Технологии исправления крена зданий

Основными причинами возникновения крена зданий являются неравномерные деформации оснований фундаментов, вызванные техногенными процессами, замачиванием грунтов в результате утечки из систем водоснабжения и канализации, ошибками в расчете фундаментов, изменением в структуре грунтов, повышением уровня грунтовых вод и др. Так, замачивание лессовых грунтов в г. Тольятти привело к возникновению недопустимых параметров крена жилых и промышленных зданий в результате просадки свайного основания, что потребовало комплекса восстановительных работ.

Ликвидация крена зданий включает несколько технологических циклов: инструментальную оценку деформаций фундаментов и причины их возникновения; инженерно-геологические исследования состояния грунтов основания; поверочные расчеты несущей способности фундаментов; разработку методов и технологий усиления оснований и фундаментов; разработку проектов производства работ по ликвидации кренов зданий; выполнение подготовительного и основного циклов.

В практике производства работ возможно использование двух методов: 1 - путем опускания недеформированной части фундаментов под действием собственной массы здания; 2 - подъем деформированной части гидродомкратами на проектную отметку.

Цикл подготовительных работ включает: ограждение площадки; выделение мест складирования материалов и конструкций; временных дорог для перемещения средств механизации; отключение сетей водоснабжения, канализации и электроснабжения. Для повышения пространственной жесткости здания осуществляют закладку проемов первых 2-3 этажей, усиление несущих конструкций и др. работы.

Основные виды работ включают: укрепление грунтов в просадочной части известными методами, усиление фундаментов путем устройства свай по разрядно-импульсной или струйной технологии .

Наиболее ответственными и трудоемкими этапами производства работ являются создание обвязочного пояса по линии среза контура здания и внутренним несущим стенам, разрезка стен фундаментной или цокольной части с помощью гибких цепных систем. Выполнение строительных процессов ведется по захваткам с обеспечением мероприятий по технике безопасности с постоянным геодезическим контролем. На наиболее сложные процессы разрабатываются технологические карты с непременным условием инструментального контроля качества работ.

Для создания рабочих зон выполняется цикл работ по отрывке приямков по периметру здания, укрепление откосов и др. виды работ.

Основной этап непосредственно связан с подъемом или опусканием здания с использованием системы гидравлических домкратов. Для их размещения устраиваются специальные ниши. Число домкратов определяется исходя из массы здания и коэффициента запаса, учитывающего непредвиденный выход из строя одного или двух соседних.

Система домкратов перед установкой в рабочее положение апробируется, устанавливаются и ликвидируются возможные дефекты в дистанционном управлении, проверяется работа датчиков давления, высоты подъема, синхронности работы и т.п.

Подъем деформированной части здания осуществляется при цикличной работе домкратов. По мере подъема на величину хода штока в нишах устанавливаются опорные элементы в виде металлических стаканов, которые рассчитываются на восприятие нагрузки частей перемещаемого здания. При дальнейшем подъеме металлические стаканы наращиваются (рис. 12.17).

Рис . 12.17. Технологическая схема ликвидации крена зданий путем вертикального подъема просадочной части
1 - обвязочный пояс из металлического профиля; 2 - линия среза; 3 - ниши и проемы для установки гидродомкратов (4) и опорных элементов (5); 6 - омоноличивание опорных элементов и ниш

Окончанием технологического процесса подъема являются геодезическая оценка вертикальности стен здания и последующая передача нагрузки на опорные элементы.

После демонтажа системы домкратов производится омоноличивание участков с использованием подвижных бетонных смесей и легких опалубочных систем.

Процесс восстановления вертикальности здания считается законченным после выполнения комплекса работ и сдачи приемной комиссии. При выполнении подготовительного и основного циклов работ все технологические процессы и методы их производства регистрируются в журнале работ. При демонтаже части фундаментных стен, устройстве ниш, обвязочных поясов, элементов усиления и др. составляются акты на скрытые работы с инструментальной оценкой качества работ и физико-механических характеристик. Особое внимание уделяется оценке степени набора прочности бетоном, состояния элементов для размещения домкратов, отвечающих требованиям, устанавливаемым в проекте производства работ и технологических картах.

Основные технологические процессы ликвидации крена методом опускания включают усиление фундаментов или основания просадочной части здания, устройство обвязочной системы над линией среза, проемов и ниш для размещения домкратов, установку временных подвижных опорных элементов, демонтаж части плоскости фундаментной стены, непосредственно опускание объекта (рис. 12.18).

Рис . 12.18. Технологическая схема ликвидации крена путем снижения уровня стеновых несущих конструкций
а - общая схема здания на период усиления фундаментов; б , в - механизм опускания; 1 - сваи усиления фундаментов; 2 - обвязочный пояс по линии среза; 3 - ниши для размещения гидродомкратов (4) и опорных стоек (5) с вкладышами (6); 7 - толщина демонтируемой части фундамента (переменна)

Использование специальных опорных элементов с возможностью синхронного и плавного изменения высоты позволяет осуществить цикл опускания за достаточно короткие сроки. Вертикальность здания достигается за счет перемещения части здания под действием собственной массы, что существенно снижает энерго- и трудозатраты на ликвидацию крена.

Для малоэтажных зданий в качестве временных опорных элементов могут использоваться мешки с сухим песком, а процесс вертикального перемещения осуществляется путем устройства в них отверстий, что способствует интенсивной утечке и падению опорного уровня до проектной отметки.

Современные технологии предусматривают также использование специальных баллонов, размещаемых в нишах и наполняемых под давлением водой. Они служат опорными элементами, воспринимающими давление от деформируемой части здания на фундамент. После демонтажа фундаментной стены до проектной отметки осуществляется синхронное снижение давления в баллонах путем выпуска воды. В результате этого достигаются плавное снижение части здания и восстановление вертикальности стен. Затем осуществляется последовательное удаление баллонов с омоноличиванием участков ниш и проемов.