Спосіб реконструкції будинків, споруд

Реферат: Спосіб реконструкції будинків, споруд включає виготовлення котловану, підсилення основи будинку, споруди, моніторинг. Перед виготовленням котловану укріплюють по його контуру майбутні укоси та влаштовують підпірну стінку існуючих фундаментів шляхом утворення у вертикальному напрямку суміші ґрунту і в'яжучого розчину текучої консистенції і занурювання в неї жорсткого конструктивного елементу з міцного та жорсткого матеріалу. UA 83660 U (54) СПОСІБ РЕКОНСТРУКЦІЇ БУДИНКІВ, СПОРУД UA 83660 U UA 83660 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана при реконструкції будинків та споруд шляхом підсилення основ, наприклад, при надбудові поверхів. Відомий спосіб реконструкції, в якому підсилення основ виконують шляхом силікатизації ґрунтів основи, що полягає в наступному [Губкін В.А., Соловьѐв Н.Б., Голиков В.Г. "Усиление оснований и фундаментов при реконструкции зданий и сооружений"// Механіка ґрунтів та фундаментобудування. Збірник наукових праць 4-тої Української науково-технічної конференції. Київ, НДІБК, 2000 р, вип. 53, кн. 2 - С. 84-85]. В товщу ґрунту основи занурюють шляхом забивання ін'єкторів (труб перфорованих в нижній частині) або опусканням ін'єкторів в пробурену свердловину з подальшою герметизацією частини свердловини вище зони перфорації і в герметизовану порожнину нагнітають розчин силікату натрію, який під тиском фільтрується по порах ґрунту, силікат натрію вступає із солями ґрунту в хімічну реакцію, внаслідок якої утворюється гель силікату натрію з подальшим твердінням і зміцненням ґрунту. За рахунок цього основа фундаменту підсилюється, підвищується її несуча здатність і виникає можливість надбудови поверхів чи заміни дерев'яного перекриття і покриття залізобетонними плитами або інші заходи реконструкції, які пов'язані із підвищенням навантаження на основу фундаменту. Такий спосіб підсилення основ ефективний при капітальному будівництві, де забивання ін'єкторів або опускання їх в пробурені свердловини можливо у вертикальному напрямку, але при реконструкції існуючих будівель виникають суттєві труднощі, пов'язані із занурюванням ін'єкторів під підошви фундаментів (в кращому випадку під кутом для зовнішніх фундаментів), а у випадку плитних існуючих фундаментів спосіб закріплення ґрунтів силікатизацією практично застосовувати неможливо. Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що заявляється, є спосіб реконструкцій [Янковський Л.В. Разработка метода закрепления оснований ленточных фундаментов при реконструкции. Автореферат на соиск. уч. степ., к.т.н., Пермь, 1991. - С. 15-16], де підсилення основи під фундаментами виконують в горизонтальному напрямку наступним чином. За межами будівлі відкопують котлован і під фундаментами в горизонтальному напрямку пневмопробійником пробивають свердловину, потім в порожнину цієї свердловини цім же пневмопробійником набивають жорсткі матеріали (шлак, щебінь, пісний бетон та ін.) або забивають жорсткий конструктивний елемент, за рахунок чого в горизонтальному напрямку утворюються армуючі елементи, які підсилюють шар ґрунту під фундаментами і тим самим збільшується несуча здатність основи. Відомий спосіб можливо використовувати при реконструкції житлових будинків чи при підсилені основ деформованих будівель без відселення мешканців або промислових будівель без припинення виробництва, адже котлован, з якого виконують армування ґрунту основи, можливо відкопувати за межами будівлі. Але відомий спосіб має недоліки, які полягають в наступному. При пробиванні горизонтальної свердловини під фундаментами на значну відстань (по довжині чи ширині будівлі) з різних причин пневмопробійник може відхилятися від прямолінійності, наприклад, при різній щільності або вологості ґрунтів на шляху пробивки свердловини пневмопробійник відхиляється в напрямку найменшого опору, а це призводить до наступного: при викривлені свердловини виникають проблеми із поверненням пневмопробійників на поверхню - вони загублюються, окрім того, у викривленій свердловині значно ускладнюється занурювання конструктивних елементів чи набивання жорстких матеріалів, відхилення від прямолінійності призводить до перетинання свердловин з подальшими проблемами армування. Окрім того, що головне, при надбудові поверхів навантаження на основу значно збільшується, що потребує виконання армуючих елементів в декілька ярусів (декілька рядів по висоті), що потребує заглиблення котлованів, при цьому виникає проблема забезпечення стійкості фундаментів та укосів котлованів. Відомий спосіб горизонтального армування не передбачає забезпечення їх стійкості. