Горизонтальное армирование грунтов

Горизонтальное и наклонное армирование грунтов в основании здания при его реконструкции

Эксплуатация здания или сооружения на территории сложенной структурно неустойчивыми грунтами, представляет собой сложную проблему, как в материальном, так и в техническом отношениях.

Проблема заключается в низкой несущей способности и высокой деформативности таких грунтов. Свидетельством этому есть большое количество деформированных зданий и сооружений в разных странах. Для решения этой проблемы всё шире применяется армирование грунтов элементами повышенной жёсткости с целью увеличения несущей способности оснований.

При капитальном строительстве чаще применяется вертикальное армирование, что обусловлено несколькими обстоятельствами:

  • во-первых, грунтовыми условиями, например, когда необходимо укрепить основания на существенную требуемую глубину;
  • во-вторых, к вертикальному армированию более адаптирована выпускаемая промышленностью строительная техника.

Горизонтальное и наклонное армирование грунтов при реконструкции

Однако при реконструкции зданий, когда часто возникает необходимость в повышении несущей способности оснований при надстройке этажей, дополнительном монтаже оборудования и т.п., чаще требуется закрепление грунтов на незначительную глубину в зоне активных деформаций основания здания. В этих ситуациях более эффективным закреплением оснований является горизонтальное или наклонное армирование слоя грунта непосредственно под фундаментами. Такой подход к закреплению грунтов приемлем также для предупреждения осадок деформированных зданий на слабых или обводнённых грунтах.

При реконструкции здания, надстройкой одним-двумя этажами, возможно применение технологии горизонтального или наклонного армирования грунтов основания корневидными сваями. Эта технология предусматривает применение станков горизонтального или наклонного бурения грунтов и базируется на буросмесительном методе закрепления грунтов.

На рис. 1 показана технологическая схема горизонтального армирования грунтов

Рис. 1. Технологическая схема горизонтального армирования грунтов надстраиваемого здания

1 — буровой станок; 2 – полая штанга; 3 – буросмеситель; 4 – грунтоцементная смесь; 5 – вертлюг; 6 – растворонасос; 7 – растворомешалка; 8 – гибкий рукав; 8 – существующие фундаменты реконструируемого здания

На рис. 2 – схема наклонного армирования грунтов

Рис. 2. Схема наклонного армирования грунтов на примере здания со столбчатым фундаментом и с устройством стального каркаса

Суть технологии горизонтального армирования

Вдоль одного из фасадов реконструируемого здания, отрывается котлован на требуемую по расчёту глубину – в зависимости от количества рядов армоэлементов. На дне котлована устанавливается рельсовые настилы для перемещения станка горизонтального бурения вдоль здания. Станок горизонтального бурения (1) оснащен полыми буровыми штангами (2), вначале которых закреплён буросмесительный орган (3), который выполняет функцию буровой коронки для рыхления грунта и перемешивания разрушенного грунта цементной суспензией. При вращении буровой штанги и буросмесительного органа с одновременным осевым перемещением происходит разрушение природной структуры грунта. Одновременно с началом разрушения грунта через вертлюг, которым снабжён станок горизонтального бурения, по полым штангам нагнетается водоцементный раствор требуемой консистенции, который под давлением через отверстия буросмесительного органа перемешивается с грунтом нарушенной структуры. Тщательно перемешанный с цементным раствором грунт затвердевает и становится армирующим элементом повышенной жёсткости.

Суть технологии наклонного бурения

Технология наклонного бурения отличается тем, что не нужно устраивать траншею, достаточно просто знать глубину заложения существующего фундамента и инженерно-геологические условия площадки, чтобы принять необходимые параметры усиления основания. Также, применение наклонного армирования дает возможность устройства дополнительного арматурного каркаса в грунтоцементный элемент для увеличения несущей способности усиленного грунта основания.

Армирование грунта данными двумя методами осуществляется с помощью технологической линии, включающей станок горизонтального бурения, растворонасос и растворомешалку. Приготовление водоцементного или грунтоцементного раствора осуществляется любыми растворосмесителями, которые выпускает промышленность, при условии обеспечения однородности закрепляющего раствора. В качестве растворонасосов могут быть использованы насосы, которые развивают давление 0,5…0,7 МПа.

