Научная работа основания и фундаменты

Обновлено: 16.05.2024

К вопросу обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Духов Дмитрий Геннадьевич, Климов Дмитрий Александрович, Курзанов Юрий Александрович, Романович Алеся Николаевна

В статье рассмотрены актуальные вопросы и особенности обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений, описаны основные положения визуального и инструментального этапов. Проведён анализ технического состояния фундаментов здания производственного цеха завода «Символ» Владимирской области, а также даны рекомендации по его дальнейшей эксплуатации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К вопросу обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений»

К вопросу обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений

Духов Д. Г.1, Климов Д. А.2, Курзанов Ю. А.3, Романович А. Н.4

1 Духов Дмитрий Геннадьевич /Dukhov Dmitry Gennadievich - заведующий группой отдела по экспертизе зданий и

2Климов Дмитрий Александрович /Klimov Dmitry Aleksandrovich - инженер отдела по экспертизе зданий и сооружений;

3Курзанов Юрий Александрович /Kurzanov Jury Aleksandrovich - инженер отдела по экспертизе зданий и сооружений,

ЗАО НПО «Техкранэнерго»;

4Романович Алеся Николаевна /Romanovich Alesya Nikolaevna - ведущий инженер,

ООО «РАРОК», г. Владимир

Аннотация: в статье рассмотрены актуальные вопросы и особенности обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений, описаны основные положения визуального и инструментального этапов. Проведён анализ технического состояния фундаментов здания производственного цеха завода «Символ» Владимирской области, а также даны рекомендации по его дальнейшей эксплуатации.

Ключевые слова: основания и фундаменты, визуальное обследование, инструментальное обследование, шурф, дефект, инженерно-геологические изыскания.

Необходимость обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений, как правило, возникает в ряде случаев, таких как: реконструкция объекта с заменой или усилением элементов, надстройкой этажей; строительство новых объектов вблизи существующих; возникновение характерных дефектов в конструкциях.

Обследование фундаментов здания является комплексным анализом для выявления факторов, влияющих на состояние наземных конструкций. Так, в процессе обследования анализируются свойства грунтов, геометрия конструкций, прочность материалов и несущая способность фундаментов, а также состояние арматуры и гидроизоляции здания, а при наличии обследуют и подвал.

Как правило, обследование фундаментов проводится в 2 этапа. Первый этап включает в себя изучение проектно-технической документации, а также визуальный наружный осмотр исследуемого объекта. На втором этапе проводится детальное инструментальное исследование фундамента. При визуальном обследовании определяют характерные дефекты и деформации надземных конструкций, к которым можно отнести отклонения стен от горизонтали и вертикали, подтопления, промерзания, трещины, обнажение арматуры, неравномерную осадку, коррозию. По итогам визуального обследования составляется отчет с дефектной ведомостью конструкций, в которой указывается их положение и детальные характеристики.

При инструментальном обследовании вглубь основания прокладывают шурфы. Их количество зависит от цели обследования, а также от состояния объекта. Место отрывки шурфов обычно зависит от конструктивных особенностей здания, а также от видимых характерных дефектов надземных конструкций здания. Следует отметить, что метод обследования фундамента зависит от конструктивных особенностей [1, с. 123]. Так, шурфы для ленточных фундаментов вскрывают по отвесной грани стены, а столбчатые «на угол», «на две стороны», «по периметру» - в зависимости от состояния участка здания (Рис. 1).

Рис. 1. Виды шурфов для обследования столбчатых фундаментов: а) вскрытие «наугол»; б) вскрытие «на две стороны»; в) вскрытие «по периметру»

Далее при необходимости из шурфов забираются лабораторные пробы грунта для исследования его физико-механических свойств, а затем проводят расчеты на несущую способность грунтов. Исследования физико-механических свойств бетона проводят неразрушающими методами: с помощью ультразвукового исследования, отрыва со скалыванием, ударного импульса и т. п. [2, с. 19].

В результате инструментального обследования составляется дефектная ведомость, а также выдаётся итоговое заключение по результатам двух этапов обследования с подробным описанием выявленных дефектов, выводами и рекомендациями по их устранению.

В данной статье в качестве примера рассмотрено обследование фундаментов производственного цеха завода «Символ» г. Курлово Гусь-Хрустального района. Здание цеха двухэтажное, с размерами в плане 37 х

31 м. Высота здания в коньке 15,5 м. Ограждающие конструкции стен выполнены из навесных железобетонных панелей. Конструктивная схема здания - каркасная со стальными колоннами и балками.

Точная дата постройки обследованного здания и дата проведённых текущих и капитальных ремонтов, а также проектная документация на обследуемое здание отсутствует. Значительно облегчило работу наличие инженерных изысканий, проводимых в непосредственной близости к обследуемому зданию.