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу реконструкції будинків, споруд, в якому за рахунок нових операцій підвищується безпека реконструкції та спрощується технологія її виконання. Поставлена задача вирішується тим, що включає виготовлення котловану, підсилення основи будинку, споруди, моніторинг, згідно з корисною моделлю, перед виготовленням котловану укріплюють по його контуру майбутні укоси та влаштовують підпірну стінку існуючих фундаментів шляхом утворення у вертикальному напрямку суміші ґрунту і в'яжучого розчину текучої консистенції і занурювання в неї жорсткого конструктивного елементу із міцного та жорсткого матеріалу, при цьому підпірну стінку виконують дискретною з розміщенням вертикальних армуючих елементів із розрахунковим кроком, між якими утворюються проміжки, після чого відкопують котлован і в проміжках між вертикальними елементами підпірної стінки станком горизонтального буріння руйнують ґрунт в горизонтальному напрямку, одночасно в зону руйнування ґрунту подають в'яжучий розчин, який перемішують із зруйнованим ґрунтом і в 1 UA 83660 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 текучопластичну суміш горизонтального спрямування занурюють жорсткий конструктивний елемент. Жорсткий конструктивний елемент може бути виконаний округлої, квадратної та ін. форми з металу, пластику, склопластику та ін. Сутність заявленого способу реконструкції будинків і споруд пояснюється фігурами 1-4. На Фіг. 1 показані план будівлі, що реконструюється та контур майбутнього котловану, із якого мають виконуватися горизонтальні армоелементи, на Фіг. 2 показана технологічна схема утворення у вертикальному напрямку ґрунтоцементної суміші текучопластичної консистенції, на Фіг. 3 - схема занурювання в вертикальну суміш жорсткого конструктивного елементу, на Фіг. 4 схема горизонтального армування ґрунту, де 1 - будівля, 2 - фундаменти будівлі, 3 - контур котловану, 4 - вертикальний армуючий елемент, 5 - армуючий елемент підпірної стінки, 6 станок вертикального буріння, 7 - порожниста бурова штанга, 8 - бурозмішувач, 9 - вертлюг, 10 гнучкий рукав, 11 - розчинонасос, 12 - розчиномішалка, 13 - текучопластична ґрунтоцементна суміш у вертикальному напрямку, 14 - жорсткий конструктивний елемент у вертикальному напрямку, 15 - вертикальний направляючий стержень, 16 - станок горизонтального буріння, 17 текучопластична ґрунтоцементна суміш у горизонтальному напрямку, 18 - жорсткий конструктивний елемент у горизонтальному напрямку, 19 - горизонтальний армуючий елемент, 20 - горизонтальний направляючий стержень. Згідно з корисною моделлю реконструкцію будинків, споруд виконують наступним чином. Перед відкопуванням котловану для захисту від зсуву фундаментів 2 і забезпечення стійкості укосів котловану 3 по його контуру виконують укріплення ґрунту армуючими елементами 4 та влаштовують підпірну стінку із вертикальних армуючих елементів 5. Вертикальні армуючи елементи підпірної стінки утворюють наступним чином. Станком вертикального буріння 6 руйнують за допомогою бурової штанги 7 і бурозмішувача 8 структуру ґрунту без виносу на поверхню і одночасно в зруйновану зону через вертлюг 9, яким наділений буровий станок, по гнучкому рукаву 10 подають розчинонасосом 11 водоцементний розчин, утворений в розчиномішалці 12, який ретельно переміщується бурозмішувачем 8 із зруйнованим ґрунтом, внаслідок чого при відповідному водоцементному відношенні (В/Ц) утворюється ґрунтоцементна суміш текучопластичної консистенції 13 у вертикальному напрямку. Після утворення ґрунтоцементної суміші порожнисту бурову штангу і буро-змішувач витягають і станком вертикального буріння (можливо з додатковою дією вібрації) занурюють жорсткий конструктивний елемент 14 (можливо посекційно) із направляючим стержнем 15 для направлення і центровки у вертикальному напрямку. Жорсткий конструктивний елемент, наприклад труба із відкритим торцем, порожнина