Матеріали ін’єкційних розчинів буроін’єкційних паль підсилення при реконструкції будівель

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Матеріали ін'єкційних розчинів буроін'єкційних паль підсилення при реконструкції будівель

А.С. Моргун, І.М. Меть, Д.С. Довгопол

Анотація

Моргун Алла Серафимівна - д. т. н. , проф. , завідувач кафедри промислового та цивільного будівництва Вінницького національного технічного університету.

Меть Іван Миколайович - ст. викладач кафедри промислового та цивільного будівництва Вінницького національного технічного університету.

Довгопол Дмитро Сергійович - студент Вінницького національного технічного університету.

Запропоновано вирішення підсилення фундаментів при реконструкції та технічній перебудові житлових та цивільних будівель. Проаналізовано досвід підсилення фундаментів і зміцнення основ. Обґрунтована раціональність влаштування буроін'єкційних паль при підсиленні фундаменту. Проведені статичні дослідження буроін'єкційної палі. Наведені дослідження визначення кількості буроін'єкційних паль, необхідних для підсилення фундаменту на натуральній основі та визначення додаткового осідання підсиленого фундаменту. Розроблено схему залежності навантажень на одну палю та сумарного навантаження на усі палі. Запропоновано влаштування семи додаткових буроін'єкційних паль.

Ключові слова: ін'єкційні розчини, буроін'єкційні палі, набивніпалі, підсилення фундаменту,реконструкція будівель, технічна перебудова.

Аннотация

Моргун Алла Серафимовна - д. т. н. , проф. ,заведующая кафедры промышленного и гражданского строительства Винницкого национального технического университета.

Меть Иван Николаевич - ст. преподователь кафедры промышленного и гражданского строительства Винницкого национального технического университета.

Довгопол Дмитрий Сергеевич - студент Винницкого нацтонального технического университета.

МАТЕРИАЛЫИНЪЕКЦИОННЫХРАСТВОРОВБУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ УСИЛЕНИЕ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ

А. С. Моргун, И. Н. Меть, Д. С. Довгопол

Предложено решение усиления фундаментов при реконструкции и технической перестройке жилых и гражданских зданий. Проанализирован опыт усиления фундаментов и укрепление оснований. Обоснована рациональность устройства буроинъекционных свай при усилении фундамента. Проведенные статические исследования буроинъекционной сваи. Приведенные исследования определения количества свай, необходимых для усиления фундамента на натуральной основе и определения дополнительной осадки усиленного фундамента. Разработана схема зависимости нагрузок на одну сваю и суммарной нагрузкой на все сваи. Предложено устройство семи дополнительных свай.

Ключевые слова: инъекционные растворы, буроинъекционные сваи, набивные сваи, усиление фундамента, реконструкция зданий, техническая перестройка.

The summary

Morgun Alla-D. Eng., professor., manageress of department of industrial and civil constructionsVinnytsia National Technical University.

MetIvan - senior lecturer of department of industrial and civil constructionsVinnytsia National Technical University.

Dovgopol Dmytro- student Vinnytsia National Technical University.

MATERIALS OF INJECTION MORTARS OF DRILLING -INJECTED PILES STRENGTHENING AT THE RECONSTRUCTION OF BUILDINGS

А. Morgun, І. Met, D. Dovgopol

It has been proposed decision of strengthening the foundations at the reconstruction and technical restructuring of residential and civilian buildings. The experience of strengthening the foundations and the bases has been analyzed. The rationality of installation drilling-injectedpiles at strengthening the foundations has been reasonabled. Static studies of drilling-injectedpiles have been conducted. The studies of determining the number of root piles needed to strengthen the foundation on a natural basis have been shown. The scheme of loads depending on one pile and the total load of all piles has been developed. The installation of seven additional piles has been proposed.

Keywords:injection mortars, drilling-injectedpiles, boredpiles, foundation strengthening, buildingre construction, technical restructuring.

Вступ

фундамент реконструкція паля будівля

Реконструкція та технічна перебудова житлових та цивільних будівель, дозволяє з меншими економічними затратами в порівнянні з новим будівництвом, збільшити об'єм та якість житлової площі. В зв'язку з цим доцільно проаналізувати досвід підсилення фундаментів і зміцнення основ. Реконструкція будівель зазвичай супроводжується додатковим(30-50%) до раніше діючого навантаженням на фундаменти. До резервів, що виникають в ґрунтах основ при довготривалих навантаженнях, відносяться ущільнення основ під спорудою, яке сприяє зростанню їх несучої спроможності. Та це характерно не для всіх ґрунтів, крім того, порушення аераційного режиму призводить до збільшення вологості ґрунту. Експериментальні дослідження свідчать, що при тисках під спорудою до 0,3 МПа зростає модуль деформацій у мілких пісків в 3,8 рази, в пісках середньої крупності в 2,1 рази. Як наслідок - резерви не на стільки великі, щоб підняти за їх рахунок навантаження на основи при реконструкції.

