набивні (штамповані), що влаштовуються на місці шляхом занурення в ґрунт (вдавленням, забиванням) трубчастих елементів з башмаком, що втрачається, чи днищем, що відкривається, з наступним заповненням свердловини бетоном або розчином по мірі витягування трубчастих елементів;
бурові, що влаштовуються бурінням свердловин з вийманням ґрунту з наступним заповненням їх бетоном.
Підсилення фундаментів буронабивними палями діаметром більше ніж 400 мм застосовується відповідно до ДСТУ-Н Б В.2.1-28 та [2].
Бурові палі діаметром менше ніж 400 мм допускається застосовувати в ґрунтових умовах, що забезпечують стійкість стінок свердловин при бетонуванні стовбура палі.
При діаметрі свердловини 200 - 400 мм бетонування стовбура виконується вільним скиданням бетонної суміші консистенції литва (Пб 4). Армування стовбура в цьому випадку виконується після бетонування свердловини шляхом установлення у свіжоукладений бетон окремих стрижнів або занурення каркаса.
Якщо арматурний каркас встановлюється у свердловину до бетонування, а також якщо діаметр свердловини менше ніж 200 мм, то заповнення останньої бетонною сумішшю чи розчином здійснюється через бетонолитну трубу, опущену у вибій свердловини.
Набивні (штамповані) палі діаметром менше ніж 400 мм допускається застосовувати як у стійких, так і в нестійких ґрунтах.
Бетонування стовбура набивних паль у стійких ґрунтах виконується відповідно до 10.4.19, а в нестійких (що спливають) ґрунтах - під тиском бетонної суміші або глинистого розчину, що перевищує тиск ґрунту на рівні низу обсадної труби, що витягається.
При застосуванні буроін'єкційних паль для підсилення фундаментів рекомендується керуватися вимогами ДБН В.2.1-10 і ДСТУ-Н Б В.2.1-28.
Розрахунок і проектування підсилення фундаментів і основ
Розрахунок і проектування підсилення фундаментів мілкого закладання виконується відповідно до ДБН В.2.1-10.
При збільшенні площі підошви фундаментів необхідно враховувати зростання глибини активної зони основ фундаментів і відмінності деформаційних та міцнісних характеристик ґрунтів під підошвою існуючих фундаментів і під уширениями. Тиск під підошвою фундаменту, що підсилюється, визначається відповідно до додатка А.
Розрахунковий опір ґрунту Rd, кПа, під підошвою існуючого фундаменту з урахуванням ущільнення тиском від фундаменту визначається за фактичними показниками Сц, фц, у(1 несучого шару на глибині до 0,5 м під підошвою фундаменту відповідно до додатка Б.
Для попередніх розрахунків допускається визначати Rd за формулою:
Rd= Romkc, (10.2)
де Ro - розрахунковий опір природного (неущільненого) ґрунту, прийнятий згідно з
ДБН В.2.1-10 як для нового будівництва, кПа;
т - коефіцієнт, що враховує зміну фізико-механічних властивостей ґрунту за період експлуатації будинку (споруди), прийнятий у залежності від ступеня обтиснення ґрунту p/R0.
При p/R0 > 0,8 т = 1,3;
при p/R0= 0,7 - 0,8 т = 1,15;
при p/R0 < 0,7 т = 1,0;
р - тиск під підошвою існуючого фундаменту, кПа;
кс - коефіцієнт, що характеризує зміну стискальності ґрунту і приймається згідно з таблицею 10.1 у залежності від ступеня реалізації граничного осідання фундаменту (відношення розрахункового осідання sd при тиску, що дорівнює розрахунковому, до гранично-допустимого осідання su).
Для пилувато-глинистих ґрунтів з показником консистенції lL> 0,5 і строком експлуатації менше ніж 15 років і для будинків на ґрунтах різних видів у випадку, якщо розрахункове осідання при тиску, що дорівнює допустимому, перевищує 70 % граничного осідання, навантаження допускається збільшувати тільки в межах значень величини Ro .
Якщо в існуючому будинку є тріщини і ознаки нерівномірних деформацій, навантаження на основу під існуючими фундаментами не рекомендується приймати більше ніж Ro.
