Проектирование оснований при реконструкции зданий, часть 4

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6

6.4.2 Выбор способа погружения (забивка, вибропогружение или вдавливание) осуществляется с учетом допустимого расстояния между новыми и существующими фундаментами, которое определяется в зависимости от влияния на последние динамических воздействий. Для этой цепи производятся пробная забивка свай и инструментальные измерения уровня колебаний грунта.

6.4.3 Перед началом производства работ производится обследование зданий и сооружений, расположенных на расстоянии до 20 м, с составлением акта об их состоянии с привлечением служб эксплуатации. При производстве работ рядом с существующими ветхими зданиями следует соблюдать особую осторожность. При этом производятся наблюдения за появлением или раскрытием имеющихся трещин. Если расстояние меньше допустимого, следует обязательно вести наблюдение за деформациями и осадками существующих зданий и сооружений, а на расстоянии, равном допустимому, они ведутся, если:

а) вблизи них есть или планируются котлованы, отметка дна которых ниже отметок подошвы обычных или низа ростверков свайных фундаментов;

б) отсутствует боковая засыпка фундаментов на расстоянии от их края, равном полуторной глубине заложения;

в) существующие здания находятся в зоне влияния подземных выработок (метро, тоннели и т.п.).

6.4.4 Для уменьшения деформаций оснований, сложенных песчаными грунтами, забивку и вибропогружение свай целесообразно начинать с наиболее удаленных от здания рядов, а в основаниях, сложенных глинистыми грунтами, с ближних радов.

6.4.5 Если расстояние до существующих зданий и сооружений меньше допустимого и деформация основания и сооружения может достигать предельной величины, должны быть предусмотрены в проекте меры по уменьшению динамических воздействий посредством: устройства лидерных скважин для погружения свай; погружения свай с подмывом; снижения высоты падения ударной части молота; погружения свай и шпунта вибропогружением взамен забивки; уменьшения количества одновременно работающих молотов и вибропогружателей; применения метода вдавливания; применения при погружении шпунта обмазок для снижения трения по боковой поверхности и в замках.

6.4.6 Забивка свай и шпунта рядом с жилыми зданиями допускается только в дневное время, вблизи административных зданий - в ночное время, а рядом с учебными заведениями, театрами, клубами и т.п. - при отсутствии занятий, спектаклей или в перерывах между ними.

6.5. Восстановление и устройство гидроизоляции

6.5.1 При выявленном в результате обследования реконструируемых бесподвальных зданий повреждений материала фундаментов (бетон, бутовая кладка и др.) от воздействия агрессивной среды и других факторов проектируется защитная гидроизоляция (если ее не было) или восстановление существующей поврежденной.

При реконструируемых зданиях с подвалами и подземных сооружениях с поврежденными стенами проектируется защитная и противофильтрационная гидроизоляция, в том числе тампонирование свищей, изоляция мест пропуска трубопроводов и др.

Проектные решения по этим видам гидроизоляций приведены по бесподвальным зданиям и подземным сооружениям соответственно в разделах 2 и 9 настоящих Рекомендаций.

6.5.2 Производство, контроль качества и приемка работ при устройстве и восстановлении гидроизоляции зависят от вида гидроизоляции и способа ее устройства. При производстве работ по устройству различных видов гидроизоляции следует руководствоваться требованиями проекта и нормативными документами.

6.5.3 При производстве работ особое внимание следует обратить на подготовку поверхности под гидроизоляцию. Работы по устройству (восстановлению) гидроизоляции в основном должны вестись насухо.

6.5.4 При устройстве оклеечной гидроизоляции следует обратить внимание на непрерывность изоляции, в частности, на стыке горизонтальных и вертикальных участков, в узлах примыкания и местах сопряжения различных конструкций. Недопустимо появление на готовой поверхности "не проклеенных" участков, "пузырей", "волнистых" и "сморщенных" участков и т.п.

6.5.5 Особое внимание следует уделить качеству работ по устройству защитной системы для гидроизоляции - засыпки, прижимных стен, фальшстен и т.п.

6.5.6 В процессе устройства (восстановления) гидроизоляции при реконструкции запрещается использовать экологически опасные материалы.

