Спосіб підсилення основи

Изобретение относится к строительству и реконструкции зданий и сооружений, в частности к способам усиления оснований под существующими или возводимыми фундаментами. Известен способ усиления основания зданий и сооружений [1] (Улицкий В.М. Геотехническое обоснование реконструкции зданий на слабых грунта х. Санкт-Петербург, СПБ государственный архитектурностроительный университет, 1995, с.41 - рис. 1,15а, в котором производится бурение скважины, в скважину погружается инъектор с соплом, после чего через него подается раствор под большим давлением - до 100 МПа, при этом осуществляется подъем с одновременным вращением инъектора, в результате чего формируется свая. Недостатком способа - аналога являются высокая стоимость и повышенная опасность при работе с высоким давлением. Наиболее близким способом-прототипом является способ усиления основания [2] (Штоль Т.М., Теличенко В.И., Феклин В.И., Технология возведения подземной части зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1990, с, 247, рис. 9.246, в котором усиление грунта основания под фундаментом производят выполнением скважин под наклоном таким образом, чтобы пройти толщу усиливаемого основания, с последующим заполнением их бетоном или раствором. Признаками, общими с заявляемым объектом являются: выполнение скважин в усиливаемом основании с последующим заполнением их бетоном. Недостатком прототипа является низкая эффективность усиления как следствие того, что прямолинейными наклонными скважинами уплотняется основание ниже слоя, характеристики которого наиболее существенно влияют на несущую способность основания. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа усиления основания, в котором выполнение скважин осуществляется с проходкой слоев основания под подошвой фундамента, характеристики которых наиболее существенно влияют на восприятие нагрузок от фундамента и за счет этого обеспечивается повышение несущей способности основания. Поставленная задача решается тем, что в способе усиления основания, включающем выполнение скважин в усиливаемом основании с последующим заполнением их бетоном, согласно изобретению скважины выполняют вдавливанием в грунт наконечника статической нагрузкой, при этом хотя бы часть длины скважин криволинейна, для чего криволинейные участки выполняют посредством вдавливания асимметричного наконечника. Сущность изобретения заключается в том, что наиболее эффективно усиление основания на глубине ho от уровня подошвы фундамента в пределах: 0,2b £ ho£0,5b для отдельностоящего фундамента; 0,2b £ ho £ 0,5b tg (45° + φ /2) для ленточного фундамента, где b - ширина подошвы фундамента, лин.ед.; φ - угол вн утреннего трения грунта, градусов. При выполнении скважин наклонными прямолинейными, как это имеет место в прототипе, зона основания, усиление которой наиболее существенно повышает несущую способность основания фундамента, лишь затрагивается скважинами. Поэтому в заявляемом способе для проходки этой зоны основания, скважины выполняют таким образом, чтобы эту зону проходил криволинейный участок скважины, для чего проходку криволинейного участка выполняют путем вдавливания асимметричного наконечника статической нагрузкой. Это приводит к тому, что вокруг скважины образуется зона уплотненного грунта, к тому же сама скважина заполняется бетонной смесью. Криволинейность позволяет выполнять скважины в зоне основания, усиление которой приносит наибольший эффект. На фиг.1 изображен способ усиления основания под существующим ленточным фундаментом в разрезе; на фиг.2 - поперечное сечение А-А скважины, заполненной бетоном; на фиг.3 - усиление основания под строящееся здание, примыкающее к фундаменту существующего здания в разрезе. Реализация способа заключается в том, что для усиления основания, как это изображено на фиг.1, вдоль ленточного фундамента 1 существующего здания, посредством установки 2 для зондирования грунта выполняют скважины 3 посредством вдавливания стальными штангами 4 наконечника. Для проходки прямолинейного участка скважин используют конусный наконечник (условно не показан), возвращаемый на поверхность после окончания проходки прямолинейного участка, а для проходки криволинейного участка скважины на штанге устанавливается асимметричный наконечник 5, который может быть выполнен из железобетона и после окончания проходки криволинейного участка 6 скважины остаться в грунте основания. Позицией 7 обозначена активная зона, образующаяся под подошвой фундамента под действием нагрузок, воспринимаемых от фундамента. При выполнении скважины путем вдавливания наконечника, вокруг нее образуется уплотненная зона 8, что существенно увеличивает эффективность усиления основания по сравнению с иными способами выполнения скважин. Если принять диаметр скважины равным D, то поперечное сечение скважины вместе с зоной уплотненного грунта вокруг скважины составит около 3D, что изображено на фиг,2. Для случая, изображенного на фиг.3, когда необходимо усилить основание под проектируемым или возводимым фундаментом 9 в условиях существующей застройки, усиление основания производится непосредственно от уровня дна котлована, поэтому прямолинейный участок скважины отсутствует и выполнение скважины путем вдавливания наконечника статической нагрузкой выполняют сразу с асимметричным наконечником 5. Кривизну выбирают такой величины, чтобы скважина располагалась в пределах глубины hо. Примеры выполнения усиления основания может служить усиление пылевато-глинистого основания под ленточными фундаментами существующего четырехэтажного здания, реконструкцией которого планировалась надстройка двух этажей. Существующая застройка делала отрывку фундамента крайне нежелательной. Наиболее целесообразным способом является заявляемый способ, при котором установкой для зондирования выполняют скважины D – 100 мм с криволинейным нижним участком, начинающимся с отметки на 300мм выше уровня подошвы фундамента. Благодаря этому проходка скважин осуществлена в пределах hо от уровня подошвы фундамента. Шаг скважин принят равным 300 мм. Заполнение скважин бетоном осуществлялось методом нагнетания бетононасосом через хобот бетоновода. Описанное усиление позволило повысить несущую способность основания на 30% и осуществить надстройку двух этажей.