Методи за подобряване на характеристиките на фундаментните почви

Според статистиката основната причина за извънредни ситуации по време на експлоатацията на сгради и конструкции е нарушение на работата на основите и основите. Това обикновено се дължи на липсата на надеждна информация за геоложките условия и характеристиките на почвата на площадката за разполагане на съоръжението, вземането на грешни решения на етапа на проектиране и лошото изпълнение на строителните работи.

Характерни признаци на несъответствие на конструкциите на основата и основите на сградата с необходимите параметри са пукнатини във външните стени, сутерена, изкривявания на отворите на вратите и прозорците, неравномерно слягане и др. Навременната работа по установяване на повреди в конструкциите и укрепване на дефектните елементи, включително основни почви, е условие за надеждна и безпроблемна експлоатация на сградите.

Защо има нужда от подобряване на качеството на основите

Укрепването на фундаментните почви може да се извърши както за възстановяване на експлоатационните характеристики на съществуващи конструкции, така и при изграждането на нови. В първия случай точните причини за нарушения на работата на строителните конструкции се определят в процеса на извършване на техническо изследване. Най-често срещаните сред тях са следните:

влошаване на геоложките условия на обекта с течение на времето;
увеличаване на натоварванията, прехвърлени от сградата към основата по време на реконструкция, надстройка на подове, инсталиране на допълнително оборудване;
появата на неотчетени преди това товари от строителството на нова сграда до съществуващата;
проява на свойства на слягане на основната почва при напояване с подземни и повърхностни води от естествен и техногенен произход;
измиване и издуване на фундаментната почва при разработване на фундаментна яма за нова сграда до съществуваща основа;
динамични и вибрационни натоварвания, произтичащи от извършване на строително-монтажни работи до съществуваща сграда;
замръзване на почвата през зимата;
неравномерно слягане на фундаментни конструкции;
деформация на основите с появата на пукнатини, чипове, нарушаване на защитния слой от бетон, излагане и корозия на армировката.

По време на строителството на новоразпределена площадка необходимостта от укрепване на почвата, както и осъществимостта на тези работи от икономическа гледна точка се определят от резултатите от инженерно-геоложките проучвания. Методът за укрепване на почвата се приема във връзка с техническите решения за изграждане на фундаменти по време на проектирането.

Оценка на състоянието на основи и фундаменти

Извършва се цялостно проучване и оценка на техническото състояние на строителните конструкции (включително основи и основи), за да се идентифицират нарушенията в тяхната работа, да се обосноват причините и да се определят възможните последици от деформации. Въз основа на резултатите от оценката се избират най-надеждните и икономични компенсаторни мерки, изключващи по-нататъшното развитие на деформации. Работата включва няколко етапа.

Първо се извършва проучване и анализ на наличната проучвателна и проектна документация, данни от предишни проучвания (ако има такива). След това се извършва визуален оглед на приземната част на сградата за установяване характера на деформациите (фасади, носещи стени, колони). Взема се предвид околната среда: наличието на други структури, ями, пътища и железопътни линии в близост до изследваните структури.

В подземната част на сградата подлежат на огледдиректно изграждането на основите и носещата основа. За проверка на основите и инструментален анализ на материалите се откъсват ями в контролни точки по периметъра на сградата. Дълбочината на ямата се взема на 0,5 m под основата на основата. В резултат на проверка и инструментални измервания се определят геометричните параметри на основата, качеството на материалите, състоянието на хидроизолационната защита и наличието на повреди.

Проучването на почвата се извършва чрез сондажни кладенци с вземане на проби и анализ. Така се определят остатъчните физико-механични свойства на основата. Въз основа на резултатите от извършената работа се правят изчисления за проверка с определяне на действителната носеща способност на почвите и фундаментните конструкции и се издава заключение за неговата достатъчност. При избора на вариант за укрепване на конструкциите на фундаменти и почви се вземат най-технически и икономически изгодните решения.

Методи за укрепване на фундаментни почви

За разлика от укрепването на различни конструктивни елементи на сградата (като стени, колони, основи), няма стандартни решения за подобряване на характеристиките на фундаментните почви. Закрепването се извършва по индивидуално разработен проект, като се използват принципите на специфичен метод. Основните методи за укрепване на почвата включват: физико-химични, механични (уплътняване) и структурни.

Физико-химични методи

Най-модерните и високоефективни са физичните и химичните методи за укрепване на почвата. Сред тях са следните.

Силикатизация - инжектиране на основни почви с разтвори на течно стъкло. Разтворът се подава под налягане до 0,6 MPa в предварително пробити кладенци през перфорирани тръби. Методът се използва за повишаване на якостта на пясъци с различни размери,насипни почви. В процеса на силицификация около всеки кладенец се създава колона от армирана основа с диаметър до 2 m.

Циментирането се използва за фиксиране на потъващи почви, пропускливи, напукани скали, льос, едър пясък. Инжектирането на почвата се извършва с водоциментов разтвор (понякога с добавяне на пясък) под налягане до 10 MPa. В резултат на фугирането разтворът запълва порите на почвата, образувайки нова основа с висока якост.

Смолизирането включва инжектиране на синтетични смоли с втвърдители в основните почви. Методът се използва за укрепване на прашни, фини пясъци, пясъчни глинести и глинести почви. Използват се вертикални, хоризонтални и наклонени начини за монтиране на инжектори.