Для определения размеров фундаментов и глубины заложения было произведено вскрытие шурфов в пяти местах. Было применено вскрытие «на две стороны», т. к. проектная документация отсутствовала, и существовала возможность обнаружения несимметричных фундаментов. Следует отметить, что после окончания шурфования выработки должны быть тщательно засыпаны с послойным трамбованием и восстановлением покрытия. Также во время рытья шурфов и обследования необходимо принимать меры, предотвращающие попадание в шурфы поверхностных вод [3, с. 12].

Вскрытие шурфов показало, что фундаменты под колонны каркаса выполнены столбчатыми монолитными железобетонными.

Вскрытие шурфа № 1 показало, что фундамент выполнен одноступенчатым монолитным

железобетонным. Подколонник у фундамента отсутствовал. Стальная колонна опиралась непосредственно на плиту, в результате чего скрытая под землёй часть колонны получила сильные коррозионные повреждения. Размер подошвы фундамента под колонну составил 2,1 х 2,1 м. Глубина заложения фундамента составила 2,2 м от уровня поверхности земли.

Вскрытие шурфов № 2, № 3, и № 4 показало, что фундаменты выполнены монолитными железобетонными (Рис. 2). Размеры подошвы фундамента в плане составили 1,4 х 1,4 м, глубина заложения фундамента - 1,6 м от пола первого этажа. Ступени, увеличивающие подошву фундамента, отсутствовали.

Рис. 2. Фото шурфа № 4

Вскрытие шурфа № 5 показало, что размеры подошвы в плане составили 1,4 х 1,4 м, глубина заложения подошвы фундамента от поверхности земли - 2,4 м. Фундамент выполнен монолитным железобетонным без дополнительных ступеней. Откопка шурфов показала, что под подошвой обследованных фундаментов находится насыпной грунт, что подтверждается инженерно-геологическими изысканиями.

Согласно инженерно-геологическим изысканиям, физико-механические характеристики насыпного грунта не нормируются. Поведение фундаментов, установленных на такой грунт, непредсказуемо. Однако, учитывая длительность эксплуатации существующих фундаментов, поверочные расчёты выполнялись с учётом опирания фундаментов на ИГЭ-2 песок мелкий.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Согласно выполненным поверочным расчётам, при устройстве нового перекрытия нагрузка на фундаменты возрастает многократно, и даже если пренебречь тем обстоятельством, что под подошвой фундамента располагается слой насыпного грунта, фундаменты окажутся перегруженными в 1,5.. .2 раза.

Усиление фундаментов, стоящих на насыпном грунте, технически нецелесообразно, так как прочностные характеристики такого грунта не нормируются, и предсказать эффективность усиления невозможно.

Возведение новых опор для устройства перекрытия возможно, однако оно потребует демонтажа существующего перекрытия, а вновь устраиваемые фундаменты необходимо будет располагать с учётом существующих, что создаст дополнительную сетку колонн и связей в уровне первого этажа и не позволит эксплуатировать помещения в производственном режиме.

Одним из существенных недостатков обследованного здания служит то обстоятельство, что все обследованные фундаменты стоят на слое насыпного грунта, чьи физико-механические характеристики не нормируются, а поведение при увеличении нагрузок непредсказуемо.

Вышеперечисленные факты будут препятствовать дальнейшему нормальному техническому обслуживанию и эксплуатации здания, т. к. будет затруднительно прогнозировать и предупреждать возможные аварийные ситуации. Таким образом, был сделан вывод, что использование существующих

конструкций для установки новых производственных линий экономически и технически нецелесообразно, а замена существующих конструкций на новые позволит увеличить надёжность, срок безаварийной эксплуатации не будет требовать проведения капитальных ремонтов и усиления на срок до 30 лет.

В заключение следует отметить, что обследование оснований и фундаментов позволяет определить степень их надежности, а значит, позволяет спланировать мероприятия по дальнейшей эксплуатации фундаментов и всего здания в целом. Поэтому работы по обследованию оснований и фундаментов должны проводиться высококвалифицированными и опытными специалистами.

1. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. - Москва: АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ», 2004. 310 с.

2. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений». -Москва: ЦНИИСК им. Кучеренко ГОССТРОЯ России, 2004. 26 с.

3. ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. - Москва: Стандартинформ, 2014. 54 с.

