Опыт укрепления фундаментов существующего здания до выполнения работ в рядом расположенном котловане и опыт выполнения работ по креплению котлована с рядом расположенным зданием

Предисловие:

Анализ посещений нашего сайта показал: ~16…20% посетителей смотрели статью: «Опыт применения буронабивных свай-РИТ в сложных грунтовых условиях» более 60% смотрели статью «Крепление глубоких котлованов».  Учитывая это предлагаем Вашему вниманию ниже приведённую статью.

Опыт укрепления фундаментов существующего здания
до выполнения работ в рядом расположенном котловане
и опыт выполнения работ по креплению котлована
с рядом расположенным зданием.

(на примере устройства котлована для строительства гостиницы Мариотт, примыкающего к зданию Центрального Универмага в Воронеже — «ЦУМ-Воронеж» по адресу: проспект Революции, дом 38)

Необходимость усиления фундаментов зданий возникает в случае их физического износа (подробно рассмотрено в [1]) или при недостаточной несущей способности грунтов в их основании. Подробная классификация причин вызывающих необходимость усиления фундаментов и упрочнения грунтов приведена в [2].
Одной из причин усиления фундаментов является строительство подземных сооружений, когда в зону влияния работ по устройству котлована попадают существующие здания.
Проанализируем этот случай, на примере усиления фундаментов существующего здания Центрального универмага (ЦУМ) в городе Воронеж (проспект Революции дом 38) и устройство котлована, глубиной почти 15 м для подземной автостоянки, пристраиваемой к зданию ЦУМа гостиницы Мариотт.

01

Рис.1. Проектируемая гостиница Мариотт (один из первых вариантов), пристраивается со стороны дворового фасада к зданию центрального универмага (здание с колоннами) построено в 1956 г., слева к зданию ЦУМа примыкает историческое здание, построенное в 1880 г и чудом уцелевшее во время боёв за город в 1942-1943 г.г., справа примыкает 4-х этажный жилой дом, построен в середине 60-х годов уже без архитектурных «излишеств», между ЦУМом и жилым домом проезд во двор, над проездом, на колоннах три этажа здания встройки, здесь заканчивается котлован, (новое здание — фотомонтаж).

02

Рис. 2. Современный вид на здание ЦУМ-Воронеж со стороны проспекта Революции (фото январь 2013 г. перед началом работ по усилению фундаментов со стороны улицы).

03

Рис. 3. Общий вид на дворовые постройки и пристройки к зданию ЦУМ-Воронеж, подлежащие сносу (фото 2009 г, взято из интернета, сделано блогером под ником Генералисимус)

04

Рис. 4. Дворовые постройки и пристройки перед сносом (фото март 2012 г, взято из интернета, сделано блогером Генералисимус)

05
Рис. 5. «Это» некоторые называют историческим обликом Воронежа. Без комментариев…

06

Рис. 6. Завершается снос дворовых построек и пристроек, октябрь 2012 г.

Заведующий кафедрой Строительного производства ПГТУ профессор А.Б. Пономарев пишет [3]: «анализ аварий последних лет, произошедших в России и за рубежом, показывает, что свыше 70% «отказов» зданий произошло по причине ошибок на стадии геотехнических работ».
Помня о результатах анализа [3], при проектировании крепления котлована, окружённого плотной застройкой, очень важно:
— создать правильную расчётную модель совместной работы всех элементов геотехнической системы и существующего здания с усиленными фундаментами;
— учесть особенности конкретного случая проектирования (инженерно-геологические условия площадки строительства, размеры котлована, размещение его в плане, наличие действующих и погребённых инженерных коммуникаций и сетей, материалы обследования существующих зданий и т.д.);
— учесть технологические отклонения, допускаемые нормами строительного производства;
— учесть, по возможности, неизбежные отступления и ошибки строителей при креплении котлована;
— учесть, по возможности, неизбежные отступления и ошибки строителей и заказчика, эксплуатирующих крепление котлована;
— Не менее важно, проконтролировать правильное выполнение строительно-монтажных работ по креплению котлована, соблюдение технологической последовательности работ.
— правильно выбрать расчётные комплексы, проверенные на практике строительства подобных объектов, тем более, что заказчик поручил запроектировать крепление котлована при минимально возможной стоимости.
Другими словами, действуем по концепции приемлемого риска: обеспечиваем конструкционную безопасность, т.е в соответствии с высказыванием академика В.А. Легасова – обеспечиваем конструкционную надёжность, с учётом человеческого фактора.

