Методы исследования усиления грунтового основания здания методом цементации (инжектирования)

Введение 6
1. Анализ состояния вопроса 8
1.1 Основы механики грунтов в контексте темы исследования 8
1.1.1 Состав, строение и состояние грунтов 8
1.1.2 Физические характеристики, классификация грунтов, строение оснований 10
1.1.3 Механические свойства грунтов 18
1.1.4 Общая оценка взаимодействия сооружений и оснований 21
1.2 Понятие осадки основания (фундамента) 24
1.3 Статистика по аварийности и анализ причин возникновения неравномерной осадки (сверхнормативного крена) оснований зданий и сооружений 28
2. Методы исследования усиления грунтового основания здания методом цементации (инжектирования) 47
2.1 Особенности инженерных изысканий и исследований 47
2.2 Состав проекта на укрепление грунтов 48
2.3 Область применения и выбор метода укрепления грунтов 50
2.4 Технологические схемы производства работ и основные технологические параметры укрепления грунта 52
2.5 Оборудование для проведения работ по укреплению грунтов 58
2.6 Составы и характеристики инъекционных растворов 62
2.7 Детальное описание укрепления грунтов и оснований зданий по манжетной технологии 67
3. Обоснование и выбор рациональных способов усиления грунтового основания здания 70
3.1 Выбор критерия рациональности 70
3.1.1 Трудоемкость и технологичность 70
3.1.2 Стоимость 71
3.2 Обоснование и выбор рациональных способов усиления грунтового основания здания 71
3.2.1 Исходные данные 71
3.2.2 Решение задачи тампонированием (инъекционными способами) на примере SLAB LIFTING 73
3.2.3 Решение задачи усиления грунтового основания здания методом цементации по манжетной технологии 80
3.3 Оценка эффективности предложенных решений 86
Заключение 90
Список использованных источников 91

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность исследования вытекает из анализа, в результате которого можно констатировать соображения о том, что значительная часть территории РФ представлена осложненными инженерными и геологическими кондициями. К осложненным условиям можно отнести районы, где грунтовые условия обусловлены такими показателями, как просадочность, набухание, подтапливаемость, сейсмичность, и относятся к таким типам, как биогенные почвы, илы, элювиальные почвы, засоленные почвы, насыпные почвы. При этом возможно развитие таких опасных геопроцессов, как карсты и оползни.
При этом Российская Федерация имеет значительный строительный фонд, который по стоимости превышает 60 % всех фондов РФ.
В последнее время на территории Российской Федерации, в результате проявления как техногенных, так и природных факторов, к которым относятся: глобальные климатические изменения, накопление различных видов отходов, ухудшения состояния водопроводных и канализационных трубопроводных систем, а также теплоэнергетических систем, устаревания зданий и сооружений - усилилась проблема безопасности промышленных и городских объектов [17].
Последние данные наблюдений в рассматриваемой области позволяет сформулировать вывод о том, что имеют место отрицательные тенденции раз-вития природно-техногенных процессов, которые выражаются в просадочных, оползневых и др. опасных проявлений. Под влиянием рассмотренных факторов, в процессе эксплуатации зданий и сооружений, формируются новые напряженно-деформированное состояния (НДС) такой системы, как «основание – фундамент - верхнее строение зданий и сооружений», что обуславливает возникновение аварийных ситуаций, приводящих к повреждению строительных конструкций и снижению их надежности.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Основы механики грунтов в контексте темы исследования

1.1.1 Состав, строение и состояние грунтов

Состав грунтов в значительной мере определяет их физические и механические свойства.
В связи с этим он достаточно хорошо изучен в разделе инженерной гео-логии - грунтоведении.
В общем случае, с физических позиций, грунт состоит из трех компонент: твердой, жидкой и газообразной (рисунок 1).