Анализ исследований по усилению фундаментов и оснований в России за последнее десятилетие Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Фролова Светлана Игоревна, Вахрушев Сергей Иванович

Выполнен анализ исследований, проведенных в области усиления и реконструкции фундаментов. Рассмотрены основные направления и подходы к изучению вопроса реконструирования фундаментов. Приведена сравнительная таблица различных способов усиления фундаментов .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Анализ исследований по усилению фундаментов и оснований в России за последнее десятилетие»

Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. № 2. 2013

С.И. Фролова, С.И. Вахрушев

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО УСИЛЕНИЮ ФУНДАМЕНТОВ И ОСНОВАНИЙ В РОССИИ ЗА ПОСЛЕДНЕЕ ДЕСЯТИЛЕТИЕ

Ключевые слова: усиление фундаментов, реконструкция, буроинъекционные сваи, строительное производство, инженерно-геологические условия.

Проектирование и устройство фундаментов в условиях существующей плотной застройки городов с каждым годом приобретает все большую значимость и становится все более сложной задачей для проектировщика. Это связано с тем, что современные условия строительства городов, а особенно выполнение работ по разработке оснований (фундаментов), требуют от инженера не только профессиональных навыков, но умения оперативно принимать решения в случае внедрения изменений в проект или чрезвычайных ситуаций.

Частным случаем внесенных изменений в проект или чрезвычайных ситуаций является превышение фактических нагрузок, испытываемых конструкцией, над расчетными нагрузками.

Современный облик городов представляет собой симбиоз модернизированных зданий в стиле «хайтек» и зданий, насчитывающих многолетнюю историю, сохранение которых является одной из главных целей поддержания культуры городов.

Усиление оснований и фундаментов в строительной науке и геотехнике играет большую роль, так как методы переустройства фундаментов позволяют реконструировать здание в соответствии с вновь предъявленными к нему требованиями, связанными с превышением фактических нагрузок, и сохранить эстетику здания, снижая моральный износ конструктивных элементов [1].

С.И. Фролова, С.И. Вахрушев

Следовательно, совершенствование методов проектирования и способов устройства оснований и фундаментов реконструируемых и восстанавливаемых зданий представляется исключительно актуальной задачей, имеющей важное научное и практическое значение.

Анализ исследований периодической литературы позволяет говорить о том, что существует два подхода к вопросу изучения и исследования технологии усиления и реконструкции фундаментов (рисунок) [2]. Первый подход связан с совершенствованием технологического процесса и позволяет ответить на вопрос «Как проводить усиление фундаментов?».

Второй подход связан с модернизацией материально-технической базы, т.е. с внедрением новых материалов, составов нагнетаемых растворов и позволяет ответить на вопрос «Чем выполнять усиление фундаментов?».

Вопросами исследования технологии усиления и реконструкции фундаментов занимались ученые А.Л. Готман, Н.З. Готман, М.Н. Хур-матуллин, Л. А. Алимов, В.В. Воронин, М.И. Баженов, А.В. Черняков, А.З. Хасанов, П.А. Коновалов, С.Г. Богов, Х.А. Джантимиров.

Рис. Подходы к изучению вопросов усиления фундаментов зданий и сооружений с точки зрения науки строительного производства

Проблемам усовершенствования составов, используемых при усилении фундаментов, посвящены работы С.В. Клюева, Р.В. Лесовика, Э.С. Аргал, В.М. Королева, О.Е. Смирнова, В.А. Ашихмен, М.Н. Ибрагимова, А.И. Сапожникова, Н.Е. Шмелевой. Труды перечисленных ученых размещены в современных строительных периодических изданиях, таких как «Основание, фундаменты и механика грунтов», «Строительные материалы, технологии, оборудование XXI века» [3, 4].

Анализ периодических изданий показал, что вопросами усиления конструкций фундаментов занимались многие ученые, преподаватели и студенты строительных вузов России. Область исследований очень широка вследствие того, что на территории России встречаются различные виды грунтов с индивидуальными инженерно-геологическими и минералогическими составами. Таким образом, опыт, накопленный инженерами-строителями при усилении конструкций фундаментов, достаточно велик.

Можно выделить основные направления исследований в развитии вопросов усиления фундаментов и оснований.

Таким образом, особое внимание уделялось технологии производства работ при изучении усиления конструкций фундаментов, а также исследованиям деформаций от фундаментов. Анализируя опыт, накопленный исследователями, можно выделить способы усиления фундаментов с помощью буроинъекционных свай, грунтобетонных свай, свай, изготовленных методами струйной цементации jetgrouting и «геомассив-геокомпозит».

Сваи, полученные путем нагнетания цементного раствора под давлением в конструкцию фундамента, носят название буроинъекционных свай. Сваи, полученные методом струйной цементации jetgrout-ing, носят название грунтобетонных свай. Ниже рассмотрены исследования в области усиления конструкций фундаментов.

