Управление неравномерными осадками зданий на ленточных фундаментах, а так же восстановление их первоначального проектного положения и несущей способности является, в настоящее время, существенными проблемами при эксплуатации промышленных и гражданских зданий.
Особенно данные проблемы актуальны для промышленных зданий в связи с особыми условиями эксплуатации (повышенные динамические нагрузки, агрессивные среды и т. д.) и общего износа фонда зданий и сооружений предназначенных для нужд промышленности. Вследствие неравномерных осадок, в раме может возникнуть неблагоприятное напряженное состояние, которое приводит к потере устойчивости и прочности, и способствует появлению аварийных ситуаций на производстве. Важно создать такие конструкции, в которых возможна была бы регулировка напряженного состояния.
Работы в этом направлении ведутся на кафедре “Строительные конструкции” ПГУАС под руководством заслуженного изобретателя России Нежданова К. К.. Им с аспирантами и студентами были предложены ряд методов управления осадками здания, восстановление первоначального проектного положения и несущей способности. [1], [2], [3]
Рассмотрим один из таких методов, на который получен патент РФ. [4]
На наружной и внутренней поверхности осевшего участка стены и ленточного фундамента, сверлят в стене сквозные горизонтальные отверстия, делают пропилы для упоров, снабжённых столиками под углом α = 60…45º к горизонтали.
Закрепляют на стене двусторонние упоры из швеллеров, вводя полки швеллеров в пропилы, пропускают сквозь отверстия в упорах и в стене шпильки с нарезкой.
Рис. 1.
Удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения, отсыпают массивы из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента, укладывают на эти массивы опорные плиты.
Устанавливают на плиты контрфорсы под углом α = 60…45º к горизонтали и соединяют их базы с плитами, а оголовки с упорами, при этом плиты выполняют с симметричными относительно их центра отверстиями для впрессовывания через них сыпучего рабочего тела.
В нижней части контрфорса устанавливают домкратную балку, для взаимодействия с гидродомкратами импульсного действия, которые устанавливают соосно с отверстиями в плите с образованием симметричной пары относительно контрфорса между домкратной балкой и плитой.
Фланцы плунжеров гидродомкратов импульсного действия соединяют с домкратной балкой, а их опорные фланцы упирают на сыпучее рабочее тело — в отверстие в плите контрфорса, тем самым образуют арку с упорами в её замке.
Включают пульсирующую насосную станцию в обычном или пульсирующем режиме и синхронно подают давление масла в гидродомкраты.
Нагружают каждую усиливающую арку, разгружают старый фундамент, сжимают и упрочняют грунтовое основание под плитами контрфорсов, полностью разгружают старый фундамент до образования щели под упорами в старом фундаменте.
Устанавливают с двух сторон от каждого гидродомкрата импульсного действия между плитой контрфорса и домкратной балкой стопоры из столбиков, закрепляют стопоры к плитам контрфорсов, синхронно разгружают гидродомкраты импульсного действия каждой арки.
Устраивают ниши в старом фундаменте под упорами, для гидродомкратов и монтируют в эти ниши гидродомкраты, отделяют блок разгруженного фундамента осадочными швами с двух сторон, включают гидродомкраты этого блока, упрочняют этим грунтовое основание под ним и увеличивают раскрытие щели над осадочным блоком.
Забивают страховочные клинья в щели над осадочным блоком, инъецируют в щели пластичный раствор, плотно заполняют их и после схватывания раствора, демонтируют гидродомкраты, оставляя ниши для них открытыми.
На Рис. 1 показан усиляемый фундамент 1 из фундаментных блоков или бутовый. В осевшем участке стены 2 или ленточного фундамента, сверлят сквозные горизонтальные отверстия 3 и делают пропилы 4 для полок упоров 5 из швеллеров 6, снабжённых снаружи столиками 7 под углом α = 60…45º к горизонтали.
Монтируют на стену двусторонние упоры 5 со столиками, вводят полки швеллеров 6 в пропилы 4, пропускают сквозь отверстия 3 в упорах и в стене шпильки 8 с нарезкой, и затягивают на них гайки 9, закрепляя упоры на стене. Шпильки устанавливают с шагом (1…2)t, где t — толщина фундамента.
Удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения. Отсыпают массивы 10 из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента. Устанавливают направляющие 11 для плит 12. Направляющие забивают в грунт.
Укладывают на эти массивы 10 опорные плиты 12 под углом α = 60…45º к горизонтали.
В плитах 12 симметрично относительно центра имеются отверстия 13 для впрессовывания через них рабочего тела, например, боя кирпича или щебня. Устанавливают на плиты 12 базы 14 контрфорсов 15 и соединяют их с плитами 12, болтами 16. В нижней части контрфорса установлена домкратная балка 17, пропущенная сквозь его стержень. Домкратная балка 17 предназначена для взаимодействия с гидродомкратами 18.
Фланцы 19 плунжеров соединяют с домкратной балкой 17 болтами 20. Гидродомкраты 18 импульсного действия монтируют между домкратной балкой и плитой контрфорса, соединяя их плунжер с домкратной балкой, а опорный фланец упирают на сыпучее рабочее тело в отверстие в плите контрфорса.
Гидродомкраты соединяют маслопроводами с пульсирующей насосной станцией 21.
Описанный выше метод позволит с минимальными материальными затратами восстановить проектное положение промышленных зданий. В настоящее время ведётся работа в направлении внедрения данного метода в производство.
Литература:
1. Нежданов К. К. Способ рихтовки неразрезных подкрановых балок [Текст] / К. К. Нежданов, А. А. Кузьмишкин, И. Н. Гарькин // Молодой ученый. — 2013. — № 6. — С. 99–102.
2. Нежданов К. К., Нежданов А. К., Карев М. А. Способ ликвидации крена сооружения реактивными контрфорсами. Патент России № 2299952. Бюл. № 15. Опубликовано 27.05.2007.
3. Нежданов К. К., Нежданов А. К., Либаров А. В. «Способ управления напряжённым состоянием рамы двухпролётного здания фундаментами с реактивными двигателями». Патент России № 2 319 811. Е02D 35/00 (2006.01). Заявка на изобретение № 2005 116385/03 (018711). Бюл. № 8. Опубликовано 20.03.2008.
4. Нежданов К. К., Нежданов А. К., Карев М.А, Куничкин П. В. Способ управления неравномерными осадками здания на ленточных фундаментах. Патент России № 2319810, Бюл. № 8.Опубликованно 20.03.2008