Глинирането или инжектирането на глинеста суспензия се извършва с цел намаляване на филтриращите свойства на пясъчната основа. В резултат на проникването на глинести частици в порите на почвата настъпва нейното затлачване и запушване със създаване на водоустойчива зона. Методът се използва при нисък дебит на подпочвените води, тъй като глинените частици могат да бъдат отнесени от потока.

Битумизирането също е начин за намаляване на филтриращите свойства на почвата и се използва при високи скорости на движение на подземните води. Има горещи и студени методи за битумизиране. В първия случай в предварително пробити кладенци се подава разтопен битум, а във втория битумна емулсия. И в двата случая резултатът е водоустойчива зона около инжектора.

Термичниятметод се използва за укрепване на почви със свойства на слягане. Същността на метода е изгарянето на гориво в предварително пробит кладенец. За възможността за изгаряне на гориво на дълбочина в кладенеца се подава въздух. елиминиранесвойства на слягане на почвата възниква под въздействието на температури от 400 до 800 градуса по Целзий. Всеки кладенец позволява фиксиране на почвена маса с диаметър до 2,5 m.

Укрепване на фундаментни почви с конструктивни елементи

Основните методи за конструктивно укрепване са, както следва:

земни подложки. Методът се състои в замяна на слабо носещата почва, разположена под основата, с ниско свиваема. Като последно се използват пясък, натрошен камък и някои видове шлака. По време на полагане почвата се уплътнява, за да се предотврати последващото й утаяване;
шпунта. Методът се използва за предотвратяване на изпъкването на слабо носещата основа изпод основата. В този случай ограда от пилотни конструкции е монтирана по периметъра на основата на минимално разстояние от нея. Пилотите се забиват в слой плътна почва, преминавайки през слабо носеща почва.

подсилване. Методът позволява да се повишат якостните характеристики на почвата и да се елиминира слягането. Укрепването предполага въвеждането на допълнителни елементи с висока якост в почвата, които, когато работят заедно с нея, ще осигурят необходимите характеристики на основата. Като армиращи елементи се използват бетон, стоманобетон, почвен цимент, цименто-пясъчен разтвор и др.

Антифилтрационни завеси. Методът се използва за предотвратяване на просмукване на подземни води през основната почва. Мярката се извършва чрез изливане на тиксотропна суспензия в предварително подготвени ямки. Суспензията се приготвя на базата на бентонитова глина, която е в състояние да абсорбира вода в големи количества и след сгъстяване да създаде водоустойчив екран.

Механичниначини

Механичните методи за укрепване на почвените основи са различни варианти за тяхното уплътняване. Има два основни метода на уплътняване: повърхностен и дълбок.

Повърхностното уплътняване се извършва с трамбовки, валяци, машини за уплътняване на товара, вибратори. Този метод обикновено се използва, ако е необходимо да се уплътни на дълбочина 1,5-2 м. Въпреки това, използването на тежки трамбовки и трамбовки позволява уплътняване на основата до дълбочина до 10 м. Съществуват и методи за набиване на фундаментната яма с трамбовки, които имат формата на самата основа.

Дълбокото уплътняване на почвите се извършва по следните начини:

монтаж на купчини от пръст и пясък в насипни почви, льос със свойства на слягане. Методът включва забиване на тръба в основата, при което околната почва се уплътнява. След забиване тръбата се запълва с пясък с уплътняване слой по слой. Тъй като пясъкът се пълни, тръбата постепенно се отстранява от земята. Купчините са разположени шахматно, така че зоните на подсилената почва да се припокриват една с друга;
виброуплътняване с помощта на специално оборудване - вибратори, вибриращи глави. Методът се използва за укрепване на пясъчни водонаситени почви и се състои в потапяне на вибриращ снаряд в почвата;
предварителното накисване елиминира слягането на основната почва. Методът по правило се използва при ново строителство на достатъчно разстояние от съществуващи сгради и конструкции, тъй като съществува опасност от накисване на основите им.

Друг метод за механично уплътняване е предварителното компресиране на почвите. Компресирането се извършва чрез натоварване на слаба основа, наситена с водавременен насип, в резултат на което водата се изстисква от порите на почвата, последвано от нейното уплътняване. В този случай налягането, създадено от насипа, трябва да надвишава налягането от проектираната конструкция. Компресирането може да се извърши и чрез понижаване на нивото на подпочвените води чрез изпомпване през кладенци или чрез организиране на дренаж.

Изводи

Подсилване на фундаментната почва се извършва в следните случаи:

при необходимост възстановяване на правилната работа на носещите елементи на съществуваща сграда;
при ново строителство на терен с лоши инженерно-геоложки условия.

В първия случай работата обикновено се извършва във връзка с укрепването и ремонта на основите и има ограничения при избора на методи (за да се избегне въздействие върху близките сгради). При укрепване на почвите на нов обект изборът на метод се определя само от техническа и икономическа обосновка.

Укрепването на почвата позволява използването на парцели за ново строителство с очевидно ниски инженерни и геоложки показатели, както и райони, които не са подходящи за земеделие (блата, насипни почви и др.) и други дейности. Съвременните високотехнологични начини за увеличаване на носещата способност на основите позволяват по-рационален подход към използването на трудови, териториални и икономически ресурси от предприемача.