Место и тема выполнения исследований Краткое содержание научных исследований

Л.А. Алимов, профессор, д.т.н., В.В. Воронин, профессор, д.т.н., AI.II. Баженов, магистр. Московский государственный строительный университет «Повышение несущей способности грунтов, бетонных и каменных фундаментов методом пропитки суспензиями на основе тонкодисперсного вяжущего» Приведены методы пропитки основания суспензиями на основе тонкодисперсных вяжущих, используемых при восстановлении и реконструкции памятников архитектуры. Тонкодисперсные вяжущие получаются путем воздушной сепарации портландцемента

А.В. Черняков, к.т.н., президент ООО «НПО КОСМОС», г. Москва «Применение технологии струйной цементации грунта при усилении фундамента и реконструкции исторических зданий на территории государственного музея-заповедника «Царицыно» Рассмотрен опыт усиления фундаментов музея-заповедника «Царицыно». Описан выбор наиболее лучшего способа из четырех представленных: - буроинъекционные сваи; - сваи РИТ; - химическое закрепления грунта; - инъекционное закрепление грунта. Способ усиления - струйная технология jetgroutmg - грунтоцементные сваи с уширением внутри

А.Л. Готман, д.т.н., заместитель директора по науке БашНИИстроя, Н.З. Готман, д.т.н., профессор, заведующая отделом оснований и фундаментов института БашНИИстроя «Опыт усиления фундаментов строящегося здания торгового комплекса в Уфе» Описан опыт усиления фундаментов здания торгового комплекса в Уфе буроинъекционными сваями в связи с изменением проекта здания в процессе строительства. Обоснованы принятые конструктивные решения на основе результатов мониторинга за деформациями основания

С.И. Фролова, С.И. Вахрушев

Место и тема выполнения исследований Краткое содержание научных исследований

Б.Н. Исаев, С.Ю. Бадеев, А.Г. Лунев, Н.Н. Цапкова, В.В. Лагутин, М.В. Кузнецов, B.C. Бадеев, г. Ростов-на-Дону «Опыт закрепления грунтов цементногрунтовыми элементами» Рассмотрен способ закрепления сильно сжимаемых грунтов методом цементации через направленные разрывы. Приведены результаты испытания армированного основания опытного фундамента статическими нагрузками. Применения результатов исследования при строительстве 9-этажных домой в Ростове-на-Дону

В.II. Крутов, В.К. Когай, Д.Б. Миронов, В.А. Когай, г. Москва «Усиление фундаментно-подвальной части жилых домов» Описано усиление фундаментов подвальных частей жилых домов в связи с возможным проявлением карстово-суффозионных процессов путем устройства вертикальных железобетонных стенок, обойм-стенок и уширения подошв фундаментов несущих стен

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

А.В. Черняков, г. Москва «Оценка динамических нагрузок на подземные сооружения при горизонтальной струйной цементации водонасыщенного грунта» Приведена количественная оценка динамических нагрузок на элементы строительных конструкций в процессе горизонтальной струйной цементации водонасыщенного грунта

Г.II. Макаров, Р.Г. Григорян, г. Москва «Опыт усиления оснований и фундаментов надвратной звонницы храма на улице Полянка в Москве» Описан опыт усиления основания и фундаментов надвратной звонницы Храма Иверской иконы Божией Матери в Москве путем инъекции суспензии «Микродур»

МН. Ибрагимов, г. Москва «Опыт применения методов инъекционного укрепления грунтов основания» Проведен анализ применения способа «геомассив-геокомпозит» для повышения плотности и несущей способности грунтов основания. Отмечаются недостатки технологии, исключающие создание в массиве грунта армированной структуры с улучшенными физико-механическими свойствами. Рассматриваются возможности и преимущества использования технологии манжетной инъекции

В.Я. Шишкин, В.Н. Зачесов, г. Казань «Укрепление грунтов основания щебеночными сваями» Описан метод расчета усиления основания фундаментов с помощью щебеночных свай

С.Г. Богов, г. Екатеринбург «Опыт усиления фундаментов старых зданий с использованием струйной технологии» Описан метод усиления ленточных фундаментов, характеризующийся использованием струйной технологии и созданием под их подошвой сплошных наклонных друг к другу стенок

Анализ исследований по усилению фундаментов и оснований

Место и тема выполнения исследований Краткое содержание научных исследований

ХА. Джантимиров, А.А. Долее, г. Москва «Опыт усиления оснований сооружения с помощью струйной технологии» Рассмотрены проблемы, возникающие при усилении оснований существующих сооружений в грунтовых условиях г. Москвы. Приведены результаты экспериментальных и производственных грунтов с помощью струйной технологии под существующим плитным фундаментом

В.М Конаш, В.А. Белое, г. Ижевск «Усиление фундаментов методов статического вдавливания свай» Рассматриваются особенности применения технологии усиления фундаментов методом статического вдавливания свай в условиях плотной и исторической застройки