Ще складніше розв'язується ця задача, коли несуча спроможність основи є недостатньою для сприйняття нових навантажень і постає проблема зміцнення основи чи підсилення фундаменту. В цьому випадку добре себе зарекомендували буроін'єкційні палі з гнучкою та жорсткою арматурою, їм властива висока технологічність, легкість оснащення та достатньо добра напрацьованість методів розрахунку та проектування.

1. Постановка задачі, визначальні співвідношення

Буроін'єкційні палі є одним різновидом набивних паль. Їм властиві велика гнучкість (l/d = 80 - 120); малий діаметр(d = 120-150 мм), матеріал ствола (цементний розчин або ґрунтоцемент); спосіб виготовлення (ін'єкція розчину в свердловину чи бурозмішувальна технологія). Доцільність їх використання визначається конкретними умовами будівельного майданчика на основі результатів техніко-економічного порівняння можливих варіантів проектних рішень.

При проведені експериментальних досліджень після буріння лідерної свердловини та установки армокаркасу здійснювалась ін'єкція свердловини цементно-піщаним розчином. Для ін'єкційного розчину використано портландцемент марки 400 з нормальною густиною цементного тіста в межах 22-29 %. Для розчину взято пісок крупністю ? 1 мм. Рухомість свіжовиготовленого розчину складала 12 см по стандартному конусу. Співвідношення цемент : пісок : вода в розчині було прийнято 1 : 12 : 0,6. Водовиділення розчину через 24 години не перевищувала 2% початкового об'єму. Міцність розчину по дослідженнях кубиків розміром 7Ч7Ч7 см при нормальних умовах визрівання склала 15 МПа, в семиденному терміні, 30 МПа в 28-денному. Склад ін'єкційного розчину підбирався шляхом дослідних замісів з різними водоцементними відношеннями (В/Ц). Найменше В/Ц визначалось виходячи з умови рухомості.

Проведені статичні дослідження буроін'єкційної палі показали: розрахункове навантаження на палю Р*= 100 кН =0,1 МН,критичне навантаження на палю Pкр,н = 200 кН, початковий коефіцієнт жорсткості палі Coн=50 МН/м.

Для визначення кількості буроін'єкційних паль, необхідних для підсилення фундаменту на натуральній основі потрібні наступні вихідні дані:

- існуюче навантаження на фундамент N1=800 кН = 0,8 МН;

- очікуваний приріст навантаження N = 800 кН;

- осідання існуючого фундаменту (при навантажені N1) S1 =3,2 см;

- жорсткість фундаменту С1 = 800/32 =25 МН/м.

Необхідне число підсилюючих паль nн визначалось [2]:

(1)

де - приріст навантаження на фундамент, кН;

- навантаження, що прийнято на одну палю;

- коефіцієнт жорсткості існуючого фундаменту, кН/м, який рівний відношеннювертикального навантаження на фундамент N1, кН до його осідання в стабілізованому стані S1;

- початковий коефіцієнт жорсткості палі, кН/м; критичне навантаження на палю, кН.

Додаткове осідання підсиленого фундаменту на натуральній основі від навантаження N = 800 кН при кількості ін'єкційних паль nн = 7 шт. , Р*= 100 кН складає:

При загальній кількості паль nн для підсилення фундаменту на натуральній основі навантаження на одну палю Pн визначається із розв'язку квадратного рівняння:

(2)

по формулі(3)

де, , (4)

Залежність навантаження на одну палю Р і сумарного навантаження на всі палі від кількості паль nн визначається згідно [2].

В даному випадку коефіцієнти (2) будуть рівні:

; ;

Отримані результати наведено в таблиці 1 та на рис. 1.

Таблиця 1 Залежність навантажень на одну палю та сумарного навантаження на усі палі

Рис. 1 Залежність сумарного навантаження, що сприймається новими палями від кількості буроін'єкційних паль

На основі табличних даних наведена залежність навантаження, що приймається на одну палю та сумарного навантаження, що приймається на усі палі, а також використання коефіцієнту а2 в залежності від кількості прийнятих буроін'єкційних паль, необхідних для підсилення фундаменту на натуральній основі. Побудований графік дозволяє прослідкувати залежність розрахунковго навантаження на палю в залежності від кількості їх використання.

Висновки

- Армовані буроін'єкційні палі, заповнені цементно-піщаним розчином дають можливість піднімати навантаження на існуючі фундаменти при їх реконструкції.

- Якщо прийняти 7 додаткових буроін'єкційних паль, то вони сприймуть на себе сумарне навантаження 700 кН, додаткове навантаження на існуючий фундамент при цьому складає 100 кН.

Використана література

1. ГОСТ 30491-97 Смесиоргано-минеральные и грунты укрепленные органическими вяжущими. - М. , 1997. - 21 с.

2. Рекомендации по укреплению буроиньекционных свай, НИИОСП, М. - 1984. - 47 с.

3. ДСТУ Б. В. 2. 1 - 27:2011 Палі, визначення несучої здатності за результатами польових досліджень. Київ. Мінрегіонбуд України, 2011. - 11 с.

Размещено на Allbest.ru