|
к. т.н, доцент ЮРГТУ(НПИ), почетный строитель РФ, технический директор НПО «Интербиотех» (г. Ростов-на-Дону). |
ГУСАРЕНКО СЕРГЕЙ ПАВЛОВИЧ аспирант РГСУ, инженер НПО «Интербиотех» (Ростов-на-Дону). |
СКИБИН МИХАИЛ ГЕННАДЬЕВИЧ аспирант ЮРГТУ(НПИ), инженер НПО «Интербиотех» (Ростов-на-Дону). |
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА РЕГУЛИРУЕМЫХ ФУНДАМЕНТОВ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ИХ ВЫРАВНИВАНИИ.
Проблема проявления сверхнормативных неравномерных деформаций грунтовых оснований эксплуатируемых зданий привела к необходимости разработки специальных разделов российских норм, направленных на защиту зданий от негативных последствий [1].
Метод подъема и выравнивания зданий с целью устранения сверхнормативных неравномерных деформаций хорошо зарекомендовал себя на практике [2,3,4,]. Он контролируем по основным параметрам (перемещения, напряжения), что позволяет поднимать и выравнивать здания, не отселяя жителей. В ряде случаев (свайные фундаменты, мелиорированное основание) данный метод является единственным при помощи которого возможно восстановить проектное положение здания в пространстве [5].
Однако применение этого метода требует внесения конструктивных изменений в фундаментно-подвальную часть здания с целью размещения гидравлических домкратов для выравнивания. Фундаментно-подвальную часть здания, воспринимающую усилия от домкратной группы при подъеме и выравнивании, принято называть регулируемым фундаментом [3]. Такие изменения зависят от конструктивного решения сооружения и носят индивидуальный подход.
Так, в 2009 году впервые производился подъем и выравнивание монолитного здания с продольными и поперечными несущими стенами. Индивидуальность данного случая заключалась в том, что для подъема здания необходимо было отрезать надземную часть от фундаментной и перевести ее на домкратные опоры.
16-ти этажный жилой дом из монолитного железобетона по пр. Коммунистическому 30/1 в г. Ростове-на-Дону был введен в эксплуатацию 20 лет назад. Основными несущими элементами здания являются:
- наружные и внутренние железобетонные стены толщиной 400 и 200 мм. соответственно;
- монолитные железобетонные плиты перекрытия;
- фундаментная плита толщиной 1200 мм.
Несущие стены связаны с фундаментной плитой посредством арматурных каркасов с шагом 800 мм.
Основание фундамента на момент проектирования и строительства было сложено верхне-среднечетвертичными делювиальными суглинками с двумя прослоями супесей. Тип грунтовых условий по просадочности II (просадка грунта под действием собственного веса до 11.9 см.). Из-за ошибок, допущенных проектировщиками при выборе типа фундамента и основания, а также вследствие неравномерного замачивания грунтов основания плитного фундамента с 1988г. по 2005г. здание приобрело крен равный 0.012, что в 2.4 раза превосходило допустимый для данного типа зданий, согласно [1].
С целью улучшения механических свойств и ликвидации просадочности грунтов в основании фундаментов здания, для обеспечения его эксплуатационной надежности и стабилизации деформаций в 2005 г. были выполнены работы по закреплению грунтов основания инъецированием цементного раствора в законтурные вертикальные скважины. В результате выполненных работ по закреплению деформации грунтового основания удалось стабилизировать, но последствия остались. Крены, полученные за годы небрежной эксплуатации здания и ошибок проектировщиков, существенно снизили его эксплуатационные характеристики. Это и значительные уклоны полов в квартирах, перегибы в местах ввода водонесущих коммуникаций, остановка лифтов. Появились дополнительные эксцентриситеты при передаче нагрузки на основные несущие конструкции, что негативно сказывается на их надежности. В таких условиях единственным способом восстановить эксплуатационные качества объекта возможно только при помощи метода подъема и выравнивания сооружений.
Для разработки проекта по подъему и выравниванию здания было выполнено детальное обследование, по результатам которого определялись класс бетона, фактическое армирование конструкций стен, основные параметры и дефекты конструкций [6].
Проектом по подъему и выравниванию жилого дома предусматривалось решение следующих основных задач:
– устройство регулируемого фундамента для обеспечения возможности перевода здания на домкраты при его отрезке;
– восстановление арматурных связей после подъема здания;
– разработка технологии подъема здания.
Расчеты показали, что несущей способности наружных стен достаточно для восприятия сосредоточенных нагрузок от домкратов, в то время как для внутренних двухсотмиллиметровых стен необходимо дополнительно устройство монолитного железобетонного пояса и железобетонных опор.