якої заповнюється текучопластичною ґрунтоцементною сумішшю 13. Внаслідок тужавлення і твердіння ґрунтоцементна суміш перетворюється в ґрунтобетон високої міцності, який не розмокає у воді, а підсилений жорстким конструктивним елементом 14 утворює жорсткий та міцний армуючий елемент 5, який добре працює на згин і слугує надійним елементом підпірної стінки. Елементи підпірної стінки 5, влаштовують із розрахунковим кроком, між якими утворюються проміжки. Після укріплення майбутніх укосів котловану і влаштування підпірної стінки фундаментів відкопують котлован 3 і за допомогою бурового станка горизонтального буріння 16 в проміжках між вертикальними армуючими елементами 5 підпірної стінки влаштовують горизонтальні армуючі елементи 19 наступним чином. Аналогічно вертикальному армуванню за допомогою горизонтального бурового станка утворюють ґрунтоцементну суміш текучопластичної консистенції 17 в горизонтальному напрямку і в її середовище занурюють посекційно конструктивний міцний та жорсткий елемент, наприклад металеву трубу 18 з відкритим торцем із направляючим стержнем 20, порожнина труби заповнюється текучопластичною сумішшю, яка після тужавлення та твердіння перетворюється в ґрунтобетон. Ґрунтобетон сумісно із жорстким конструктивним елементом утворюють горизонтальний армуючий елемент 19 високої міцності, жорсткості та добре працює на згин. Підсилення основи можливо виконувати в декілька ярусів (декілька рядів по висоті). При цьому утворення горизонтальних рядів може відбуватися в напрямках як знизу уверх, так й навпаки - зверху униз. У першому випадку після влаштування верхнього ряду армоелементів почергово заглиблюють котлован, на спланованому дні, установлюють станок горизонтального буріння і влаштовують наступні нижні ряди. У другому випадку котлован відкопують на потрібну глибину для влаштування запроектованих рядів, адже вертикальні армоелементи (підпірна стінка) захищають фундаменти від зсуву і забезпечують стійкість укосу котловану. Спочатку виконують нижній ряд армоелементів, потім почергово підсипають котлован з ущільненням ґрунту і виконують армоелементи вищерозташованих рядів. 2 UA 83660 U 5 10 Заявлений спосіб реконструкції впроваджений при надбудові поверхів будівлі поліклініки Донецької центральної клінічної лікарні ім. Гусака та будинку громадських організацій металургійного комбінату "Запоріжсталь" в м. Запоріжжя. В обох випадках впровадження відбувалося без зупинки експлуатації будівель, так як підсилення основ фундаментів горизонтальним армуванням виконувалось із котлованів, відкопаних за межами будівель. Таким чином, заявлений спосіб реконструкції будинків та споруд є новим та забезпечує ефективність, надійність і безпечність будівель при реконструкції та їх експлуатації. Для підсилення основ будівель при реконструкції горизонтальним армуванням застосовується відоме стандартне устаткування і пристрої, а також використовуються загальнодоступні матеріали. При цьому досягається значна економія, яка обумовлена використанням при армуванні ґрунтів самого же ґрунту, який в суміші із цементним розчином при тужавленні та твердінні не розмокає у воді. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 Спосіб реконструкції будинків, споруд, що включає виготовлення котловану, підсилення основи будинку, споруди, моніторинг, який відрізняється тим, що перед виготовленням котловану укріплюють по його контуру майбутні укоси та влаштовують підпірну стінку існуючих фундаментів шляхом утворення у вертикальному напрямку суміші ґрунту і в'яжучого розчину текучої консистенції і занурювання в неї жорсткого конструктивного елементу з міцного та жорсткого матеріалу, при цьому підпірну стінку виконують дискретною із розміщенням вертикальних армуючих елементів із розрахунковим кроком, між якими утворюються проміжки, після чого відкопують котлован і в проміжках між вертикальними елементами підпірної стінки станком горизонтального буріння руйнують ґрунт в горизонтальному напрямку, одночасно в зону руйнування ґрунту подають в'яжучий розчин, який перемішують із зруйнованим ґрунтом і в текучопластичну суміш горизонтального спрямування занурюють жорсткий конструктивний елемент. 3 UA 83660 U 4 UA 83660 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5