В том же котловане, из которого выполняли бурение горизонтальных скважин в процессе выравнивания б.с., теми же станками в слабом слое грунта под фундаментами устраивали армирующие горизонтальные грунтоцементные элементы (ГЦЭ). Технологическая схема устройства ГЦЭ показана на рис.4
Рис. 4 - Технологическая схема горизонтального армирования грунтов
1 - котлован; 2 - станок горизонтального бурения; 3 - полая буровая штанга; 4 - буросмеситель; 5 - фундамент; 6 - вертлюг; 7 - гибкий рукав; 8 - растворонасос; 9 - растворомеситель.
При вращении буровой штанги и буросмесительного рабочего органа с одновременным осевым перемещением происходит разрушение природной структуры грунта без выноса его на поверхность. Одновременно с началом разрушения грунта через вертлюг, которым снабжен станок горизонтального бурения, по полым штангам нагнетается водоцементный раствор требуемой консистенции, который под давлением через отверстия буросмесителя перемешивается с грунтом нарушенной структуры. Тщательно перемешанный с цементным раствором грунт затвердевает и становится армирующим элементом повышенной жесткости, который не размокает в воде. Прочностные и деформационные характеристики грунтоцемента зависят от процентного отношения грунт - цемент и могут достигать существенных величин.
Поскольку работы по выравниванию б.с. и усилению основания выполняются в стесненных условиях, для реализации этих технологий применяются малогабаритное оборудование, разработанное специалистами ЗО НИИСК.
Грунтоцементные армирующие элементы располагались в 2 ряда. Параметры ГЦЭ: диаметр - 350мм, шаг - 0,8м, длина - 17м, т.е. выходили за пределы фундаментов на 2м с каждой стороны. Ось верхнего ряда расположена на расстоянии 0,6м от подошвы фундамента, нижнего - 1,2м. В первую очередь выполнили армоэлементы нижнего ряда, затем частично засыпали котлован и на спланированное "новое" дно уложили уголковые направляющие для перемещения буровых станков и выполнили верхний ряд армоэлементов.
По окончании усиления основания с противоположного фасада здания грунтоцементные армоэлементы были частично вскрыты, из них вырезали кубики для исследования характеристик грунтоцемента. Визуальным обследованием армоэлементов установлено, что они расположены параллельно, их диаметры составляли 350мм. Лабораторными исследованиями определены предел прочности на сжатие Rсж = 30…35 кг/см 2 и модуль деформации Е = 2800…3200 кг/см 2, что значительно выше значений, принятых в проекте.
По окончании работ по усилению основания котлована был закрыт с послойным уплотнением грунтов до плотности 1,6 г/см 3. Имевшиеся трещины в конструкциях, которые практически не изменились, заинъецированы полимерными растворами. В результате восстановления вертикальности шахт лифтов появилась возможность их монтажа, который выполнили в процессе завершения строительства.
МОНИТОРИНГ
На протяжении всего периода восстановительных работ на спаренной б.с. осуществлялся мониторинг, состоящий из геодезического контроля, в процессе которого велись регулярные наблюдения за осадками фундаментов нивелированием и теодолитная съемка - за изменением кренов б.с. Геодезический вид мониторинга имеет дискретный характер. Непрерывный контроль за возможным изменением различных видов деформаций в режиме реального времени осуществлялся с применением автоматизированной системы универсального измерения деформаций, разработанный в Запорожском отделении НИИСК 10. Данная система основана на применении универсального датчика УИД.
Датчики УИД были установлены в подвальной части, на стенах этажей, на шахтах лифтов. Всего было установлено 37 датчиков. Съем информации осуществлялся с помощью специальной системы опроса серии датчиков с применением мобильного телефона, обработка снимаемой с датчиков УИД информации производится компьютерной программой "PENDULUM". Компьютерная программа выдает 9 показателей, сведенных для каждого датчика в таблицу. Поскольку автоматизированный контроль осуществляется постоянно, то информацию по изменению того или иного вида деформаций можно получить в любой момент времени.
По окончании восстановительных работ датчики УИД демонтированы за исключением контрольных, с помощью которых осуществляется наблюдение за пространственным положением здания в процессе эксплуатации. Периодический контроль свидетельствует о стабильном состоянии здания на протяжении 5 лет.
ВЫВОДЫ
1. Разработанные технологии выравнивания накренившихся зданий и закрепления грунтов для усиления оснований в горизонтальном направлении, являются эффективными при восстановлении деформированных зданий, сооружений и при реконструкции объектов с обеспечением дальнейшей их надежной и безопасной эксплуатации.
2. Разработанное соответствующее малогабаритное оборудование обеспечивает возможность выполнения восстановительных работ при защите деформированных зданий при реконструкции в стесненных условиях без отселения жителей и прекращения эксплуатации.
3. Разработанная система мониторинга дает возможность контролировать выполнение восстановительных работ и мероприятий при реконструкции на каждом этапе технологического процесса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ДБН В.1.1-5-2000. Будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих грунтах // Державний комітет будівництва, архітектури та житлової політики України. - У 2-х частинах. - Частина ІІ. Будинки і споруди на просідаючих грунтах. - К.Держбуд України, 2000. - 84с.
2. Тугаенко Ю.Ф., Матус С.В., Синявский С.Д. Исправление крена 16 - этажного жилого дома. Основание, фундаменты, механика грунтов. - М., 1979. - №2. - С. 3 - 4.
3. Трегуб А.С., Москаліна І.М., Науменко В.П., Мілявський В.П. Вирівнювання будинків домкратами.// Будівельні конструкції: зб.наук.праць - К.: НДІБК, 2008. - Вип.71.т.2. - С.93 - 102.
4. Степура И.В., Шокарев А.В., Павлов А.В., Самченко Р.В. Об устранении кренов деформированных зданий.// Будівельні конструкції: зб.наук.праць. - К.: НДІБК, 2008. - Вип. 71.т.2. - С.119 - 129.
5. Пат.№65455 Україна, 702Д 35/00. Способ выравнивания зданий, сооружений: /Степура И.В., Шокарев А.В., Павлов А.В., Трегуб А.С., Самченко Р.В. (Украина); Бюл. №3. - 2004. - 4с.
6. Губкін В.А., Соловьев Н.Б., Голиков В.Г. Усиление оснований и фундаментов при реконструкции зданий и сооружений.// Будівельні конструкції: зб.наук.праць. - К.: НДІБК, 2008. - Вип. 53. Кн.1. - С.89 - 94.
7. Степура И.В., Шокарев В.С., Павлов А.В., Самченко Р.В., Степура С.И. Горизонтальное армирование грунтов в основаниях зданий.// Будівельні конструкції: зб.наук.праць. - К.: НДІБК, 2007. -Вип. 66. - С.34 - 41.
8. Патент України №42283, Е 21В 3/00, Установка для проходки в грунтах/Степура І.В., Шокарев В.С., Павлов А.В., Самченко Р.В., Трегуб А.С., Степура С.І. (Україна)-№u200901349; заява 18.02.2009, Бюл. №12. - 2009. - 6с.
9. Самченко Р.В. Удосконалення технології вирівнювання нахилених будівель горизонтальним вибурюванням грунту із основи: Автореферат Самченко Р.В., канд.техн.наук - Днепропетровск, 2010, - 19с.
10. Шокарев В.С., Чаплыгин В.И., Хилько С.В. и др. Автоматизированная информационно - измерительная система для мониторинга строительных объектов.// Будівельні конструкції: зб.наук.праць. - К.: НДІБК, 2004. - Вип. 61.т.1. - С.496 - 501.