмонтаж» в г.Тирасполе, Молдавия, 1974 г., фундаменты на железобетонных сваях сечением 0,35х0,35 м, длиной 6 и 9 м были заменены на сваи-столбы из закреплённого грунта на глубину 5 м по 4 опоры под один фундамент способом однорастворной и газовой силикатизации;
–устройство барьерной стенки по периметру бассейна-отстойника чистой воды способом смолизации на основе карбамидных смол и соляной кислоты в г. Рубежное, Луганской области, Украина, 1993 г.;
–устройство барьерной стенки способом однорастворной силикатизации по периметру здания Дворца Культуры, г Каховка, Херсонской области, Украина, 1994г.;
–устройство барьерной стенки по периметру здания и сотовые барьеры отдельных элементов здания Музыкально-драматического театра в г. Херсоне, применена однорастворная силикатизация, 1995 г.;
–жилые здания в гг. Запорожье, Харьков, Николаев, Северо-Донецк, где были применены барьерные стенки; усиления фундаментов зданий при реконструкции, надстройке и аварийных деформаций, способами одно- и двухрастворной силикатизации, 1980-1996 гг.
–промышленные корпуса, отдельные блоки зданий, фундаменты, группы фундаментов, противофильтрационные завесы на Абразивном комбинате и на отстойниках Рыбокомбината в г. Запорожье, Днепрорудный–завод СОМ, применены барьерные стеноки из закреплённого грунта, 1974-1994 гг.;
–проект усиления фундаментов библиотеки Одесского университета,1992 г. предложены барьерные стенки из закрепленного грунта способом однорастворной силикатизации, применены фундаментные плиты из железобетона;
–усиление фундаментов административного здания в г. Белгороде в 1996 г., деформации которого возникли в процессе строительства пятого этажа из-за поднятия грунтовых вод, применено увеличение площадей подушек.
Авторами предложены недорогие местные материалы, усовершенствована методика усиления структурно-неустойчивых грунтов, получены математические зависимости параметров закрепления при разных режимах нагнетания и концентраций крепящего раствора, создана математическая модель закрепления грунтов, применены эффективные режимы нагнетания закрепляющих растворов. Дополнительно разработаны номограммы приготовления закрепляющего раствора рабочей концентрации, методики и методические рекомендации по организации и технологии производства работ.
Результаты наблюдений за деформациями зданий, где применялось химическое закрепление грунтов и усиление фундаментов показывают, что к концу работ по устройству стенок-барьеров или других схем усиленных оснований осадки затухали, деформации конструкций приостановлены и не превышают 2-5 мм за год, т.е. практически отсутствуют или допустимы.
Применение оснований и фундаментов из закрепленного грунта позволяют снизить сметную стоимость работ нулевого цикла до 30-40% по сравнению с вариантом из забивных свай. Внедрение барьерных стенок-экранов по периметру отдельно стоящих фундаментов, групп фундаментов, блоков здания, а также вокруг здания или сооружения, противофильтрационные, вибро-и сейсмоносящие барьерные стенки снижают стоимость в 1.5-2 раза.
Положительный опыт внедрения однорастворной и двухрастворной, газовой силикатизации, смолизации, цементации, стабилизации грунтов слабыми силикатными растворами и газами, цементами и битумными эмульсиями позволяет рекомендовать предлагаемые разработки для широкого использования в строительной практике реконструкции зданий и сооружений.