К сожалению, на стадии проектирования, усиления фундаментов существующего здания ЦУМа и крепления бортов котлована не были известны конструктивные особенности здания гостиницы, за исключением разрешённой высоты — 16 этажей. При такой высоте нового здания давление под фундаментной плитой сопоставимо с бытовым давлением на глубине 15 м (при нагрузке 1,8 т/м2 с каждого этажа, умножим на 16 этажей, получим 28,8 т/м2, а природное давление в уровне дна котлована, при средней массе грунта 1,85т/м3, умноженной на 15 м, было 27,7 т/м2, это без учёта давления от ранее существовавших и снесённых построек). При таком давлении никаких дополнительных мероприятий для исключения влияния нового здания на окружающую застройку не потребуется. Если этажность здания гостиницы увеличат, о чём стали распространяться слухи в последнее время, то при проектировании здания гостиницы авторы проекта должны проанализировать и предусмотреть, если потребуется, исключение влияния нового здания на окружающую застройку.

Геологическое строение участка было исследовано до глубины 45 м. В процессе инженерно-геологических изысканий было выполнено 9 разведочных буровых скважин, абсолютные отметки устьев скважин 149,0…149,6 м, в основании выделено 10 инженерно-геологических элемента (ИГЭ).
С поверхности до глубины 2,4…4,3 м вскрыты техногенные грунты (ИГЭ-1), представляющие механическую смесь суглинка, песка, красного кирпича, чернозёма и строительного мусора, отсыпанные более 5 лет назад, слежавшиеся.
Ниже залегают среднечетвертичные аллювиальные песчано-глинистые отложения четвертой надпойменной террасы реки Воронеж (QIIa(4t)II ms), которые представлены суглинками светло-коричневого цвета, в скважинах № 1 и № 2 на глубине 2,4-3,0 м твердыми (ИГЭ-2) по условиям просадочности – первого типа, мощностью 3,1 м, в скважинах №№ 3, 4, 8 и 9 на глубине 3,7-4,3 м полутвёрдыми (ИГЭ-3), мощностью 0,8…1,3 м; в скважинах №№ 1, 3-7 и 9 на глубине 2,9-8,0 м тугопластичной консистенции (ИГЭ-4), мощностью 0,6…1,8 м; в скважинах №№ 1, 3-9 на глубине 4,8-9,3 м мягкопластичной консистенции (ИГЭ-5), мощностью 0,5…1,7 м.
Скважинами №№ 2, 3, 4 и 8 на глубине 5,3-8,7 м, отметки кровли от 140,6 до 143,9 м, вскрыты пески средней крупности, средней плотности (ИГЭ-6), мощностью 1,2…2,5 м, глинистые с линзами суглинка; скважинами №№ 1, 5-7 и 9 на глубине 5,6-6,8 м, отметки кровли от 142,8 до 143,4 м, вскрыты мелкие пески, средней плотности (ИГЭ-7), мощностью 1,7…2,8 м, глинистые с линзами суглинка; всеми скважинами на глубине 7,9-23,2 м, отметки кровли от 125,8 до 141,3 м, вскрыты пески средней крупности, средней плотности, неоднородные (ИГЭ-8), мощностью 3,6…26,1 м; скважинами №№ 1-5 и 8 на глубине 19,0-37,0 м, отметки кровли от 112,0 до 130,1 м, вскрыты пески мелкие, плотные, неоднородные (ИГЭ-9), мощностью 2,0…7,2 м, слабоглинистые; скважинами №№ 1, 2-4, 8 и 9 на глубине 32,4-40,0 м, отметки кровли от 109,0 до 117,1 м, вскрыты пески средней крупности, плотные, однородные (ИГЭ-10) мощностью 1,2…2,5 м. Вскрытые пески имели малую степень водонасыщения.

До разработки проекта усиления фундаментов, в обязательном порядке должно быть проведено тщательное, а неформальное, обследование несущих конструкций здания, фундаментов и грунтов основания, а так же должны быть обследованы конструкции других зданий в ближайшем окружении. Срок давности материалов обследований не должен превышать двух лет. Если здание, требующее усиления, находится в окружении других зданий, необходимо убедиться, не могло ли произойти изменений за время, истекшее после обследований до начала проектирования и начала работ по усилению.
В своей практике неоднократно встречались случаи, когда в центре Москвы без всяких согласований, по ночам ведутся работы по освоению подземного пространства, грунт выносят в мешках и, под видом бытового мусора, вывозят на свалку. На фотографии (Рис. 7.) зафиксировано удаление грунта при незаконном углублении подвала. А когда соседний дом «затрещит» соседи попытаются на Вас свалить вину за деформации дома.