Таблиця 10.1 - Залежність коефіцієнта кс від ступеня реалізації граничного осідання фундаменту
|
Ґрунт |
Значення коефіцієнта кс при sd/su, що дорівнює |
||
|
0,2 |
0,7 |
||
|
Піски: крупні і середньої крупності |
1,4 |
1,0 |
|
|
дрібні |
1,2 |
1,0 |
|
|
пилуваті |
1,1 |
1,0 |
|
|
пилувато-глинисті: lL <0 lL ^0,5 (при строку експлуатації більше 15 років) |
1,2 1,1 |
1,0 1,1 |
|
|
Примітка. Для проміжних значень кс приймають шляхом інтерполяції. |
|||
При виконанні перевірних розрахунків тисків на ґрунт під підошвою підсиленого поза- центрово навантаженого стовпчастого фундаменту будівель з мостовими кранами вантажопідйомністю 75 т і вище, труб, доменних печей та інших споруд баштового типу, а також фундаментів відкритих кранових естакад із кранами вантажопідйомністю 15 т і вище при розрахунковому опорі ґрунту основи не вище ніж 0,15 МПа епюра тисків на ґрунт під підошвою фундаменту повинна мати трапеїдальну форму з відношенням крайових тисків ртт/рта%> 0,25.
Розрахунок додаткових фундаментів (що розвантажують основні) виконується з урахуванням глибини їх закладання та взаємного впливу з існуючими фундаментами. За необхідності заглиблення нового фундаменту нижче глибини закладення існуючого дотримуються умови (4) ДБН В.2.1-10.
При проектуванні підсилення основ і фундаментів визначаються розрахунком величини прогнозованих осідань з урахуванням зміни розмірів фундаментів у плані і по глибині, зміни навантажень на них, глибини активної зони тощо. При цьому визначається можлива нерівномірність осідань.
Розрахунок і проектування паль і їх основ при підсиленні фундаментів виконується згідно ДБН В.2.1-10. При цьому палі підсилення повинні передавати на основу додаткову частину зовнішнього навантаження, а також запобігати і забезпечувати стабілізацію подальших осідань фундаментів і деформацій наземних конструкцій. Виключення з роботи по ґрунту існуючих фундаментних конструкцій допускається тільки при встановленні їх повної технічної непридатності.
Для підсилення фундаментів застосовуються вертикальні палі. Похилі палі допускається використовувати лише за неможливості влаштування вертикальних паль або за наявності горизонтальних навантажень на фундамент.
Несуча здатність похилої палі за матеріалом стовбура та ґрунтом визначається розрахунком згідно ДБН В.2.1-10 на одночасну дію поздовжньої і горизонтальної сил, що одержують від розкладання вертикального навантаження на палю вздовж і поперек її осі, а також згинального моменту при жорсткому закладанні палі у фундамент.
Крім того, стовбур похилої палі перевіряється розрахунком на згин від тиску ґрунту, що передається від підошви існуючого фундаменту.
Розрахункову несучу здатність палі, що вдавлюється по ґрунту Fd , кН, у непросадних ґрунтах допускається визначати за формулою:
Fd=^^Lk (Ю.З)
їс
де Nc max - зусилля вдавлення палі наприкінці занурення, кН;
ус - коефіцієнт надійності, прийнятий 1,2;
kg t - коефіцієнт, що враховує зміну несучої здатності палі в часі, який визначається у залежності від ґрунтів основи, відповідно до таблиці 10.2.
Величина Ncтак у формулі (10.3) призначається у межах її максимально можливого значення, обмеженого реактивним навантаженням, що допускається на упорні елементи, вантажопідйомністю домкратів (гідроциліндрів), що застосовуються для вдавлювання, і несучою здатністю палі по матеріалу.
Таблиця 10.2 - Значення коефіцієнта kgt
|
Ґрунт, у який заглиблені нижні кінці паль |
Ґрунт, що прорізується палями |
Значення коефіцієнта kg t |
|
Піски крупні, середньої крупності і дрібні |
Піски крупні, середньої крупності і дрібні |
0,9 |
|
Пилувато-глинисті ґрунти при показнику консистенції: lL< 0,2 |
0,95 |
|
|
0,2< lL <0,5 |
1,1 |
|
|
lL >0,5 |
1,2 |
|
|
Пилувато-глинисті ґрунти |
Пилувато-глинисті ґрунти при показнику консистенції: lL< 0,2 |
1,0 |
|
0,2< lL <0,5 |
1,15 |
|
|
lL >0,5 |
1,25 |
У всіх випадках прийняту в проекті несучу здатність паль рекомендується підтверджувати статичними випробуваннями дослідних паль відповідно до ДСТУ Б В.2.1-1.