В.II. Крутов, А. С. Ковалев, В.А. Ковалев «Усиление фундаментов административного здания в Москве» Рассмотрены особенности строительства, конструкции здания, участка его расположения, основные деформации. Описана технология усиления верхней части фундамента путем устройства напряженных тяжей, состоящих из вертикальных уголков, продольных швеллеров, стяжных муфт, анкеров, также железобетонных поясов-стенок с продольной рабочей арматурой и анкерами

Я.Я. Мотузов, МН. Ибрагимов, г. Казань «Опыт закрепления слабых илистых грунтов» Описывается научный поиск и производственный опыт закрепления слабых илистых грунтов илоцементными сваями, изготавливаемыми буросмесительным способом с применением сухого цемента и цементной суспензии

А.Б. Фадеев, В.К. Иноземцев, В.А. Лукин, г. Нижний Новгород «Эффективные микросваи для усиления фундаментов» Описываются технология устройства и результаты статических испытаний трамбованных коротких свай. Приводятся примеры использования микросвай при усилении фундаментов надстраиваемого здания и при устройстве новых фундаментов реконструируемого здания

НА. Платов, АД. Потапов, НА. Лаврова, А.А. Касаткина, г. Новосибирск «Особенности инженерно-геологических изысканий для реконструкции промышленных зданий и сооружений» Рассматриваются возникающие задачи проектирования инженерных изысканий, связанные с необходимостью учета особенностей разработки про-ектно-сметной документации и подготовки исходных данных для неё при реконструкции промышленных зданий

М.В. Предтеченский, г. Смоленск «Повреждения каменных зданий, методы их ремонта и усиления» Излагаются причины повреждения стен их ремонта и усиления на основе анализа польского опыта

В.В. Мороз, Н.Н. Никонов, В.II Осипов, С Д. Филимонов, Б.А. Снежкин, г. Омск «Метод укрепления слабых и неустойчивых грунтов» Рассматривается укрепление грунтов основания методом «геокомпозит»

С.И. Фролова, С.И. Вахрушев

В области модернизации материально-технической базы также определены основные направления исследований [5]:

Место и тема выполнения исследований Краткое содержание научных исследований

С.В. Клюев, к.т.н., доцент Р.В. Лесовик, д.т.н., профессор, Белгородский государственный технический ун-т им. В.Г. Шухова «Высокопрочные дисперсно-армированные композиты для восстановления и усиления зданий и сооружений» Рассмотрены вопросы восстановления и усиления зданий и сооружений высокопрочными дисперсно-армированными композитами Применение фибробетона в качестве материала для усиления фундаментов

Э.С. Аргал, В.М. Королев, О.Е. Смирнов, В.А. Ашихмен, г. Москва «Некоторые особенности закрепления грунтов «манжетной» инъекцией с использованием микроцемента» Рассмотрены особенности использования «манжетной инъекции» для закрепления водонасыщенных грунтов с помощью микроцемента ме^ду транспортным и сервисным Серебряноборскими тоннелями

Э.С. Аргал, В.М. Королев, О.Е. Смирнов, В.А. Ашихмен, г. Москва «Опыт закрепления грунтов с использованием микроцемента» Описаны работы по закреплению водонасыщенных грунтов перед проходкой верхнего уступа сбойки между транспортным и сервисным Серебряноборскими тоннелями

А.И. Сапожников, Н.Е. Шмелева, г. Омск «Вяжущие вещества для закрепления песков и грунтов при строительстве» Рассматриваются проблемы закрепления грунтов вокруг оснований опор линий электропередачи, трубопроводов, автомобильных, железных дорог, откосов каналов, очистных сооружений и т.д., расположенных на территориях с подвижными песками

С.И. Фролова, С.И. Вахрушев

Вопросы модернизации материально-технологической базы связаны с внедрением геокомпозитных материалов в технологию производства работ по усилению конструкций фундаментов.

1. Исследование строительных работ по усилению фундаментов в России имеет большую практическую значимость. Это связано с тем, что высокие темпы роста строительства предполагают не только возведение новых зданий и сооружений, но также сохранение в пригодном для эксплуатации состоянии существующей застройки города.

2. Современные города-мегаполисы характеризуются недостатком пространства, в связи с чем новое строительство осуществляется преимущественно «вверх», а не «вширь», при этом различного рода надстройки предполагают разработку проекта по переустройству фундаментов, а именно - по их усилению.

3. Наиболее актуальными сегодня являются способы усиления фундаментов, связанные с нагнетанием цементного раствора либо в толщу грунта, либо вокруг конструкции тела фундамента.

4. Таким образом, с точки зрения технико-экономической целесообразности наибольший интерес представляют буроинъекционные сваи и сваи, полученные методом струйной цементации jetgrountig.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Порывай Г.А. Техническая эксплуатация зданий: учебник. - М.: Стройиздат, 1990. - 369 с.

