СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ Российский патент 1994 года по МПК E02D35/00 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для выравнивания осевших зданий, сооружений.

Известен способ выравнивания сооружения, включающий удаление грунта под сооружением путем разработки в грунте основания полости со стороны, противоположной крену, перед разработкой полости устраивают ограждение основания сооружения на расстоянии от него, полость разрабатывают в виде вертикальной траншеи, размещенной между сооружением и ограждением, обращенная к фундаменту стенка которой имеет штрабу, размещенную ниже подошвы фундамента сооружения, а после разработки полости производят выдавливание грунта под сооружением со стороны, противоположной крену, в полость путем сообщения грунту колебаний ультразвуковой частоты [1] .

Недостаток этого способа заключается в его трудлемкости, так как требует большого объема земляных работ и не исключает возможности обрушения грунта в штрабе, особенно в разнородных грунтах, что может вызвать перенапряжение конструкции, и осадка сооружения будет неравномерной.

Известен также способ выравнивания сооружений, включающий образование в грунте скважины сооружения, противоположной крену, замачивание грунта и его перемещение в скважины, в грунте выполняют дополнительные скважины, заполненные дренирующим материалом, и замачивание грунта производят через дополнительные скважины, причем основные и дополнительные ориентируют вертикально и размещают их попеременно с шагом между смежными скважинами, с образованием ряда, расположенного на расстоянии от фундамента сооружения, равном половине шага между смежными скважинами [2] .

Недостаток данного способа заключается в том, что выравнивание сооружения производится только со стороны, противоположной крену, что не дает гарантии при возможной осадке здания и с другой стороны.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ выравнивания здания, сооружения, включающий бурение скважин под осевшей частью здания, сооружения, установку в скважину нагнетательных труб и подачу в скважину через нагнетательные трубы заполнителя, одновременно с нагнетательными трубами в скважинах размещают баллоны, причем нагнетательные трубы, располагают в верхней части сечения скважин, а перед подачей заполнителя баллон заполняют воздухом под давлением до поднятия здания, сооружения на заданную величину и поочередно ступенями сбрасывают в баллонах давление воздуха, при этом подачу заполнителя в скважины производят после каждой ступени сброса давления в нижние части полостей, образовавшихся между соответствующими баллонами при сбросе в них давления и стенками скважин, после чего баллоны извлекают и скважины тампонируют [3] .

Недостаток данного способа выравнивания состоит в том, что с помощью горизонтальных скважин можно устранить только незначительные просадки, совершенно не ликвидируется просадочность грунтов, расположенных ниже горизонтальных скважин, кроме того, устранение просадок предусмотрено только со стороны, противоположной крену здания, сооружения и не гарантируется с другой стороны.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работ, особенно в многослойных просадочных грунтах.

Эта цель достигается тем, что способ выравнивания здания, сооружения включает бурение скважин, устройство под фундаментом полостей, заполнение их инертным материалом и инъектирование твердеющим заполнителем. Устройство опор производят по всему контуру здания, сооружения, путем бурения под каждую опору двух скважин с разработкой между ними щелевой полости (вертикальной) с помощью тройниковой гидронасадки и последующим образованием полости под подземный фундамент с помощью тройниковой и прямой гидронасадок. Полости заполняют инертным материалом с одновременной промывкой чистой водой, инъектируют твердеющим заполнителем, причем все опоры устанавливаются на отметке, соответствующей 1,2-1,5 величины первоначальной просадки здания, сооружения. Работы ведут, начиная со стороны, противоположной крену здания, сооружения, одновременно ведется контроль за процессом выравнивания.

Образование вертикальной щелевой полости между скважинами и полости под опору производят гидроразмывом подачей чистой воды через первую скважину и выносом вымываемой породы через вторую скважину вертикальным и горизонтальным перемещением гидронасадок.

Для образования под фундаментом здания, сооружения полостей заданной конфигурации и размеров используют гидронасадки с двумя типами наконечников. Первый - для образования полости-щели между двумя пробуренными скважинами и полости под дополнительный фундамент в неоднородной среде (строительный мусор, валуны). Второй - для образования полости под дополнительный фундамент в однородных грунтах (пески, супеси, суглинки).

Таким образом, новизна и изобретательский уровень предлагаемого способа заключается в том, что установку дополнительных фундаментов производят по всему контуру сооружения, что крайне необходимо при расположении здания, сооружения на просадочных грунтах, так как одностороннее выравнивание здания, сооружения может оказаться временным, и процесс просадки может продолжаться и дальше.

Возведение дополнительных опор под зданием, сооружением начинают со стороны, противоположной крену, продвигаясь к просевшей части здания, при этом верх всех дополнительных опор, начиная с крайних, расположенных со стороны, противоположной крену, устанавливают на отметке, соответствующей 1,2-1,5 величины первоначальной просадки здания, сооружения. В этом случае происходит постепенная осадка здания сначала со стороны, противоположной крену, а затем и под первоначально осевшей частью.