07

Рис. 7. Пока город спит, сплошным потоком спозаранку, в мешках выносят грунт из подвала, углубляя его на этаж, а иногда и на два. «Опасные соседи…»

У зданий, как и у людей, чем старше, тем больше в теле скрытых «болячек», без учёта влияния которых на жизненно важные части здания – несущие конструкции и грунтовое основание, а также влияние «опасных соседей» на основание, можно очень сильно навредить зданию неразумным «усилением».
Часто бывает, что Заказчик, сэкономив на обследовании и не зная причин «болезни» здания, просит срочно усилить фундамент. К сожалению, находятся недобросовестные подрядчики, готовые за «дешево» это сделать. Заказчик, понеся большие расходы, в итоге остается без денег и с еще более «больным» фундаментом.
Другими словами, прежде чем, что-то делать с фундаментом, необходимо знать историю его болезни, иметь достоверный «диагноз» и только в этом случае можно разработать наиболее оптимальный проект.
Материалы обследования здания ЦУМа были предоставлены. Качество материалов удовлетворительное, конечно, всегда хочется иметь материалы обследования лучшего качества, чем обычно получаем, но приходится довольствоваться тем, что удалось «выбить».
Описание застройки окружающей котлован:
Вдоль юго-восточного борта котлована расположено 5-ти этажное здание центрального универмага «ЦУМ-Воронеж» (3 этажа, плюс мансардный этаж и подвал), см. рис. 6. Здание завершено строительством в 1957 г и введено в эксплуатацию. Расстояние от наружной стены здания до борта котлована составляет 1,2 м, а на участке центральной лестницы, выступающей в сторону котлована, расстояние сокращается до 0,75 м (см. рис. 8).

08

Рис. 8. Расстояние от стены ЦУМа до котлована в зоне центральной лестницы 0,75 м.

Размеры здания ЦУМа по осям 18х54 м. Конструктивная схема здания представляет неполный каркас с наружными и внутренними каменными стенами, железобетонными монолитными колоннами и перекрытиями с продольным расположением балок по колоннам. Сетка колонн 6х6 м, в подвале сечение колонн 50х50 см, выше 40х40 см. Высота подвала 2,34 м, 1-го и 2-го этажей по 4,15 м, 3-го 3,48 м, мансардного 2,47 м. Фундаменты под наружные стены выполнены из бутовой кладки, под колонны каркаса в виде железобетонных подушек. Стены подвала из тёсаного бута, облицованные кирпичом со стороны подвала. В несущих стенах имеются вертикальные трещины шириной раскрытия до 3 мм, на них установлены маячки. Состояние несущих конструкций здания оценено как работоспособное.
С правой стороны, если смотреть со стороны котлована, к зданию ЦУМа примыкает 3-х этажное историческое здание, построенное в 1880 г и являющееся памятником архитектуры (Проспект Революции дом 42/44). Ближний угол здания расположен на расстоянии 5-6 м от угла котлована. Несущие стены здания, выполненные из кирпича на растворе, во многих местах испещрены трещинами с раскрытием до 3 мм. Фундаменты ленточные из бутовой кладки на естественном основании. По результатам обследования часть несущих конструкций здания находится в ограниченно работоспособном техническом состоянии по ГОСТ Р 53778-2010. Мероприятия, предусмотренные проектом крепления бортов котлована, сводили к минимуму влияние котлована и работ по его устройству на это историческое здание.

09

Рис. 9. С правой стороны к зданию ЦУМа вплотную примыкает 3-х этажное историческое здание, построенное в 1880 г и являющееся памятником архитектуры (тёмно-красного цвета). Ближний угол здания расположен на расстоянии 5-6 м от угла котлована. Белые точки на здании ЦУМа это маячки на трещинах.

С левой стороны, если смотреть со стороны котлована, к зданию ЦУМа примыкает 4-х этажный жилой дом, в зоне котлована находится арка для прохода во двор, этажи, расположенные выше, возведены на колоннах.

10

Рис. 10. Жилой дом с левой стороны от здания ЦУМа. Арка закрыта забором.

