Строительные технологии

Технология возведения подземной части зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Работы по реконструкции и усилению фундаментов связаны с разборкой старых конструкций, что в значительной степени повышает трудоемкость работ и увеличивает сроки их выполнения.

Выбор способов разработки и разрушения старых конструкций зависит от вида материала этих конструкций, их объема и размеров, конструктивных особенностей здания, местных условий, наличия механизмов и т. п.

Монолитные бетонные фундаменты могут быть разрушены средствами разрушающего действия, которые дробят бетон.

Большие массивы монолитных железобетонных фундаментов разрушают средствами разрушающего   или   расчленяющего   действия.

К средствам разрушающего действия относят клин- и шар-молоты, отбойные молотки, бетоноломы, навесные пневмо- и гидромолоты, клиновые . раскалыватели, взрывчатке вещества, взрывогенераторы, пороховые скалоломы, а также устройства, принцип действия которых основан на гидровзрыве и электрогидравлическом эффекте.

Средства расчленяющего ддйствия позволяют разбирать конструкцию на элементы заданных размеров с помощью распиливания, сверления и резки. К механизмам такого действия относят станки с алмазными дисками, сверлильные машины, устройства для срезки головок свай, реактивно-струйные горелки, электрические бо-роздоделы и др,

Кроме средств разрушения фундаментов ППР должны быть представлены механизмы для погрузки продуктов разрушения в транспортные средства. При разрушении фундаментов больших размеров их разделяют на захватки.

Разборка фундамента внутри здания. Фундамент в плане разделен на две захватки, исходя из радиуса действия экскаватора и крана. По высоте фундамент разделен на четыре яруса по 0,5 м из условия оптимальной глубины разрушения гидромолотом.

Разрушение фундаментов с применением взрывов может производиться как на открытых площадках, так и внутри здания. Внутри зданий железобетонные массивы разрушают только «на рыхление».

Для разработки технологии разрушения фундаментов взрывами необходимы следующие данные: размеры и объем конструкций фундаментов, марка бетона, характеристики армирования (диаметр стержней и их шаг), расположение каналов и пустот в массиве, план помещений и расположение конструкций и оборудования, подлежащих защите от взрыва, и сведения о механизмах для разборки фундаментов после взрыва.

При разрушении фундаментов шпуровым методом сразу на всю высоту, глубину шпуров для размещения зарядов принимают равной 0,9 высоты фундамента (рис. 9.2). При послойном разрушении фундамента глубина шпуров должна быть равна толщине каждого слоя, за исключением последнего, в котором глубину шпуров принимают равной 0,9 толщины разбираемого слоя, что позволяет предохранить основание от повреждения.

При расположении горизонтальных шпуров в фундаменте между ними и подошвой фундамента должен оставаться предохранительный слой, равный 0,2—0,5 м. Диаметр шпуров принимают 35—40 мм. Удельный раdход ВВ (аммонит № 6) принимают соответственно равным для фундаментов бетонных 0,5—0,65 и для железобетонных 0,5—0,7 кг/м3.

Для разрушения железобетонных фундаментов может быть использован электрогидравлический эффект Юткина, основанный на высоковольтном импульсном электрическом разряде внутри жидкости, создающем ударные волны. В фундаменте бурят шпуры диаметром 30—40 мм, глубиной до 400 мм, в которые помещают электроды, затем шпуры заливают водой и закрывают деревянными пробками. После подачи на электроды напряжения от электросиловой установки в течение 4—5 мин массив расчленяют на две части. При разрушении массива осколки не разлетаются, что позволяет разбирать фундаменты в действующем цехе.

При разрушении бетонных фундаментов электрогидравлическим  способом применяют установки «Вулкан К-32», «Импульс-4»; «Базальт-1»; «Эгурн» и др.

Для разрушения фундамента с небольшим содержанием арматуры может быть использован гидровзрывной способ, при котором в качестве зарядов используют 6—12 нитей детонирующего шнура (ДШ). Длину нити ДШ принимают 0,65—0,75 глубины шпура. Свободное пространство в шпуре заполняют водой, верхний уровень которой должен быть на 10 см ниже устья шпура для предотвращения бокового разброса осколков.

При разборке фундаментов вручную или с применением пневматических, электрических и гидравлических машин и инструментов следует разрабатывать защитные мероприятия, включающие устройство лесов, защитных ограждений и настилов.

Для уменьшения радиуса разлета осколков при взрывном разрушении фундаментов, когда работы проводят внутри помещений, применяют заряды рыхления с минимально возможным удельным расходом ВВ. Используют также различные укрытия, которые бывают сплошные (из металлических листов, бревенчатые, войлочные) и прерывистые (в виде матов, якорных цепей). Разрушаемый фундамент может быть укрыт мешками с песком, металлической сеткой или огражден щитами толщиной не менее 50 мм, расположенными на расстоянии около 60 см от фундамента.

Выполнение земляных работ наиболее предпочтительно с применением мобильных одноковшовых экскаваторов, снабженных сменным оборудованием. Наиболее удобным органом для выемки грунта из котлована является грейферный ковш, использование которого позволяет отрывать котлованы   с   вертикальными   стенками.

С помощью малогабаритных бульдозеров можно разрабатывать, перемещать, разравнивать грунт, выполнять обратную засыпку, а также зачистку и планировку дна котлованов.

Малогабаритный бульдозер БМ-4 на базе трактора Т-54 В-СГ с повышенным отвалом позволяет выполнять земляные работы, а также перевозить в ковше сыпучие материалы, грунт и бетон.