Проект подъема и выравнивания здания предусматривал устройство 129 домкратных проемов (из них 72 проема в наружных стенах толщиной 400 мм. и 57 во внутренних толщиной 200 мм). Порядок прорезки проемов (рис. 1) осуществлялся в соответствии с заранее разработанной технологической схемой.
После прорезки было выполнено усиление конструкций стен подвала и домкратных проемов. Данные мероприятия включали устройство монолитного железобетонного пояса и монолитных железобетонных опор (рис.2,3). 
Рис. 1. Прорезка домкратных проемов.
Рис. 2. Монтаж металокаркаса пояса и опор.
|
Рис. 3. Первый этап подъема и выравнивания.
Основное их назначение это увеличение опорной площади под домкратные узлы. Пояс устраивался с двух сторон от стен из двух армированных частей, связанных между собой металлическими шпильками. Таким образом, для стен он, по сути, являлся железобетонной обоймой и существенно повышал их несущую способность. По такому же принципу устраивались и опоры. Кроме распределения напряжений и создания горизонтального диска жесткости, согласно проекту, с помощью железобетонного пояса выполнялось восстановление связей между фундаментной плитой и несущими стенами. Для этого в поясе были предусмотрены выпуски арматуры, а также анкера в фундаментной плите, которые свариваются между собой после проведения работ по подъему и выравниванию здания.
По окончании работ по устройству конструкций регулируемого фундамента производился монтаж домкратной системы для подъема и выравнивания зданий.
Исключительной особенностью монолитных железобетонных зданий является то, что линию отрыва необходимо формировать принудительно (с помощью специальной техники) еще до начала подъема. В то время как на других объектах она формируется в процессе подъема на горизонтальном стыке конструкций фундаментно-подвальной части. Для удобства работ линия отрыва формировалась на высоте 800 мм. от верха фундаментной плиты. Освобождение связей между фундаментной частью и надземными конструкциями выполнялось путем поэтапной отрезки междомкратных участков, при этом происходит распределение нагрузки на домкратные узлы. Перед началом отрезки здания все домкратные узлы поджимались давлением, близким к расчетному давлению подъема, что позволило обжать разгрузочные устройства и избежать неравномерности.
После того как линия отрыва была сформирована, произвели подъем и выравнивание здания. Подъем осуществлялся посредством гидравлической системы с плоскими домкратами фирмы «Интербиотех». Из-за ограничений хода домкратов работы по выравниванию проходили в три этапа (рис.3).
Максимальный подъем (со стороны крена) на каждом этапе составлял 14-15 см. После каждого этапа подъема производился перемонтаж домкратных узлов. Таким образом, после окончания работ максимальная величина подъема со стороны крена составляла 430 мм.
Заключительным этапом подъема стали работы по восстановлению связей и замоноличивание зазора.
Исходя из выше изложенного, можно выделить следующие основные особенности устройства регулируемых фундаментов монолитных железобетонных зданий:
Во-первых, в случае обнаружения дефицита несущей способности конструкций фундаментно-подвальной части при воздействии на нее домкратов необходимо выполнять усиление, включающее создание горизонтального диска жесткости поднимаемой части и опорных элементов.
Во-вторых, необходимо обеспечить равномерность осадок здания при его отрезке во время формирования линии отрыва, что может быть достигнуто предварительным обжатием домкратных узлов.
В-третьих, конструкции регулируемого фундамента должны позволить восстановить нарушенные арматурные вертикальные связи между фундаментной плитой и несущими стенами здания. При этом количество и их прочность должны быть эквивалентны проектным конструктивным решениям здания.
Разработанная новая технология подъема и выравнивания монолитных железобетонных зданий позволяет безопасно и надежно отрезать здания от фундамента, устранять последствия неравномерных деформаций и восстанавливать связи, нарушенные при проведении работ. Экономическая эффективность и новизна принятых решений делают технологию инновационной, а безопасность и высокая надежность метода позволяют производить работы без отселения жителей дома.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. СП . – М., Госстрой России. 2005;
2. , Зотов подъема памятника культурного наследия в Москве с помощью гидродомкратной системы// Основания, фундаменты и механика грунтов. - М.: - 2008. -№5с.
3. Зотов фундаменты мелкого заложения зданий и сооружений. учеб. пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. – 96 с.
4. Зотов зданий и сооружений от неравномерных деформаций методом подъема: учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит. ун-т, 2009.-61с.
5. , , Зотов выравнивания зданий с помощью домкратов// Основания, фундаменты и механика грунтов. -2002. - № 5. - с.22—25
6. Свод правил по проектированию и строительству. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. СП. – М., Госстрой России. 2004.