11

Рис. 11. Вид на арку со стороны проспекта Революции. В арке начали работы по устройству свай-РИТ усиления здания ЦУМа.

С северо-западного угла будущего котлована расположено строящееся четырёх этажное здание с подземным этажом, принадлежащее очень серьёзному заказчику. Бровка борта пионерного котлована, проходила на расстоянии 2 м от входа в это здание. Несущие конструкции здания, включая фундаментную плиту, выполнены из монолитного железобетона. На момент откопки котлована в здании вели отделочные работы.

12

Рис. 12. За забором котлован, бровка борта пионерного котлована, проходит на расстоянии три метра от входа в это здание.

13

Рис. 13. За забором действительно котлован.

Кроме того, в призме обрушения расположена, трансформаторная подстанция и РУ 6/0,4 кВ (см. рис. 14).

14

Рис. 14. На бровке котлована, сразу за забором находится ТП и РП, с лева от забора гаражи автолюбителей.

В призме обрушения расположено 2-х этажное офисное здание (см. рис.15), часть которого заказчик обязал демонтировать, т.к. оно попадало в пределы котлована.

15

Рис. 15. Двух этажное офисное здание с горизонтальным рядом кондиционеров попадало в котлован и по требованию заказчика было частично демонтировано. За ним видно историческое здание, описанное ранее.

16

Рис. 16. С левой стороны в зоне откоса пионерного котлована оказались помещения малого бизнеса. До чего живуч малый бизнес в России, Государство его душит непомерными налогами (одних отчислений в соцфонды тогда было 36% от начисленной зарплаты), и крупный бизнес на них «наезжает» котлованами (мы только крепим борта котлована), а бизнес цепляется, строит лесенки и в таких диких условиях пытаются работать (через окно офиса видно сотрудников).

В дальнейшем выяснилось, что в пределы границ котлована залезла подземная автостоянка соседней высотки (см. рис 17). Это было установлено в процессе разработки грунта в котловане, поэтому проект крепления корректировали по ходу работ.

17

Рис. 17. Крепление котлована неожиданно упёрлось в «левую» подземную автостоянку, на фото в нижнем правом углу видна стена из фундаментных блоков, это несанкционированная подземная двух этажная подземная автостоянка «крутых ребят». Выше ограждения котлована с анкерным креплением и забиркой из досок виден не облагороженный генподрядчиком откос пионерного котлована. В это время Генподрядчик не задумывался где будут стоять башенные краны. Об этом он задумается, когда будут установлены анкеры третьего (нижнего) яруса и потребует запроектировать и сделать сваи-РИТ для башенного крана, фундамент которого врезается в откос пионерного котлована.

Расчет устойчивости бортов котлована, с определением требуемых прочностных параметров конструкций крепления, выполнялся с применением пакета программ Wall-3, разработанной специалистами НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. Эта программа нами используется уже более 10 лет. Расчёты, выполненные по этой программе имеют несколько завышенный запас надёжности, но когда в процессе работ что-то непредсказуемое «отмочит» заказчик, генподрядчик или ещё кто либо, можно быть уверенным, крепление выполненное по этому расчёту выстоит. В статье Крепление бортов котлованов отмечалось: Надёжность, заложенная в программе Wall-3, прощает грубые нарушения качества, допускаемые при выполнении работ по креплению котлована и его эксплуатации.
Оценка влияния устройства котлована на здания окружающей застройки, и установление допускаемых деформаций ограждения котлована, осуществлялся с помощью конечно-элементных комплексов Plaxis и Midas GTS, выполненных инженером-соискателем А.Ю. Татуриным, об этом будет представлена отдельная статья автором расчетов.
После оценки влияния устройства котлована на здание «ЦУМ-Воронеж» был выполнен рабочий проект усиления основания фундаментов сваями-РИТ. Однако в процессе выполнения работ выяснилось, что заказчик не может получить разрешение на устройство свай в части подвала, примыкающей к историческому зданию, построенному в 1880 г (проспект Революции-44) и чудом уцелевшему в годы Великой Отечественной войны. На этом участке, в осях 1-3 первый этаж занимает Альфа-банк, а в подвале размещается банковское хранилище.
Проект крепления котлована вынуждены были корректировать несколько раз, по мере получения новых «вводных». Дирекция «ЦУМ-Воронеж» отказалась разрешить демонтировать в подвале нижнюю разводку отопления магазина, так как магазин зимой функционировал, и, работу магазина решили не прерывать и дальше. Такая вводная потребовала переработать проект размещения свай-РИТ под наружной стеной по оси «Б», предусмотрев сваи только со стороны улицы.
На рис. 18 приведено сечение 1-1, параллельное цифровым осям, на котором наглядно видна картина усиления фундаментов и анкерного крепления котлована.