6.5.7 При устройстве (восстановлении) гидроизоляции должны контролироваться следующие технологические операции: вынос опорных точек, разбивочных осей в натуру; зачистка конструкций; контроль параметров применяемых видов гидроизоляции; изготовление гидроизоляции; устройство защитной системы для гидроизоляции, прохождение коммуникаций через гидроизолированную поверхность.

6.5.8 Во время окончательной приемки гидроизоляции необходимо проверить данные испытаний использованных материалов, акты промежуточной приемки и рабочую документацию (журналы работ, исполнительные чертежи и т.п.).

6.6. Контроль качества и приемка работ

6.6.1 Контроль качества устройства фундаментов и подземных конструкций при реконструкции предусматривается в проектной докуметации и включает в себя технический контроль и контроль качества применяемых материалов и конструкций.

6.6.2 В состав технического контроля в соответствия с МГСН 2.07-97 входят:

а) проверка фактического соответствия грунтов указанным в проекте, положения сооружения на местности и общей компоновки плана;

б) проверка исполнительного генплана площадки с отражением всех изменений, внесенных за время реконструкции;

в) проведение измерений осадок реконструируемого сооружения;

г) проверка устойчивости бортов и днищ котлованов вблизи реконструируемого здания, методов временных креплений откосов, влияния вскрытия котлованов на соседние сооружения;

д) проверка наличия утечек из коммуникаций канализации и водоснабжения;

е) установление контроля за работой водопонизительной системы, выявление возможной суффозии грунта и химического состава подземных вод;

ж) проверка системы сброса каптируемых вод;

з) контроль пьезометрических уровней в водоносных горизонтах;

и) проверка наличия трещин, осадок и деформаций здания или сооружения, наличия просадок грунта вблизи реконструируемого здания, установление их возможной связи с геологическим строением участка или с техногенными факторами.

6.6.3 Контроль качества материалов и конструкций подразделяется на: входной, операционный, инспекционный и приемочный.

6.6.4 Входному контролю подлежат все материалы и изделия, используемые при реконструкции.

6.6.5 Операционный контроль выполняется в процессе производства работ по реконструкции службой технического надзора заказчика с участием авторов проекта и исполнителей работ.

В зависимости от сложности геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, назначения и технического состояния реконструируемого здания или сооружения, а также условий производства работ объемы операционного контроля рекомендуется увеличить в 2-3 раза по сравнению с новым строительством. При этом целесообразно использовать методы и средства неразрушающего контроля в соответствии с Приложением 2.

6.6.6 Инспекционный контроль выполняется в процессе реконструкции по требованию Заказчика или автора проекта.

6.6.7 Приемочный контроль выполняется по завершении реконструкции здания или отдельных этапов реконструкции. По его результатам принимается документированное решение о пригодности к эксплуатации или выполнении последующих работ.

7. Закрепление грунтов и фундаментов

7.1 Общие положения

7.1.1 Закрепление грунтов и фундаментов способом инъекции химических растворов и цементных суспензий широко применяется при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки.

7.1.2 Цементация зоны контакта подошвы фундамента с грунтом.

Цементация контакта "фундамент-грунт" выполняется при наличии пустот под подошвой фундамента, образующихся в результате суффозии грунта при прорывах вод их водонесущих магистралей, а также при неравномерных осадках грунта и фундаментов на локальных участках здания.

При химическом закреплении грунтов под фундаментами цементация на контакте подошвы с основанием применяется в качестве вспомогательного мероприятия против возможных утечек закрепляющих реагентов.

7.1.3 Усиление основания при углублении фундаментов.

При реконструкции зданий в связи с увеличением нагрузок на основание, а также со строительством подвальных помещений или заглублением существующих возникает необходимость переноса подошвы фундаментов на более глубокие, более прочные слои основания.

В песчаных грунтах углубление фундаментов без их вскрытия выполняется путем химического закрепления, с применением составов растворов, преобразующих сыпучий песчаный грунт в камнеподобный материал с пределом прочности на одноосное сжатие до 5-10 МПа. При необходимости опорная площадь углубляемого фундамента может быть увеличена.

7.1.4 Устройство под зданием плиты из закрепленного грунта.