Для проезда экскаватора устраивают въезд через разобранную стену с пионерной траншеи. Такое решение может быть принято при шаге колонн 12 м. Максимальную глубину котлована, разрабатываемого экскаватором с прямой лопатой, определяют по формуле

В условиях реконструкции  невозможна   разработка   грунта   с   углом естественного откоса.  Поэтому необ:.. ходимо   крепление  вертикальных  откосов выемок.

При отрывке котлована для воспринятая горизонтальных сил, действующих на откосы, устанавливаются распорные конструкции, якоря, рамы или пояса жесткости. В некоторых случаях в качестве якорей используют фундаменты и колонны, расположенные на расстоянии от зоны обрушения грунта в котлован. Распорные конструкции должны находиться до тех пор, пока горизонтальные усилия, действующие на грунт, не будут переданы на стенки усиленного фундамента.

При  выполнении  работ  по  усилению фундаментов вблизи существующих зданий необходимо использовать технологические процессы и машины, при которых не возникают динамические воздействия. Для выполнения подобных работ могут использоваться вдавливание свай, шне-ковое бурение, виброуплотнение грунта, машины для резки бетона и др. При погружении шпунта и свай в результате работы сваебойного оборудования в грунте возникают колебания, воздействие которых может привести к повреждению или разрушению конструкций близ расположенных зданий или сооружений. Степень опасности колебаний при забивке свай существенно зависит от вида и свойств грунта, глубины погружения сваи, расстояния до существующего здания и других факторов. Амплитуды колебаний быстро затухают с увеличением расстояния. Определяющим   фактором   значений   амплитуд являются грунтовые условия. Применение для забивки свай молота меньшего веса также приводит к снижению амплитуд и зоны влияния. С увеличением глубины погружения свай амплитуды могут изменяться в 1,5—2 раза. Для снижения уровня колебаний целесообразно уменьшить частоту ударов и высоту падения молота, увеличить его вес, а также сокращать время «отдыха» сваи в процессе забивки. Снижение уровня колебаний наиболее эффективно при погружении свай в лидерные скважины, в тиксотропной рубашке, путем вдавливания и др.

Бетонирование усиленных подземных конструкций ведется с использованием различных способов и механизмов, на выбор которых существенное влияние оказывают объем укладываемого бетона и стесненность строительной площадки.

В условиях реконструкции целесообразно использовать для укладки бетонной смеси стреловые и мостовые краны, кран-балки, бетоноукладчики, бетононасосы, пневмонагнетатели и др.

Применение ленточных бетоноукладчиков целесообразно при интенсивности бетонирования не менее 30   м3/сут.   В   частности,   они   могут быть предназначены для бетонирования небольших по объему конструкций усиления на строительных площадках, где возможен свободный проезд механизмов и автотранспорта.

Переставные ленточные конвейеры рационально применять при бетонировании значительных объемов работ с большими размерами в плане. При отсутствии подъездов к месту работ для подачи бетонной смеси применяют бетононасосы в сочетании с радиальными или звеньевыми конвейерами.

Вибрационный транспорт применяют для перемещения бетонной смеси вниз под углом 5—20° на расстояние не более 30 м при бетонировании усиливаемых конструкций с небольшими размерами в плане.

Малоподвижные бетонные смеси можно подавать вниз под углом 5— 20° к горизонту по вибролоткам.

При реконструкции фундаментов в одноэтажных зданиях, оборудованных мостовыми кранами, целесообразно бетонировать конструкции при помощи этих кранов бадьями и вибробункерами.

При больших объемах бетонных работ, например при реконструкции подземной части здания и фундаментов под технологическое оборудование, целесообразно применять передвижные бетоновозные мосты, а в отдельных случаях и стационарные мосты.

При укладке бетонной смеси с мостов, а также при высоте сбрасывания бетонной смеси в конструкцию 4— 10 м следует применять инвентарные хоботы, по которым бетонная смесь подается вертикально.

После завершения работ по усилению фундаментов выполняют обратную засыпку грунта в пазухах.

При обратной засыпке пазух сложных в плане подземных конструкций используют комплекс машин, состоящий из экскаватора с грейфером, микробульдозера БМ-4 и навесных вибротрамбовок, установленных на кране.

В труднодоступных местах, где невозможно использовать механизмы, а следовательно, и обеспечить качественное уплотнение грунта, обратную засыпку рекомендуется выполнять ма-лосжимаемыми материалами, например   щебнем,    песком    или    шлаком.

Во избежание потери устойчивости и обрушения конструкций, а следовательно, для обеспечения безопасности работ проводят мероприятия по укреплению конструкций временными опорами и предварительной разгрузке конструкций. Заранее необходимо запроектировать способ разгрузки усиливаемых фундаментов с указанием последовательности выполнения работ.

На месте усиления должно быть минимальное количество материалов и конструкций. Нельзя загромождать траншеи, котлованы и площадки материалами и конструкциями, которые в данный период не используются в строительном процессе и мешают выполнению работ. Заранее заготовленные конструкции усиления и материалы необходимо хранить на специальном складе, расположенном недалеко от объекта реконструкции. Категорически запрещается перегрузка строительных конструкций материалами, деталями и оборудованием.

При производстве работ по усилению необходимо иметь в виду, что условия передачи давлений на грунт изменяются при двухстороннем и одностороннем уширений подошвы фундаментов, увеличении глубины ее заложения и пересадке фундаментов на сваи. Чаще всего происходит изменение напряженного состояния грунтового основания в результате углубления пола подвала или разработки котлована около фундаментов, что может привести к выпору грунта из основания в сторону изменения нагрузки.

Гидравлические натяжные устройства должны быть проверены до начала работ на максимальное давление масла в системе. Маслонасос-ные станции нельзя располагать под напряженными элементами и поэтому длина рукавов должна быть достаточной и заранее проверенной.