Рис. 18. Чертёж усиления фундаментов здания ЦУМ-Воронеж. Сечение 1-1, совмещённое с чертежом крепления борта котлована.

Для усиления основания фундаментов ЦУМа было предусмотрено в окончательном проекте 311 свай-РИТ диаметром 200 мм, длиной 13 м под фундаментами со стороны проспекта Революции, под колоннами по 9,0 и 10 м, и до 21 м длиной под фундаментом со стороны котлована. Сваи усиления основания фундамента наружной стены со стороны котлована предусмотрено выполнять с предварительным обжатием вертикальной вдавливающей нагрузкой 20 тс на сваю. Обжатие должно выполняться одновременно двух свай, размещённых по концам балки замоноличенной в стену фундамента.

18 (1)

В осях 1-3 заказчик не смог вынести со стороны котлована действующую канализацию, выходящую из функционирующего ЦУМа, магазина парфюмерии и Альфа-банка. Из-за этого стену со стороны котлована в осях 1-3 вывесить на сваях было невозможно.
Для минимизации и выравнивания осадок здания ЦУМа и примыкающего исторического дома был предусмотрен противодеформационный барьер по техническому решению, защищённому патентом № 2405890 [4]. Комплекс научных исследований, связанных с реализацией этого решения, расчёты и проект выполнил инженер-соискатель А.Ю. Татурин. В зоне не усиливаемых фундаментов было выполнено многоярусное компенсационное глубинное уплотнение грунта разрядами импульсов тока высокого напряжения как снаружи, так и внутри котлована. Об этом подробнее будет изложено А.Ю. Татуриным в специальных статьях.

При оптимизации проекта ограждения борта котлована вдоль здания ЦУМа из всех возможных вариантов был принят самый дешёвый, вариант из труб диаметром 325х8 и 426х8 мм длиной до 22,5 м, повторного применения, погружаемых в пробуренные скважины. Шаг труб 750 – 1000 мм. Между трубами предусмотрена забирка из досок толщиной 40, а с глубины 7 м — 50 мм.
Крепление труб предусмотрено предварительно напрягаемыми грунтовыми анкерами-РИТ в 3-4 яруса шагом от 1,5 до 4 м, в углах котлована, где возможно, предусмотрены распорки. Расчетные нагрузки в анкерах 30-80 тс, испытательная нагрузка 36-96 тс, блокировочные нагрузки 24-64 тс. Корни анкеров размещали за пределами призмы обрушения. Общая длина анкеров была 11-18 м. Каркас анкерных тяг состоял из куска винтовой арматурной стали марки St 950/1050 диаметром 26,5 мм; 32 мм и 36 мм, поставляемой из Германии.
Известно [5], что трубы, свободно установленные в скважины диаметром большим диаметра труб, выдерживают на 25% меньшую нагрузку, чем бурозавинчиваемые трубы, имеющие с грунтом плотный контакт. Заполнение скважины цементным раствором до установки труб, обеспечивает устойчивость стенок скважин и беспрепятственное погружения труб до проектной отметки без динамических воздействий. Раствор, повторяя неровности стенок скважины, после схватывания цемента, обеспечивает значительно большее трение грунта по цементному раствору, чем по металлу. У труб, заполненных цементным камнем прочностью выше 10 МПа, приведённое сопротивление изгибу на ~15% больше, чем у полых труб.