В прошлом при строительстве соборов и церквей, а также некоторых зданий осуществлялась забивка в основание коротких деревянных свай длиной порядка 1 м. Эти сваи, со временем сгнивая, являлись одной из причин неравномерных осадок фундаментов таких зданий и соборов.

Нагнетание растворов для закрепления разуплотненных грунтов основания и ликвидации пустот от сгнивших свай, при отсутствии условий для производства работ изнутри помещения, выполняют снаружи здания по "горизонтальной" технологии. Суть "горизонтальной" технологии состоит в том, что инъекцию закрепляющих растворов производят через инъекторы-трубы, вдавливаемые под фундаменты здания горизонтально или с некоторым наклоном из специально оборудованных для этих целей технологических выработок (траншей, штолен, колодцев). При высокой плотности размещения фундаментов закрепление грунта производится под всем зданием в виде сплошной плиты. При необходимости трубы-инъекторы могут быть оставлены в закрепленном массиве в качестве арматуры.

7.1.5 Закрепление грунтов при реконструкции городских инженерных коммуникаций, связанных с реконструкцией.

При реконструкции и перекладке инженерных сетей в стесненных условиях городской застройки, производимой с разработкой глубоких траншей открытым способом, как правило, возникает необходимость защиты близко расположенных зданий, подпадающих в зону влияния выработок, от неравномерных осадок их фундаментов.

Химическое закрепление грунтов в этих случаях способно предотвратить возможные неравномерные осадки таких зданий.

Закрепление грунтов производится по одному из двух вариантов.

По первому варианту закрепляются грунты непосредственно под фундаментами здания. По второму варианту между выработкой (траншеей) и фундаментами здания создается защитная стенка из закрепленного грунта.

Выбор вариантов закрепления осуществляется на основании сравнения технико-экономических расчетов.

7.1.6 Химическое закрепление грунтов может применяться для создания пристенной наружной гидроизоляции подземных конструкций реконструируемых зданий, а также для ликвидации очагов водопритока в ограждающих стенках котлованов.

7.1.7 Производство работ по химическому закреплению грунтов допускается только по утвержденному проекту, разработанному специализированной проектной организацией или подразделением, имеющим специалистов по химзакреплению грунтов и опыт проектирования таких мероприятий.

7.1.8 Проектирование инъекционного химзакрепления грунтов осуществляется на основании материалов специальных инженерно-геологических изысканий и исследований, а также рекомендаций исследовательских организаций по способу закрепления, составу растворов, прочностным и фильтрационным свойствам закрепленных этими растворами грунтов.

7.2. Способы закрепления грунтов

7.2.1 Инъекционное закрепление распространяется на грунты, обладающие достаточной водопроницаемостью, включая песчаные, крупнообломочные, трещиноватые, скальные и полускальные грунты.

7.2.2 Для закрепления грунтов применяется 9 способов, согласно таблице 7.1, с указанием их основных характеристик.

Таблица 7.1

Основные способы химического закрепления грунтов

7.2.3 Выбор конкретного способа (рецептура) закрепления зависит от целевого назначения конструкции из закрепленного грунта, предъявляемых к ней и к закрепленному грунту требований по прочностным и физическим показателям, а также долговечности.

7.3. Материалы для закрепления грунтов

7.3.1 Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способами силикатизации, смолизации и цементации, должны удовлетворять требованиям и техническим условиям действующих стандартов на силикат натрия (жидкое стекло), хлористый кальций, ортофосфорную, кремнефтористоводородную кислоты, алюминат натрия, этилацетат, контакт Петрова и другие реагенты.

Перечень ГОСТов и ТУ на некоторые технические материалы, применяемые при химическом закреплении грунтов, приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2

ГОСТы и ТУ на материалы и реактивы

7.4 Проектирование закрепления

7.4.1 В соответствии с решаемой задачей выбирают вид конструкции заглубленных устройств из закрепленных грунтов, назначают конструктивную схему закрепления.

7.4.2 Размеры конструкций устройств из закрепленных грунтов, их местоположение в естественной грунтовой среде и требования к прочностным, деформационным и другим свойствам закрепленных грунтов при расчете на основное и особое сочетание действующих нагрузок устанавливают в проекте расчетами по двум предельным состояниям, руководствуясь СНиП 2.02.01-83*.