2. Гинзбург Л.К., Швец В.Б., Феклин В.И. Усиление и реконструкция фундаментов.- М.: Надежное издательство, 1985. - 204 с.

3. Готман А.Л., Хурматуллин М.Н. Исследование работы свай, изготовленных методом струйной цементации в глинистых грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2012. - № 4. - С. 16-19.

5. Полищук А.И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - Томск: Изд-во БТТ, 2004. - 472 с.

S.I. Frolova, S.I. Vahrushev ANALYSIS OF STUDIES CONDUCTED IN STRENGTHENING THE FOUNDATIONS AND BASES IN RUSSIA

The analysis of the research conducted in the field of reconstruction and strengthening of foundations. The main trends and approaches to the study of the question of reconstructing the foundations. The comparative table of various ways to strengthen the foundations.

Keywords: strengthening the foundations, reconstruction, CFA piles (continuous flight auger piles), building production, geotechnical conditions.

Реферат - Фундаменты

и к а че ст в ом п ос тр о е нн ы х з да ни й и соор ужен ий.

Жизн ь и быт люде й обус ловл иваю тся нал ичие м необходимых зданий и

сооружений, их соответствием своему н азна чени ю, тех ничес ким

сос тояни ем.

Строител ьство в нашей стране ведетс я в оче нь больш их мас шт аба х.

Тол ьк о жил ых з да ний воз вод ит ся бо ль ше , ч ем в о вс ех ст ра нах За пад ной

Евр оп ы вм ест е вз яты х. Ежегодно у нас сдается в эксплуатацию 2,1 млн.

квартир и более 10 млн. граждан улуч шают свои ж илищные у слов ия.

Имен но поэто му строит ельс тво в нашей стра не являе тся треть ей по

мас штаб ам пос ле пром ышл енно сти и сел ьско го хо з я й с т в а от р ас л ь ю

н а р о д н о го х оз я й с т ва .

К а ж д о е з д а н ие и л и с о о ру ж ен и е п ре д с та в л яе т с об о й сл о ж н ый и

до рого ст оящ ий об ъек т, со сто ящи й и з мн оги х к онс тру к т и вн ых эл е м ен то в ,

си с те м и нж е н ер н ог о об о р уд ов а н и я, в ы по л н яю щ и х в п о лн е о п р е де л е н н ые

ф ун к ц и и и о бл а д а ю щи х у с т а н о в л е н н ым и эк сп л у а т а ц и о н н ы м и

к а че ст в а м и .

Основным направлением экономического и социального развития

города предполагает ся значительное увеличение объемов капитального

строительства, так как возведение жилых зданий сопровож дается

сооружением общественных зданий, школ, предприятий общественного

питания. Необходимая надежность оснований и ф ундаментов, уменьшения

стоимости строительных работ, в условиях соврем енного

градостроительства, зависит от правильной оценки физико-механических

свойств грунтов, слагающих основания, учета его совместной работы с

фундаментами и другими надземными строительными конструкциями.

2.История возведения фундаментов.

Фундаменты начали возводить еще в глубокой древности, одновременно с

развитием строит ельства. Большое место среди фундаментов занимал и

свайные постройки, которые устраивались в устьях рек и предназначались

для защиты от зверей и врагов. В дальнейшем назначение св ай измени лось,

однако они широко применялись. Сооружения, построенные на хороших

основаниях, отличаются большой долговечностью, некоторые из них

сохранились до наших дней. В качестве при мера можно привести пирамиду

Хеопса, вес ее около 6 млн. тонн, нагрузка на основание в среднем - 12

. Уже в глубокой древности имелись труды по фундаментостроению.

Так, римский инженер Витрувий (1 век до н.э.) дал указание в своих трудах

по практическому возведению фундаментов. В древних летописях нашей

страны также найдены указания по возведению фундаментов. Однако все

данные были основаны только на основании опыта возведения фундаментов,

и не было никаких теоретических основ расчета фундамента и оснований. В

XVIII веке сильно шагнула вперед наука во всех областях, появились первые

теоретические разработки науки фундаментостроения.

В 1773 году французский ученый Кулон дал теорию расчета

сопротивления грунтов сдвигу, а так же формулу для расчета давления

грунта на подпорную стенку.

В 1841 году ф ранцузский ученый Трижо предложил способ возведения

кессонных фундаментов. В XIX веке был открыт железобетон, он стал

ведущим в возведении фундаментов.

В 1809 году было открыто я вление электроосмоса, которое заключается в

том, что частицы воды двигаются в направлении отрицательного заряда. В

дальнейшем это явление нашло большое практическое применение в

основаниях для разработки котлованов в водонасыщенных грунтах.