Анкеры запроектированы с наклоном 30° к горизонту, поэтому при натяжении анкеров усилие натяжения, действующее вдоль анкерной тяги, раскладывается на полезную горизонтальную составляющую, удерживающую грунт от смещения в котлован, и паразитную вертикальную силу, которая вдавливает трубы ограждения, даже заполненные внутри цементным раствором. При испытании анкера верхнего яруса нагрузкой 36 тс, вдавливающая сила достигает 4,5 тс, в пересчёте на одну трубу. При испытании анкеров второго яруса нагрузкой 78 тс вдавливающая сила достигнет – 9,75 тс/трубу, а нижнего при испытательной нагрузке 96 тс – 24 тс/трубу. Суммарная вдавливающая нагрузка, приведённая на одну трубу, при испытаниях достигает 38…39 тс. После установки анкеров верхнего яруса на блокировочную нагрузку, вдавливающая сила снижается до 3 тс, среднего яруса до 6,25 тс, а нижнего до 12 тс. Суммарная вдавливающая нагрузка, приведённая на одну трубу, достигает 21…22 тс. На участке где четыре яруса анкеров, при чём, в двух нижних анкеры испытывают нагрузкой по 96 тс, суммарная вдавливающая составляющая достигает 45…46 тс, а после условной стабилизации перемещения анкера и постановки на блокировочную нагрузку 33…34 тс. Под действием вертикальной составляющей происходит «задавливание» труб ограждения котлована в грунт на некоторую величину. При этом, одновременно с погружением трубы снижается величина вертикальной составляющей от усилия в анкерных тягах, а ограждение смещается в сторону котлована на величину примерно равную величине погружения трубы. Горизонтального перемещения ограждения котлована в данном проекте допустить ни в коем случае нельзя.
В проекте принято решение скважины сразу после бурения заполнять цементным раствором, который, ко времени натяжения анкеров наберёт прочность, во много раз больше прочности грунта под нижним концом трубы ограждения котлована и труба будет давить на грунт как свая сечением, равным сечению скважины. Простое заполнение скважин цементным раствором практически не помогает, осадки «бурозаливных» свай под нагрузкой весьма значительны, поэтому было принято решение нижний конец скважин и весь ствол скважин до установки трубы ограждения обрабатывать разрядами импульсов тока (РИТ). В этом случае под нижним концом трубы ограждения создаётся напряжённо-деформированное состояние грунта, как под нижним концом сваи-РИТ. Несущая способность такой сваи длиной от нижнего конца скважины до дна котлована по грунту превышает вертикальную вдавливающую составляющую от усилия в анкерных тягах. Обработка РИТ выше дна котлована компенсирует возможные разуплотнения грунта, возникающие в процессе бурения скважин до их заполнения бетонной смесью или цементным раствором.

19

Рис. 18. Скважины заполняли цементным раствором и обрабатывали электрическими разрядами импульсов тока. В пятитонном контейнере находится ГИТ-60.

Проектом предусмотрен непрерывный мониторинг динамики нагрузок в анкерных тягах со стороны здания ЦУМа, для чего на каждый анкер были установлены датчики системы «РИТА» (разработанные, изготовленные ООО «МПО РИТА»). Кроме того предусмотрено проведение периодических инклинометрических измерений горизонтальных деформаций труб ограждения котлована, для чего установили в массиве грунта, за конструкцией ограждения котлована, шесть труб ПВХ длиной 20 м диаметром 100х3 мм, повторяющие все малейшие деформации ограждения.

20

Рис. 19. Высота подвала ЦУМа = 2,34 м позволяла применять только малогабаритное буровое оборудование, даже после демонтажа большей части перегородок в подвале условия для выполнения работ сохранялись весьма стеснённые.

21

Рис. 20. Усиление основания фундаментов в подвале ЦУМа.

22

Рис. 21. Стеснённость отдельных подвальных помещений еле позволяла в эти помещения втискивать гусеничные буровые станки.

23

Рис. 22. А здесь места хоть «танцуй».

24

Рис. 23. В подвале у наружной стены, расположенной вдоль борта будущего котлована, сделали сваи-РИТ диаметром 200 мм, глубиной 21,0 м, оголовки свай обсадили трубами диаметром 219х6 мм, над сваями, соосно им, просверлили алмазными коронками отверстия диаметром 300 мм для монтажа балок. На фото зафиксирован момент откопки оголовков свай и подготовки траншеи для бетонирования бетонной подготовки ростверка.

25

Рис. 24. Генподрядчик готовит опалубку для бетонной подготовки ростверка в подвале ЦУМа для вывешивания стены здания.

26

Рис. 25. После разработки грунта в пионерном котловане вдоль наружной стены ЦУМа были вскрыты отверстия для монтажа балок. Соосно этим отверстиям со стороны котлована будут изготовлены сваи-РИТ.

27

Рис. 26. Работы по усилению торцевой стены ЦУМа и колонн в арке сваями-РИТ.

28

Рис. 27. Устройство свай-РИТ усиления наружной стены ЦУМа со стороны котлована, размечая их соосно просверленным отверстиям для балок.