Розрахунок і проектування упорних елементів, що передають навантаження на палі від несучих конструкцій будинку, що підсилюється, виконується відповідно до ДБН В.2.6-98 і ДБН В.2.6-162.
Особливості проектування і виконання робіт із підсилення основ і фундаментів на просадних ґрунтах
На майданчиках, складених просадними ґрунтами, склад вихідних інженерно-геологічних даних, передбачених ДБН А.2.1-1 і даним стандартом, рекомендується доповнювати:
даними обстеження будинку (споруди) з виявленням його деформацій (нерівномірних осідань, тріщин, кренів, прогинів, вигинів, відколів, місцевих аварійних ушкоджень конструктивних елементів тощо) в ув'язуванні з зонами можливого (чи встановленого) обводнювання основи, вводами водоносних і теплових мереж, випусками каналізації, зовнішніми джерелами і приміщеннями з постійним неконтрольованим розливом води (душовими, умивальниками, туалетами), ділянками цеху з технологічним регулярним розливом води тощо;
даними геодезичних спостережень за деформаціями будинку (споруди);
даними про деформації сусідніх будинків (споруд), що знаходяться в аналогічних інженерно- геологічних умовах, і відомостями про виконання на них ремонтно-відновлювальних робіт і їх ефективності.
При виконанні інженерно-геологічних вишукувань враховується фактичний напружений стан ґрунтів основи, що визначається згідно з додатком 7 частини II ДБН В.1.1-5.
Розрахункові характеристики ґрунтів рекомендується визначати за даними лабораторних чи штампових випробувань з урахуванням гілок навантаження чи розвантаження як при природній вологості, так і в замоченому (водонасиченому) стані згідно з додатком 5 частини II ДБН В.1.1-5.
Дані інженерно-геологічних і гідрогеологічних вишукувань на майданчику об'єкта підсилення зіставляються з даними аналогічних вишукувань, на основі яких розроблялися проекти підсилення об'єктів, з метою виявлення взаємозв'язку між їх деформаціями і зміною (погіршенням) фізико-механічних властивостей ґрунтів основи за період експлуатації об'єктів.
Вибір способу ремонту або підсилення фундаменту існуючого будинку (споруди), який зведений на просадних ґрунтах і має наднормативні деформації, що перешкоджають його нормальній експлуатації, а також при реконструкції будинку (споруди) рекомендується виконувати з урахуванням:характеру прояву деформацій наземних конструкцій (наростання, загасання, стабілізації, періодичності їх прояву - сезонного, регулярного, аварійного, одно- чи багаторічного тощо);
типу будинку (споруди) за характером виробничого процесу та ймовірністю обводнювання ґрунтів основи, у тому числі:
будинків (споруд) з технологічним процесом, що супроводжується регулярним розливом води чи водяних рідин на окремих ділянках або всій площі;
будинків (споруд), що не мають технологічного процесу з регулярним розливом води й інших рідин, але оснащених водонесучими мережами і пристроями з використанням водомістких технологій, а також приміщення побутового призначення з душовими кабінами, умивальними, туалетами тощо;
будинків (споруд), не оснащених водоносними мережами і пристроями, за винятком систем зовнішнього водовідведення і зливової каналізації, з розташуванням зовнішніх водоносних мереж на відстанях, що перевищують глибину просадної товщі у 1,5 раза;
наявності (відсутності) зовнішніх постійно діючих чи можливих (аварійних) джерел замочування ґрунтів основи (водоймищ, градирень, басейнів, ставків-накопичувачів, відстійників, резервуарів тощо), розташованих поблизу об'єкта підсилення;
тривалого витікання води з несправних водоносних мереж і споруд водопроводу і каналізації, теплопостачання, зливозбірників, випусків зливової і побутової каналізації тощо;
підняття рівня ґрунтових вод (постійного чи сезонного);
щорічного затоплення території забудови паводковими водами;
порушення умов природного стоку атмосферних і талих вод унаслідок відсутності необхідного вертикального планування забудованої території;