Рисунок 1 - Состав грунта: а - инертные минералы; б - растворимые ми¬нералы; в - коллоидно-активные минералы; г - органическое вещество
Грунт - это любая горная порода, используемая в строительстве в каче-стве фундамента сооружения, среды, в которой возводится сооружение, или материала для сооружения.
Горная порода - это регулярно расположенный набор минералов, харак-теризующийся составом, структурой и текстурой.
Состав - это перечень минералов, входящих в состав породы.
Структура - это размер, форма и количественное соотношение составля-ющих частиц.
Текстура - пространственное расположение элементов почвы, определя-ющее ее структуру.
Термин "грунт" широко используется в строительстве, заменив более широкий термин "порода", который применяется в геологии, географии, горном деле и геологической разведке.
В инженерной геологии термин "порода" используется для описания геологической среды за пределами фундамента и на предпроектных стадиях исследований.
Горная порода, а значит и грунт — это не случайное скопление минера-лов, а хорошо сконструированная совокупность.
Это чрезвычайно важно для строительства.
Действительно, случайных скоплений минералов может быть много.
Закономерно построенных агрегатов горных пород в природе выделяется большое, но ограниченное число.
Инженерная геология изучает законы образования и свойства горных пород как грунтов.
Наличие в природе однотипных грунтов, широко распространенных в разных частях Земли, является основой для разработки стандартных методов строительства и применения типовых конструкций фундаментов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011. Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве. – М.: Филиал ОАО ЦНИИС «Научно-исследовательский центр «Тоннели и метрополитены». Общество с ограниченной ответственностью Издательство «БСТ», 2012. – 73 с.
2. Методическое пособие по укреплению грунтов методами струйной цементации, глубинным перемешиванием, инъекции растворами на основе микроцементов, манжетной инъекцией в режиме гидроразрывов. – М.: Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве», 2020. – 89 с.
3. Коновалов П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. - М.: ВНИИНТПИ, Издательство "Бумажная Галерея", 2000. - 320 с.
4. Симагин В.Г., Коновалов П.А. Основания и фундаменты зданий после перерыва в строительстве. - Петрозаводск-Москва: Издательство ассоциации строительных вузов. - 2004. – 151 c.
5. Криворотов А.П., Лубягин А.В. К вопросу о выравнивании кренов высоких зданий на плитных фундаментах. Новосибирск. Известия вузов. Строительство, 2005, №2. - С. 113-116.
6. Шокарев В.С. Геотехнические аспекты устранения сверхнормативных кренов зданий и сооружений / В.С. Шокарев, Ю.К. Болотов // Наука та будів-ництво. - Киев: ГП НИИСК, 2014. - Вып. 1. - С. 40-45.
7. Шокарев В.С. Автоматизированная система контроля и компьютерного моделирования надежности и безопасности зданий / В.С. Шокарев, Н.Н. Молочкова // Проблемы и опыт инженерной защиты урбанизированных территорий и сохранения наследия в условиях геоэкологического риска: тр. Междунар. конф. - К.: Феникс, 2013 - С. 85 - 91.
8. Напряженно-деформированное состояние системы «основание - лен-точный фундамент» при устранении сверхнормативных кренов зданий / [В.С. Шокарев, В.Г. Шаповал, В.И. Чаплыгин и др.] // Світ геотехніки, 2010. -№4.-С. 28 -33.
9. Maffei C.E., Concalves H.Y.S., Pimenta P.M., Muracami C.A. The plumbing of 2,20 inclined tall building // The first international conference of tbe Tbird Millennium: XV international conference on soil mechanics and geotechnical engineering, 27-31 August 2001. - Istanbul, 2001. - Vol. 3. - P.1799-1802.
10. Shokarev V., Havkin A., Kurkin N., Kuznetsov R., Hilko S. Urban infrastructure objects monitoring on territories formed by loess soil // Active geotechnical design the XIII Danube European Conference on Geotechnical Engineering, 29-31 May 2006. - Ljubljana, 2006. - Vol.2. - P.499-502. P.I. Krivosheyev, G.M. Grigor’ev. A.S. Tregub, I.N. Moskalina, A.A. Petrakov Geotechnical protection techniques for buildings adjacent to site territories // Geotechnology in Harmony with the Global Environment: Proceedings of the XVI International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 12-16 September 2005. - Osaka, 2005. - Vol.4. - P.2824-2824.
11. Харр М.Е. Основы теоретической механики грунтов. - М.: Издатель-ство литературы по строительству, 1971. - 320с.
12. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. – 488 с.
13. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987. – 221 с.

Весь текст будет доступен после покупки