29

Рис. 28. Монтаж балок для вывешивания наружной стены. Вид со стороны котлована, вдоль бетонной подготовки видны оголовки труб ограждения котлована, до стены ЦУМа 1,2 м.

30

Рис. 29. Подготовка опалубки для замоноличивания балок.

31

Рис. 30. Опалубки для замоноличивания балок.

32

Рис. 31. Балка замоноличена в стене.

33

Рис. 32. Установка арматуры обвязочного пояса.

34

Рис. 33. Обжатие свай нагрузкой 20 тс/сваю. Одновременно обжимали домкратами две сваи под одной балкой, один домкрат со стороны улицы, другой соосно со стороны подвала. После обжатия к трубе оголовка сваи приваривается сегмет трубы в распор с нижней полкой замоноличенной в стене балки. После снятия домкрата балка будет опираться на сваю через этот сегмент трубы пока не забетонируют обвязочный пояс.

35

Рис. 34. До наступления морозов «оголённый» фундамент утеплили, что бы не проморозить основание под открытым фундаментом.

36

Рис. 35. Со стороны проспекта установили забор, за которым выполняли работы по усилению фундамента наружной стены. За забором работали малогабаритными станками, чтобы не отпугивать посетителей ЦУМа.

37

Рис. 36. После вывешивания наружной стены ЦУМа и бетонирования обвязочного пояса приступили к устройству компенсационных скважин для ликвидации в грунте зон разуплотнения, возникших при устройстве ограждения котлована.

39

Рис. 37. Выполняется компенсационное уплотнение грунта, разуплотненного при бурении и установке труб ограждения котлована (ликвидация технологического разуплотнения).

39

Рис. 38. Кран погружает электродную систему в скважину.

40

Рис. 39. Котлован вдоль стены ЦУМа для установки анкеров верхнего яруса. На переднем плане слева, между трубами ограждения и обвязочной балкой видно вертикальную трубу, установленную для инклинометрических измерений. Хорошо виден ряд оголовков труб ограждения котлована, установить эти трубы ближе к стене здания ЦУМа не позволял карниз крыши, в него упирался вращатель на мачте бурового станка СО-2.

41

Рис. 40. А в ЦУМе светятся окна, значит торговля продолжается.

42

Рис. 41. Заказчик «не может найти» трубы диаметром 426х8 для продолжения работ вдоль ЦУМа.

43

Рис. 42. С левой стороны крепим котлован, устанавливаем анкеры второго яруса. На правой части котлована – нет труб.

44

Рис. 43. С левой стороны крепим котлован, устанавливаем анкеры третьего яруса. На правой части котлована – нет труб.

45

Рис. 44. С левой стороны крепим котлован, устанавливаем анкеры третьего яруса. Для правой части котлована привезли первую машину труб.

46

Рис. 45. С левой стороны котлован откопан до проектной отметки. На правой части «тишина».

47

Рис. 46. С левой стороны готовят основание для устройства подбетонки. На правой части котлована откопали грунт для установки анкеров верхнего яруса.

48

Рис. 47. С левой стороны котлован готова подбетонка. На правой части котлована разрабатывают грунт для установки 2-го яруса анкеров.

49

Рис. 48. С левой стороны готовят опалубку фундаментной плиты.

50

Рис. 49. С левой стороны установили опалубку фундаментной плиты, все готово к установке арматуры фундаментной плиты. На правой части котлована открыли фронт для установки анкеров 2-го яруса.

51

Рис. 50. В забирке оставлены «окна» для установки анкеров на участке монтажа раскосов в углу, предварительное обжатие позволило свести к минимуму последующие деформации.

52

Рис. 51. С левой стороны котлована устанавливают арматуру плиты. На правой части котлована вынуждены на несколько дней организовать круглосуточную работу, чтобы покрыть не расторопность заказчика по поставке труб диаметром 426х8.

53

Рис. 52. На правой части котлована заканчивается установка анкеров 2-го яруса.

54

Рис. 53. Анкерная тяга весит больше 260 кг, мачтой бурового станка помогают устанавливать анкерную тягу. В правом углу котлована, у ЦУМа, будет 4 яруса анкерного крепления, так как крепление выполняется на этом участке без пионерного котлована. До установки раскосов в углу, на каждом ярусе устанавливали анкеры, выполняли их натяжение расчётной нагрузкой и в этот момент устанавливали раскосы, когда вся система ограждения котлована была обжата. Это позволяло свести к минимуму последующие деформации.