7.4.3 На основании лабораторных исследований определяются особенности технологии, состав и объем необходимых материалов на единицу объема закрепляемого грунта.

7.4.4 В зависимости от вида грунта, его водопроницаемости и других данных выбирают расчетный радиус закрепления (в соответствии с таблицей 7.1), длину действующей части инъектора или инъекционной скважины, в пределах от 0,5 до 1,5 м, и производят расчет параметров инъекции, определяют объем закрепления и потребность в материалах.

7.5. Производство работ по закреплению грунтов

7.5.1 Основными элементами производства работ по закреплению грунтов инъекционными растворами согласно принятой технологии являются следующие виды работ:

- приготовление рабочих реагентов и составов (химических растворов или цементных суспензий);

- погружение инъекторов (или бурение) и оборудование инъекционных скважин;

- нагнетание закрепляющих реагентов в грунты;

- извлечение инъекторов или ликвидация инъекционных скважин.

7.5.2 Возможны две разновидности технологии внедрения закрепляющих реагентов в грунты:

- вертикальная технология, при которой нагнетание реагентов осуществляется через вертикально или наклонно заглубляемые инъекторы или инъекционные скважины, сверху вниз, с открытой поверхности земли, с мостков или с полов помещений;

- горизонтальная технология, когда нагнетание реагентов осуществляется через горизонтально, или несколько наклонно заглубленные инъекторы и скважины из специально оборудованных для этой цели технологических выработок (траншей, штолен, колодцев).

7.5.3 Разбивку мест размещения инъекторов или инъекционных скважин в плане надлежит производить от основных осей сооружения, как правило, с допустимыми отклонениями не более 3%, если в проекте в связи с особыми условиями не установлены более значительные допуски.

7.5.4 До начала работ должны быть установлены и учтены в проекте организации производства работ месторасположение подземных коммуникаций (водопровод, канализация, кабельная сеть, телефон, газ и др.) и состояние сооружений, расположенных в зоне закрепления грунтов. Закрепление грунтов в условиях застройки без согласования соответствующих служб не допускается.

7.5.5 Выполнение работ по закреплению грунтов, а также сопутствующих им мероприятий и работ по контролю качества закрепления должно сопровождаться фиксацией исполнения проектных параметров и результатов контрольных работ в соответствующих журналах работ и в другой исполнительной документации в установленном порядке.

7.5.6 При производстве работ по закреплению грунтов под существующими сооружениями, особенно в случае реконструируемых архитектурных памятников и старых жилых зданий, должна быть предусмотрена и обеспечена возможность выполнения вспомогательной цементации на контакте фундаментов и грунтов.

7.5.7 Нагнетание реагентов в грунты через инъекторы согласно технологии производится отдельными единичными инъекциями (порциями) определенного расчетного объема (массы), обеспечивая заданные проектом форму, размеры и монолитность закрепленного массива. В однородных по проницаемости грунтах нагнетание в них реагентов через инъекторы по глубине следует производить единичными инъекциями в последовательном порядке от устья в глубину, или после предварительного погружения инъектора на полную глубину в порядке из глубины к устью. Тот или иной порядок назначается проектом в зависимости от конкретных грунтовых условий и характеристик закрепляемого массива.

7.5.8 Закрепляющие реагенты (растворы и газ) должны нагнетаться в грунты медленно и равномерно. Применяемые при этом величины расходов и давлений не должны вызывать в грунтах разрывов и выходов реагентов.

Для химических растворов величина расхода через инъектор или заходку в скважине не должна превышать 5 л/мин при максимальном давлении 0,5 МПа.

7.5.9 В случаях возникновения в процессе инъекции разрывов в грунтах, с выходами растворов или гелеобразующих смесей на поверхность, или в подвалы и коммуникации через трещины и полости в фундаментах при закреплении грунтов под существующими сооружениями, необходимо во всех случаях нагнетание реагентов прекратить и выполнить сообразно конкретным условиям мероприятия по ликвидации прорывов: перерыв в работе на время отверждения смесей, тампонаж разрывов глиноцементными растворами, вспомогательная цементация на контакте фундамента с основанием, снижение давления при нагнетании, устройство дополнительной пригрузки.