Способ выполнения опор путем образования под фундаментом здания, сооружения пустот, заполнение их инертным материалом с последующим инъектированием твердеющим заполнителем, без сооружения открытых котлованов под опоры в существующей практике выравнивания зданий, сооружений не встречается.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что способ выравнивания зданий, сооружений возведением опор под здание, сооружение и устройство для его осуществления по сравнению с известными техническими решениями отвечает критериям "Новизна" и "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 показано осевое здание до начала работ по его выравниванию с предполагаемой установкой опор, разрез; на фиг. 2 - план здания с расположением опор; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - процесс образования полости под опору, разрез; на фиг. 5 - схема образования полости под опору.

Предложенный способ осуществляют в следующей последовательности.

На участке работ в непосредственной близости от фундамента здания, сооружения 1 вдоль его контура под каждую опору 2 бурят две вертикальные скважины 3 и 4. После бурения скважин на глубину установки подземного фундамента на конец буровой трубы 5 навинчивают гидронасадку типа тройник и производят гидроразмыв промежутка между скважинами 3 и 4 до образования вертикальной щелевой полости. При наличии в разрабатываемой полости неоднородного грунта (строительный мусор, валуны) этой же гидронасадкой 6 производят гидроразмыв полости под подземный фундамент через скважину 3 челночным движением инструмента снизу-вверх и сверху-вниз с постепенным поворотом гидронасадки вокруг вертикальной оси до достижения необходимых размеров полости.

В однородных грунтах на гидронасадку (тройник) 6 навинчивают прямую гидронасадку 7. Через щелевую вертикальную полость ее опускают на дно забоя и начинают размыв грунта такими же челночными движениями инструмента. Чистая вода и размываемая порода выходят через вторую скважину 4 и попадают в отстойник 8.

После размыва грунта и образования полости заданных размеров через скважину 4 производят загрузку инертного материала с одновременной промывкой чистой водой через основную скважину 3.

Аналогичные операции по устройству опор производят по всему контуру здания, сооружения, начиная со стороны, противоположной крену, одновременно наблюдая за осадкой сооружения до величины, соответствующей 1,2-1,5 первоначальной просадки. После этого производят инъектирование твердеющего заполнителя в последовательности возведения подземных фундаментов.

Расстояние между скважинами устанавливается равным длине прямой насадки, которая в свою очередь должна быть соизмерима с расчетным радиусом подземного фундамента.

Контроль объема разрабатываемой полости ведут по объему вынесенной породы, объему загруженного инертного материала. Контроль за осадкой здания ведут по ранее установленным реперам. Контроль заполнения пустот ведут по выходу твердеющего заполнителя из дополнительной и основной скважин.

Пример. Опытное опробование предлагаемой технологии начато при восстановлении односторонней осадки здания музыкального училища в г. Ашхабаде при следующей последовательности работ. Выявляют величину осадки здания. Бурят под каждую опору две скважины, начиная со стороны, противоположной крену здания, по всему периметру на глубину 6 м. Образуют вертикальную полость между двумя скважинами с помощью тройниковой гидронасадки, присоединяемой к буровой колонне. Разрабатывают гидроразмывом полости под опору с размерами 2х1 м, при этом размываемый грунт через вторую (дополнительную) скважину вместе с раствором направляют в отстойник. После образования полости через вторую скважину в нее загружают инертный материал (мытый песок) с одновременной промывкой чистой водой, при этом объем загружаемого материала был равен объему, при котором верх дополнительного фундамента соответствовал 1,3 величины первоначальной просадки здания. Давление промывочной жидкости на забое составляло 5-8 кг/см² при расходе 4,0-4,5 м³/с. Постоянно наблюдают за осадкой здания. Инъектируют мытый песок цементным раствором, цемент марки 400. Контролируют осадку здания по установленным ранее реперам.

Экономическая эффективность применяемого способа определилась как разность между стоимостью восстановления нормального положения здания с помощью отрывки шурфов и возведения опор открытым способом и стоимостью выправления бурением скважин с устройством опор, опирающихся на гравийно-галечниковые отложения.

Использование: в области строительства. Сущность изобретения: под существующим фундаментом выполняют дополнительные опоры. Для этого бурят скважины, группируя их по две под каждую опору. Затем гидроразмывом образуют вертикальную щелевую полость между сгруппированными скважинами и горизонтальную полость под опору. Заполняют образованные полости инертным материалом с одновременной промывкой чистой водой с последующим инъектированием твердеющего заполнителя. Отметка верха опор соответствуюет (1,2 - 1,5) величины средней просадки здания, сооружения от его центральной оси. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, включающий выполнение опор путем бурения скважин, образования полостей и заполнения их инертным материалом, отличающийся тем, что опоры располагают по всему контуру здания, сооружения, начиная со стороны, противоположной крену, группируя при этом по две скважины под каждую опору, а при образовании полостей разрабатывают вертикальную щелевую полость между сгруппированными скважинами и горизонтальную полость под опору, причем заполнение полостей инертным материалом осуществляют с одновременной промывкой чистой водой с последующим инъектированием твердеющего заполнителя до отметки верха опор, соответствующей 1,2 - 1,5 величины средней просадки здания, сооружения от его центральной оси и при этом осуществляют наблюдение за процессом выравнивания здания, сооружения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разработку вертикальной щелевой полости между сгруппированными скважинами и горизонтальной полости под опору осуществляют гидроразмывом - подачей чистой воды через первую скважину и выносом вымываемой породы через вторую- и горизонтальным перемещением гидронасадок.