55

Рис. 54. А в ЦУМе окна светятся, значит торговля «кипит».

56

Рис. 55. Когда закончили анкерное крепление нижнего яруса, заказчик подумал, что ему нужен второй башенный кран, который решил установить на бровке котлована. Срочно сделали крепление борта в месте установке крана. На фотографии в верху, от центра вправо выполняются работы по креплению борта пионерного котлована, выкопан откос для устройства свай-РИТ, засыпан котлован – сделана узкая насыпная дорога для проезда бурового станка на берму.

57

Рис. 56. Вид сверху на отсыпанную дорогу для проезда бурового станка на берму. Ювелирная работа проехать станку весом 24 т по свежей насыпи высотой 10 м и шириной по верху всего 2,5 м.

а) 58

б) 59

Рис. 57. Устройство свай-РИТ на берме для монтажа крана.

60

Рис. 58. Процесс обработки ствола свай-РИТ электрическими разрядами импульсов тока.

61

Рис. 59. Убирают грунт для последней захватки фундаментной плиты примыкающей к ЦУМу.

62

Рис. 60. Армирование последней захватки фундаментной плиты примыкающей к зданию ЦУМа. Устройство свай-РИТ для крана на берме завершено.

63

Рис. 61. На сваях-РИТ забетонирован ростверк для монтажа крана (на фото слева). Идёт подготовка к монтажу крана.

64

Рис. 62. С двумя кранами работа пошла веселее. Подземное основание высотной части гостиницы Мариотт благополучно «выросло» из глубокого котлована.

65

66

Рис. 63. На каждый анкер, размещённый под ЦУМом, установили по датчику, для измерения усилия в анкерной тяге в реальном времени, конструкция датчика разработана ООО «МПО РИТА». Информацию о нагрузке на анкеры «снимали» каждый час.

Работа выполнена весьма ответственная, в процессе устройства котлована не прекращалась работа ЦУМа, не был нарушен ни один маячок. За хорошую работу заказчик не выплатил последний транш в сумме более 10 миллионов рублей, а обещал платежи проводить по два раза в месяц. И на этом объекте все будет закончено, как всегда, арбитражным судом.

Известный австрийский геотехник, профессор Хайнц Брандль писал [6]: «Говорят, что хирурги хоронят свои ошибки, а геотехники “прячут“ в земле свои успехи. На достижениях геотехников архитекторы возводят здания и получают все лавры. О геотехниках же вспоминают, если что-то работает не так».

К сожалению, заказчик в процессе возведения подземной части здания, не выполнял поярусную засыпку пазух между ограждением котлована и забетонированными наружными стенами, не снимал нагрузку с анкеров и не демонтировал распределительные пояса. Засыпку пазух начал после устройства перекрытия в уровне  отметки 146,04 м, на 3 м ниже дневной поверхности.

Использованная литература:
1. Санжаровский, Р.С., Астафьев Д.О., Улицкий В.М., Зибер Ф. Усиление при реконструкции зданий и сооружений. Устройство и расчеты усиления зданий при реконструкции. – 1998. С-Пб.: С-Пб-й гос.архит.-строит.ун-т. – 637 с.
2. Полищук А.И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. 2004. Томск: Нортхэмптон STT. – 476 с.
3. Пономарев А.Б. Проблемы строительства в условиях плотной городской застройки.// Форум-газета предпринимателей Пермского края: Деловое Прикамье. 26.06.2010.
4. Бахолдин Б.В., Бобков С.В., Еремин В.Я., Еремин А.В., Раянов С.Ф., Сарафанов Н.В., Сигута Ю.В., Татурин А.Ю., Тихонов М.С., Ястребов П.И. Способ глубинного компенсационного уплотнения грунта. Патент на изобретение № 2405890, опубликован 10.12.2010, Бюл. № 34.
5. Буданов В.Г. Исследование взаимодействия подземной части одностоечных свободно стоящих опор с грунтом основания. Автореферат дис.к.т.н. – М.: НИИОСП,1976, с. 24.
6. Брандль Х. Роль инженера-строителя и геотехника в современном обществе. Этические и философские аспекты. Проблемы и рекомендации. В сборнике: «Развитие городов и геотехническое строительство», № 10, С.-Пб., 2006, с. 17-46.

One response to “Опыт укрепления фундаментов существующего здания до выполнения работ в рядом расположенном котловане и опыт выполнения работ по креплению котлована с рядом расположенным зданием

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s