При этом часть реагента, недозакачанная в данную заходку вследствие прекращения нагнетания, должна быть восполнена нагнетанием в соседние заходки.

7.5.10 При силикатизации и смолизации грунтов, если это предусмотрено проектом, должна быть обеспечена возможность оставлять в закрепленном массиве забивные инъекторы или трубы манжетно-тампонных инъекторов в качестве материала армирования закрепленных массивов.

7.5.11 При погружении инъекторов и бурении инъекционных скважин необходимо применять кондукторы, шаблоны и другие направляющие, способные обеспечить минимальные отклонения скважин от проектных направлений.

Допустимые линейные отступления инъекторов и скважин на максимальной глубине в результате их отклонений от проектных направлений не должны превышать 1% от их глубины при глубинах погружения до 5 м и 0,5% - при глубинах свыше 5 м.

7.6. Оборудование для закрепления

7.6.1 Оборудование, механизмы и другое снаряжение, предназначенное для применения при закреплении грунтов (буровые установки, перфораторы и отбойные молотки, гидравлические и механические домкраты, забивные и манжетно-тампонные инъекторы, насосы и нагнетательные установки, емкости для приготовления и хранения растворов, системы трубопроводов, контрольно-измерительная аппаратура) должны удовлетворять следующим специальным требованиям:

а) обеспечивать установленные проектом параметры погружения в грунты и извлечение из них инъекторов, бурение и оборудование инъекционных скважин, давлений и расходов при нагнетании;

б) при использовании агрессивных к металлу реагентов предусмотреть применение инъекционного оборудования, емкостей и трубопроводов из антикоррозийных материалов;

в) конструкции ннъекторов должны обеспечивать равномерное по их длине поступление в грунты реагентов при проектных давлениях и расходах, а также не допускать засорения инъекторов шламом при их погружении и при нагнетании реагентов;

г) габариты оборудования для закрепления грунтов под существующими сооружениями должны обеспечивать возможность выполнения работ в стесненных условиях.

7.6.2 Для работ по нагнетанию растворов в грунт применяются забивные гидравлические и пневматические инъекторы диаметром перфорированной части 32-38 мм, длиной 500 мм, бетоноломы с давлением воздуха 0,5-0,7 МПа, перфораторы ручные и пневматические на давление до 0,6 МПа.

7.6.3 Для бурения инъекционных скважин могут применяться буровые станки, обеспечивающие бурение скважин диаметром до 190 мм.

7.6.4 Для нагнетания растворов в грунт применяются плунжерные и поршневые насосы, обеспечивающие расход до 1 м/ч и давление до 1 МПа.

7.7. Контроль качества

7.7.1 Контроль качества работ по закреплению грунтов всеми способами должен устанавливать соответствие или несоответствие требованиям проекта качества формирования заглубленных массивов из закрепленных грунтов и обеспечивать предупреждение возникновения отклонения от проекта.

7.7.2 В условиях исключительной скрытости и естественной неоднородности грунтовых условий качество закрепления грунтов надежно обеспечивается выполнением следующего комплекса мероприятий и условий:

- проверкой качества применяемых исходных материалов и использованием материалов, имеющих заводскую документацию;

- операционным контролем качества непосредственно применяемых рабочих материалов, опытной проверкой правильности заложенных в проект параметров закрепления и технических условий на производство работ;

- непосредственной проверкой исполнения требований проекта в отношении качества закрепления грунтов с применением специальных методов испытаний и контроля.

7.7.3 Операционная проверка качества рабочих материалов осуществляется путем систематических определений или измерений соответствующих характеристик применяемых при производстве работ материалов. При инъекционном закреплении грунтов это измерения плотности и температуры растворов, а также контроль за допускаемым давлением и расходом при нагнетании их в грунты.