В 1899 году киевский ученый А.Э. Страус предложил набивные сваи,

которые устраиваются в пробуренных скважинах. Позднее предложил

опускать в скважины арматуру, и затем заливать их бетоном. Первый

научный труд «Основания и фундаменты» был написан в 1869 году

Карловичевым, в котором были приведены все известные положения. Много

сделано в развитии науки об основаниях и фундаментах после Октябрьской

революции: в 1929 году был образован сектор оснований и фундам ентов,

который был преобразован в институт оснований и фундаментов.

3.Виды фундаментов.

 Ленточные фундаменты

LЛенточные фундаменты обычно возводят при

строительстве зданий с тяжелыми стенами и перекрытиями,

а также в случаях, когда под домом уст раивают подвал или

теплое подполье, целесообразно также устройство

ленточных фундаментов при мелком заложении (до 0,5-0,7

м). в сухих грунтах, даже если здание строят без подвала и

подполья. П оскольку у них одинаковая толщина по всему

периметру дома, то это позволяет сравнительно легко образовать теплое подполье.

Оправдано применение лент очных фундаментов и в зданиях с тяжелыми стенами и

перекрытиями, а также при устройстве подвала.

 Столбчатые фундаменты подводят под

деревянные дома с легкими стенами и без подвалов

– рубленые, каркасные, щитовые. Столбы ставятся

по углам дом а, в местах пересечения стен, под

несущими ст енами и тя желыми перег ородками.

Такие фундам енты не подходя т для глинистой

почвы, болотистых мест и почвы, где рядом проходят грунтовые воды.

Вместе с тем у столбчатых фундаментов есть и особенности, мешающие в

ряде случаев их применению. Так, в горизонтально-подвижных грунтах

недостаточна их устойчивость к опрокидыванию, а потом у необходима

жесткая верхняя обвязка, которая препятствует боковому сдвигу.

Ограничено их применение на слабонесущих грунтах при строительстве

домов со стенами из тяжелых конструкций. Кроме того, возникают

сложности и при устройстве цоколя. Если в ленточных фундаментах

образовать цоколь, являющийся их продолжением, довольно просто, то при

столбчатых о порах з аполнение пространст ва между ними, ст еной и землей

(забирка) довольно трудоемко.

 Плитные фундаменты сооружают на тяжелых пучинистых и

просадочных грунтах. Они имеют жесткую конструкцию - одну плиту,

выполненную под всей плоскостью здания. Такие фундаменты хорошо

выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения

грунтаВозведение плитных фундаментов практикуется в основном в

малоэтажном строительст ве при небольшой и простой форме плана здания.

Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема

бетона и расхода металла на арматуру

Плитные фундаменты являются разновидностью

мелкозаглубленных ленточных фундаментов, но в отличие от них имеют

жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости,

позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные

нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта.

 Свайный фундамент

L Сваи – это столбы с заостренным нижним

концом. Их забивают или вворачивают в

землю. По понятным причинам винтовые

сваи более устойчивы. Они подобны

гигантским шурупам, но вкручиваются с

помощью м алогабаритного оборудования.

Подобная технология способствует

сохранению первозданного ландшафта и

оказывает м инимальное техног енное

воздействие на строительной площадке и

вокруг нее.

Свайные фундаменты используют там, где

верхний слой грунта не мо жет выдержать

большую тяжесть, а снимать его до более

плотных слоев и ставить фундамент на них

оказывается слишком дорогой затеей – по

той причине, что они начинаются чересчур

глубоко. L Проходя сквозь слабые слои

грунта, свая упираются в более твердые и

передает им нагрузку от здания. Несущая

способность одной сваи обычно находится в

пределах от 2 до 5 тонн, т.е. это подходящий

вариант для крупногабаритного

строительства. Но иногда сваи не забивают и

не вворачивают, а изготовляют

непосредственно в грунте. В этом случае

бурят скважину, вставляют арматурный

каркас или полые трубы, после чего

скважину залив ают бетоном. Затем бетон

обязательно уплотня ется утрамбовкой или

вибрацией. Чем такие сваи отличаются от

столбов, образующих фундаменты

столбчатого типа? Принципиально ничем,

только раз мером и несущей способностью. В

данном случае свая – это большой столб

Их также используют при высоком уровне стояния грунтовых вод и на

плывунах. Свайные фундаменты характерны, для Венеции и Санкт-

Петербурга.

4.Классификация фундаментов.

 по конструктивному решению

Подразделяются на ленточные (в виде непрерывных подземных стен) рис.

6.3, а)) или железобетонных перекрестных балок (рис.6.3, б)); столбчатые,

устраиваемые под стены (рис.6.3, в) и колонны ( рис.6.3, г); сплошные –

безбалочные (рис.6.3, д) и ребристые (рис 6.3, е); свайные (рис.6.4).