На фото 1 приведен общий вид траншеи вдоль стены здания, из которой велись работы по усилению грунтов основания горизонтальными грунтоцементными элементами.

Общий вид траншеи вдоль стены здания, из которой велись работы по усилению грунтов основания горизонтальными грунтоцементными элементами

На фото 2 приведен станок в процессе производства устройства горизонтальных грунтоцементных элементов.

Станок в процессе производства устройства горизонтальных грунтоцементных элементов

Армирование грунтов

Армирование грунтов широко используется при строительстве зданий и сооружений на структурно-неустойчивых грунтах, например, лессовых просадочных, слабых и сильносжимаемых водонасыщенных, рыхлых песчаных и насыпных грунтах. Необходимость в нем часто возникает при строительстве на техногенно-измененных территориях.

Основными задачами армирования грунтов являются:

  • устранение просадочности лессовых грунтов;
  • упрочнение и повышение устойчивости оснований, в том числе на оползнеопасных склонах;
  • упрочнение и укрепление насыпей и откосов земляных сооружений, армирование обратных засыпок подпорных стен и повышение устойчивости подпорных стен;
  • исключение выпора грунта из-под сооружений.

Армирование оснований – это мероприятия и технологии, предназначенные для усиления и упрочнения грунтовых массивов с помощью включения в их состав специальных элементов, находящихся в тесном взаимодействии с грунтом, но не связанных с фундаментом конструктивно. Усиление и упрочнение основания можно осуществить за счет введения в толщу грунта элементов повышенной прочности, которые хорошо работают на сжатие или растяжение и имеют высокое сцепление и трение с окружающим грунтом. В грунтовых массивах конструктивное расположение армирующих элементов может быть вертикальным, горизонтальным, наклонным в одном направлении, наклонным в двух и более направлениях, прерывистым и в виде различного ряда ячеистых структур.
В зависимости от физико-механических характеристик грунтов и задач, которые решаются при армировании, выбирается характер расположения армирующих элементов и технология их выполнения. Технология выполнения армирования оснований в значительной степени зависит от характера основания и особенностей напластований грунтов.

Вертикально расположенные армирующие элементы чаще всего применяют для устранения просадочных свойств основания, повышения прочности и устойчивости слабых водонасыщенных, насыпных, рыхлых и других видов грунтов. Армирование вертикальными элементами также целесообразно применять под полами, технологическим оборудованием и для повышения устойчивости насыпей. Расстояния между армирующими элементами принимаются исходя из учета совместной работы с окружающим грунтом и необходимой прочности основания и зависят от физико-механических характеристик грунта и применяемого оборудования.

Методы устройства вертикальных армирующих элементов путем закрепления грунтов силикатизацией, смолизацией или др. химическими материалами, несмотря на их дороговизну, также находят широкое применение при упрочнении и укреплении грунтов оснований, усиления откосов и стабилизации оползнеопасных склонов.

Работы по армированию грунтов Ростов

Компания ПроектДон имеет значительный опыт армирования грунтов основания. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов южных регионов России. Мы занимаемся укреплением грунтов в Краснодаре, Ростове-на-дону, Азове, Ставрополе, Волгодонске и других городах Юга России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8(961) 295 28 55.

Статьи

Эта инновационная технология армирования уже успешно применяется за рубежом. Она является достойной альтернативой таким традиционным материалам для укрепления грунтов, как геосетки, геоматы, георешетки

В настоящее время существует несколько методов армирования грунтовых насыпей, подушек и грунтов оснований. Наиболее распространенными являются следующие:

  • забивка грунтовых гвоздей (гвоздевание)
  • возведение стен – свайных и траншейных
  • внедрение в грунт буроинъекционных анкеров и свай
  • установка песчаных свай и балластных колонн
  • армирование сваями (забивка свайных полей)
  • использование геокомпозитных материалов – пленок, сеток, решеток, матов
Читайте также  Армировочная сетка для пенопласта

Сравнительно новой для России методикой (за рубежом она применяется уже около 10 лет) является применение бетонного полотна производства компании Concrete Canvas Ltd. (Великобритания).