7.7.4 Непосредственный контроль и опытная проверка исполнения требований проекта по качеству закрепления грунтов в отношении сплошности и однородности закрепления, формы и размеров закрепленного массива, прочностных, деформационных и других физико-механических свойств закрепленных грунтов обеспечивается следующими мероприятиями:

- вскрытием области закрепления контрольными шурфами и скважинами с их обследованием, отбором проб и лабораторными определениями характеристик закрепляемых грунтов;

- испытаниями закрепленного массива статическим или динамическим зондированием;

- исследование области закрепления геофизическими методами;

- при инъекционном закреплении грунтов - оснований или фундаментов действующих сооружений - проведением инструментальных наблюдений за осадками фундаментов и другими деформациями, до, во время и после закрепления, а также нагнетанием воды в контрольные скважины.

7.7.5 Состав мероприятий и объемы контрольных работ по всем мероприятиям, в том числе количество контрольных шурфов и скважин, устанавливается проектом.

7.7.6 Приемка законченных работ по закреплению грунтов должна установить соответствие фактически полученных результатов закрепления с требованиями проекта. Учитывая скрытый характер работ, указанное соответствие устанавливается сопоставлением проектно-сметной, исполнительной и контрольной документации.

При сдаче законченных работ кроме проекта должны быть представлены следующие технические документы:

- заводская документация или документы с результатами контроля качества применяемых исходных материалов, а также проверки рабочих журналов производства основных работ;

- акты вскрытия контрольных шурфов, журналы контрольного бурения и результаты определения физико-механических свойств закрепленных грунтов;

- план и разрезы закрепленного массива с обозначением месторасположений средств закрепления (инъекторов, скважин) и их действующих элементов в плане и по глубине с исполнительными данными по закреплению;

- документация с результатами контроля грунтов методами зондирования или геофизическими методами;

- ведомости и графики инструментальных наблюдений за осадками фундаментов сооружений при закреплении грунтов.

7.7.7 Работы по химическому закреплению грунтов инъекцией должны производиться с соблюдением норм и правил противопожарной охраны и техники безопасности, предусмотренных действующими СПиП по технике безопасности в строительстве, а также положений о безопасности эксплуатации газовых, компрессорных, гидравлических установок в условиях действующих предприятий.

8. Особенности работ по водопонижению и водоотливу

8.1 В процессе реконструкции фундаментов зданий, заглубленных сооружений и связанных с ними инженерных коммуникаций возникает необходимость обнажения внешних поверхностей этих объектов, т.е. отрывки котлованов для производства гидроизоляционных работ, выполнения мероприятий по устранению нарушений целостности конструкций или для их усиления.

Проект водопонижения и дренажа площадки реконструируемого здания является составной частью общего проекта подземной части здания или сооружения и может использоваться для устройства постоянного дренажа.

8.2 Мероприятия по защите траншей от воды должны быть представлены в проектной документации с учетом:

- местных геологических и гидрогеологических условий;

- существующих неблагоприятных техногенных факторов (возможность утечек из близрасположенных водонесущих коммуникаций, уклонов в сторону траншеи, окружающей строительный объект, отсутствие организованного отвода осадков с крыши здания и т.п.);

- обеспечения нормальной эксплуатации сооружения в строительный период;

- наличия рядом расположенных сооружений, на которые может неблагоприятно отразиться снижение УПВ на участке, прилегающем к траншее.

Проект защиты траншей от затопления должен содержать:

- выбор способа защиты;

- общее устройство системы водопонижения и технологию выполнения защитных мероприятий;

- предотвращение оплывания борта траншеи или возникновения суффозионных процессов;

- места сброса каптированных вод;

- результаты гидравлических расчетов;

- чертежи конструкций водопонизительных, отводящих и ограждающих устройств;

- спецификации необходимого оборудования и материалов;

- решения по энергоснабжению;

- объемы работ и график их выполнения, увязанный со сроками производства строительных работ;

- размещение пьезометров и систему контроля за положением УПВ на стройплощадке;

- контроль за экологической безопасностью окружающей территории;

- систему контроля качества материалов и выполняемых работ;

- порядок сдачи и приемки работ;

- сметную документацию.

8.3 Учитывая относительно небольшую глубину траншеи, вскрывающей подземную часть сооружения, защиту ее от подземных вод следует предусматривать путем водопонижения в прилегающем обводненном грунтовом массиве при помощи водоотлива, дренажа или иглофильтров.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6