 по характеру статической работы

Под действием нагрузки фундаменты различают: жесткие, работающие

только на сжатие (см. рис.6.3,а,в), и гибкие, работающие преимущественно

на изгиб (см. рис.6.3,б,г,д,е).К первому виду относят все фундаменты, кром е

железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны

воспринимать растягивающие усилия.

 по материалу

Фундаменты выполня ют из естеств енных материалов ( дерево - во

временных постройках, бутовый камень), и из искусственных материалов

(бутобетон, бетон сборный или монолитный, железобетон.

В настоящее время предпочтение отдают бетонным и железобетонным

фундаментам

 По заглублению в грунт

Различают фундаменты мелкого заложения (менее 5 м) и глубокого (более 5

м).Минимальную глубину заложения ф ундаментов для отапливаемых

зданий принимают под наруж ные стены не менее глубины промерзания

плюс 100-200 мм и не менее 0,7 м; под внутренние стены не менее 0, 5 м.

Оптимальной формой поперечного сечения жестких фундаментов является

трапеция, где обычно угол распределения давления принимают: для бута и

бутобетона – 27-33, бетона – 45. Практически эти фундаменты с учетом

потребностей расчетной ширины подошвы м огут быть прямоугольными и

ступенчатыми. Блоки-подушки выполняют прямоугольной и трапецивидной

 По способу возведения

Фундаменты бывают сборными и монолитными

5. Техническое обслуживание и ремонт

фундамента.

Для эф фе кт ивн ого с оде ржа ни я ф унд ам ен тов сп ец иал ис там н ужно з нать

норм атив ные эксп луат ацио нны е тре бова ния к ни м, у к а з а н н ы е в С Н и П е , и

в о з м о ж н ы е к о н с т р у к т и в н ы е и х р е ш ен и я (п о у че бн и к ам ) , а та к же

ха р ак т ер и ст и ку ф ун д а ме н то в з д а н и я с о г л а с н о е г о п р о е к т у . В с е э т и

с в е д е н и я м о ж н о с в е с т и в нес кол ьк о груп п:

 о реальных воздействиях на ф ундаменты — о величине и ха ра к те ре

на гр уз ок , о ст ру кт ур е, п ро чн ос ти и вл а жн ос ти о с н о в ан и й , об а т м ос ф е р н ых

о са д к а х и г р у н то в ы х в о да х , и х гл у б ин е за л ег а ни я и а г ре с си в но с ти , о б

оп а сн о ст и п у че н ия г ру н то в, а т ак ж е о т р е б о ва н и ях к г л у б и н е з а л о ж е ни я

ф у н д а м е н то в ;

 об осо бен нос тя х к он кр етн ых вар иан тов реш ен ий фун дам ен тов—

ленточных, столбчатых, сплошных, свайных и др. при ме ни те ль но к д ан ным

гид рог ео лог ич еск им и кл им ати че ски м ус лов иям;

 об эксплуатационных требованиях к фундам ентам — их п ро ч н о ст и ,

у ст о й ч ив о с т и, гл у б и н е з а л ож е н и я с у че т о м на г р у зок, н есущей

способ ности грунтов , уровне грунтов ых вод и г лу бине про мер зани я, а так же

о мера х защи ты фунд аме нтов о т атмосферн ых осадков и г рунтовых вод,

особен но если они аг рес сивн ы, о т м орозн ого пуче ния;

 об э л ем е нт а х фу н да м ен т ов , у до в ле т во р яю щ их п ре д ъя в ля е мым к ним

эксплуатационным требованиям,— о несущем эле м е н т е, к о т о ры й д о л ж ен

б ыт ь з аг л у б ле н с у ч е то м пр о ч н ос т и грунтов, величины нагрузок, наличия

грунтовых вод и глубины п ро м ер з а н и я , а т а к ж е о н а л ич и и ги д р о и з о л я ци и,

о т м о с т ки и д р .

Необходи мо уметь в и тоге построить стр уктурную схе му фундамента в

общем виде (см. рис. 1) с обозначением на ней вс е х в о зд е й с т в у ю щ и х

ф а к т ор ов и с о ч е т ан и е м к о н с т р у к т и в н ы х элем ентов.

Читайте также:

Научная работа основания и фундаменты

К вопросу обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Текст научной работы на тему «К вопросу обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений»

Анализ исследований по усилению фундаментов и оснований в России за последнее десятилетие Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Фролова Светлана Игоревна, Вахрушев Сергей Иванович

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Фролова Светлана Игоревна, Вахрушев Сергей Иванович

Текст научной работы на тему «Анализ исследований по усилению фундаментов и оснований в России за последнее десятилетие»

Реферат - Фундаменты