Отличия бетонного полотна и геокомпозитов

Бетонное полотно является рулонным материалом, и по этому признаку его можно отнести к геокомпозитам, которые тоже поставляются преимущественно в рулонах. Однако материал имеет ряд существенных отличий, позволяющих применять его там, где невозможно использовать георешетки, геоматы, геосетки. К этим отличиям относятся:

  • застывание. Полотно Concrete Canvas способно менять свои качества. После смачивания водой гибкий рулонный материал превращается в слой бетона толщиной от 5 до 13 мм.
  • прочность. Полученное покрытие имеет высокую прочность на разрыв, высокую устойчивость к различным механическим нагрузкам, а также к воздействию агрессивных химических сред, температурным перепадам, атмосферным осадкам, ультрафиолетовому излучению. Дополнительную прочность покрытию придают текстильные волокна, которые армируют слой бетона.
  • жесткость. По сравнению с полимерными геокомпозитами, в застывшем состоянии полотно Concrete Canvas отличается жесткостью. Хотя показатели его жесткости гораздо ниже, чем у торкретбетона или железобетонных стенок.
  • монолитность. Отрезки материала соединяются между собой винтами. Поэтому после застывания они образуют монолитную конструкцию, что положительно сказывается на ее прочности и устойчивости. Ни одна георешетка для армирования грунтов такими свойствами, разумеется, не обладает.
  • влагонепроницаемость. Concrete Canvas имеет подкладку из ПВХ, что делает его полностью влагонепроницаемым. Это позволяет успешно осуществлять поверхностное дренирование и избегать вымывания грунта.

Преимущества и недостатки в сравнении с геокомпозитами

Еще одно отличие бетонного полотна от геокомпозитов – возможность укладки на неподготовленную поверхность. В результате отпадает необходимость использовать дополнительные материалы, такие как грунт, песок, щебень, геотекстиль, а сроки выполнения работ существенно сокращаются.

Хотя и у геокомпозитов имеется важное достоинство. Их можно использовать на горизонтальных поверхностях, в то время как полотно Concrete Canvas предназначено преимущественно для армирования наклонных и вертикальных поверхностей. То есть горизонтальное армирование грунтов с использованием этого материала невозможно. Вернее, не оправдано с экономической и инженерной точки зрения.

На горизонтальной поверхности полотно можно применять только в том случае, если на эту поверхность не будут приходиться какие-либо постоянные нагрузки. Например, бетонное полотно нельзя использовать в качестве дорожного покрытия, для укладки на площадках, на которых предполагается размещение грузов. Зато его можно применять для создания различных технических водоемов, шламо- и навозохранилищ, а также для футеровки дренажных канав и ирригационных каналов.

Как происходит армирование слабого грунта полотном Concrete Canvas

Технология армирования слабого грунта с помощью Concrete Canvas предельно проста. Она практически ничем не отличается от укладки обычного рулонного материала.

Полотно раскатывается по поверхности, режется на отрезки нужной длины. Затем отрезки крепятся к поверхности (возможны различные варианты его крепления) и соединяются между собой. Все работы выполняются ручным инструментом. Финальный этап – гидратация. После этого армирование можно считать законченным.

Минимальные сроки укладки – отдельное преимущество Concrete Canvas. В качестве примера можно привести укрепление склона вдоль автомобильной дороги в округе Токио Хатиодзи. Около 160 м 2 материала было уложено на вертикальный склон в течение 5 часов. Работы выполняла бригада из 5 человек.

Бетонное полотно и анкерная система армирования

Для армирования слабых грунтов или грунтов, испытывающих значительную нагрузку, эффективно использование бетонного полотна в комплексе с анкерной системой. Материал может быть использован с любыми видами анкеров, в том числе с буроинъекционными.

При таком комплексном подходе анкеры позволят надежно закрепиться и уплотнить грунт, а бетонное полотно – предотвратить его сползание, а также обеспечить поверхностное дренирование, предотвратить размывание и последующее обрушение.

В качестве заключения

Технология армирования грунтов с помощью бетонного полотна Concrete Canvas имеет широкие перспективы. Она может быть успешно применена для укрепления склонов вдоль автомобильных и железных дорог, берегов, оползневых склонов. Вернее, эта технология уже успешно применяется более чем в 40 странах мира. Российским компаниям еще предстоит оценить все преимущества использования этого инновационного материала, который может составить достойную конкуренцию ставшим уже традиционными геокомпозитам.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: