Способ возведения фундамента здания, сооружения

 

В способе возведения фундамента здания , сооружения в закарстованных породах при оконтуривании карстовых пустот уровень грунтовых вод, местоположение и размеры карстовых пустот. После чего выполняют скважины ниже уровня грунтовых вод на глубину, не меньшую 0,2 Н, где Н-глубина зоны аэрации. Причем скважины, пересекающие карстовые пустоты, выполняют с двойной обсадкой и межтрубной цементацией . 3 ил.

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 02 0 27/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872405/ЗЗ (22) 07.08.90 (46) 07.12.92. Бюл. ¹ 45 (71) Специальная региональная геофизическая экспедиция (72) Г.П.Попсуй-Шапко, И.А;Липовецкий, С.А.Тер-Саакян и В,А.Таршиш (56) Ломтадзе В.Д. Инженерная геология, инженерная геодинамика. Л.; Недра, 1977, с, 210, 215, 221.

Предлагаемое изобретение относится к строительству сооружений в пределах зон неравномерного проседания фундамента, в частности участков воздействия карстово-, разованием провальных воронок.

Известны различные способы упрочения грунтов основания и залечивания карстовых провалов (Бойко M.Ä.Òåõíè÷åñêîå обслуживание и ремонт зданий и сооружений. Л.: Стройиздат, с. 195), Кроме того, известны и способы усиления фундаментов (1) и др.

Однако при значительных объемах карстовых пустот настоящие способы малоэффективны и ненадежны, Известны также способы усиления и разгрузки фундаментов с помощью неглубоких свай, служащих опорой для разгрузочной плиты (Шумилов И.M. Гражданские здания и их техническая эксплуатация. М.:

Высшая школа, 1985, с. 214).

Недостатком настоящих способов является недолговечность разгрузки сооруже. Ж 1779713 А1 (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТА ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ (57) В способе возведения фундамента здания, сооружения в закарстованных породах при оконтуривании карстовых пустот уровень грунтовых вод, местоположение и размеры карстовых пустот, После чего выполняют скважины ниже уровня грун говых вод на глубину, не меньшую 0,2 Н, где

Н-глубина зоны аэрации. Причем скважины, пересекающие карстовые пустоты, выполняют с двойной обсадкой и межтрубной цементацией. 3 ил. ния такой выносной опоры из-за недоучета геологических условий вблизи карста;

Целью настоящего способа является повышение надежности и долговечности сооружений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем подготовку основания путем оконтуривания карстовых пустот, выполнение скважин под сваи с прорезкой закарстованных пород и формирование стволов свай, в первую очередь при оконтуривании определяют уровень грунтовых вод, местоположение и размеры карстовых пустот, а скважины выполняют ниже уровня грунтовых вод (УГВ) на глубину, не меньшую 0,2 Н, где Н-глубина зоны аэрации, причем скважины, пересекающие карстовые пустоты, возводят с двойной обсадкой и межтрубной цементацией.

Забой возводимой скважины находится ниже уровня грунтовых вод на глубине, определяемой из соотношения h/Н 0,20, где

Н-глубина зоны аэрации, ниже которой карст не развивается, Указанные пределы

1779713

10

30

40 определяются из следующих расчетов: при мощности аэрации H = 50 м и скорости V снижения УНМ 1 м за 10 лет (10 см в год) он достигнет период скважины Н + h через 100 лет, т.е, период Т, равный сроку работы сооружения

h = TxV = 100 х 0,1 = 10 м, h/Í = 10/50 = 0,2.

Сравнение прототипа и предложенного способа иллюстрируется фиг.1 и 2.

Предложенный способ осуществляют в следующей последовательности.

Вначале используется комплекс аэрокосмических и геометрических методов по выделению предполагаемых зон карста в узлах пересечений зон трещиноватости, линеаментов, концентратов, в зонах углублений и повышенной интенсивности вертикального расчленения рельефа. Затем зона развития карста оконтуривается комплексом дешевых и экспрессных (эманационная, газовая, водно-гелиевая съемки) и геофизических (гравиразведка, электрораэведка) методов, после чего ее пространственное положение картируется по данным объемной сейсморазведки ОГТ с применением высокочастотных датчиков. Предлагаемая зона карстовых пустот выделяется по изменению (уменьшению) сопротивления, плотности, повышению газово-эманационного потока, изменению уровня грунтовых вод, толщины глин, потере корреляции и ухудшению прослеживания сейсмических волн. Определяется глубина УГВ, каменноугольного. горизонта. Затем по углам и периметру площади предполагаемого к строительству (или уже имеющегося) сооружения бурится по 1-42 скважины-сваи ниже

УГВ на величину h = 0,20 Н с проведением локализации и сейсмопросвечиванием и определяются размеры пересеченных скважиной-сваей карстовых пустот по глу бине. В зависимости от их размеров проводится обсадка двойной (например, 30" и 6" — при dk >) колонной или одинарной, например 8", с последующим бурением и цементажем башмака и затрубного (или межтрубного) пространства. Затем на скважины-сваи укладывают бетонную плиту и фундамент строящегося сооружения, после чего осуществляют строительство, а полые скважины-сваи в процессе эксплуатации используют для контроля за развитием карстовых процессов и качеством цемента за колонной по данным дефектомера, цементомера и плотномера.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг.3, где

1 — сооружение, б — уровень грунтовых вод

2 — бетонная плита, 7 — зона трещиноватости, 3 — фундамент, 8 — известняки кэрбонэ, 4 — скважины-сваи, 9 — глины, 5 — карст, 10 — затрубный цементный слой.

Из схемы видно, что скважины-сваи, укрепленные ниже уровня грунтовых вод в карбонатном массиве и сцементированные с перегородками карстовых пустот, служат надежным основанием бетонной плиты и фундамента сооружения, Физико-геологической основой предлагаемого данного способа является новое представление о генетической природе карста.

Исследование инженерно-геофизических условий воронки по адресу ул. Тухачев17, 3HBIIN3 TNflOB BOpOHOK в пределах r. Москвы и Московской области показал, что воронки провального типа развиваются в пределах зон трещиноватости карбонатного массива. В частности, воронка у д, 17 находится в пределах дуговой зоны трещиноватости, дешифрируемой на аэрофотоснимках в топокартах, субпараллельной дуговому изгибу Москва-реки, данные электроразведочных работ и сейсморазведки ОГТ показали, что она приурочена к узлу раз нон ап ра влен н ых крутоп роседающих зон вертикальной трещиноватости (данные

В Н И ГН И, Гидроспецгео).

К этому же выводу приводит анализ статических карстовых полостей в пределах

Московско-Валдайской возвышенности (по

Н.В.Родионову и Б.M.Ãàìàëåþ, 1974), стенки всех карстовых полостей круты, размеры ограничены, снизу к ним приурочены зоны трещин, Активизация же суффозионно-карстовых процессов наступает при снижении УГВ за счет сработки депрессионной воронки и повышенного водозабора в пределах r. Москвы нэ участках выклинивания юрского глинистого водоупора.

Мощность зонъ1 аэрации для г. Москвы составляет 30 — 70 м. Способ поиска осуществляется в пределах зоны провальной воронки по адресу ул. Тухачевского, 17, где и робурена скв.3, а вблизи воронки — скв. 2, 4, 5.

Воронка размером до 12 м активизировалась в начале 1988 г. и ее размеры увеличились до 15 — 20 м, С целью укрепления сооружения 18-этажной башни были пробурены 8 скважин-свай по углам дома, а также использованы имеющиеся вблизи фундамента скв, 3, 16 м, 17 для закачки цемента и спряжения их с породами глубины уровня

50 м — с глубины 80 — 90 м и до поверхности.

Угловые скважины-сваи использованы в качестве опоры для разгрузочной плиты. По1779713 сле ее сооружения была проведена цементация затрубного пространства 8" колонн скважин-свай и подплитного пространства.

Эти мероп риятия и риоста нов ил и деформацию дома М 17, хотя на общее развитие 5 карста они не повлияли. Устойчивы лишь скважины-сваи глубиной 80 — 90 м.

Аналогичные работы проведены в пределах воронок по адресу: уд. Тухачевского 10 д. 40, 42.

По сравнению с базовым способом двух неглубоких свай, служащих опорой сооружения, предлагаемый способ имеет следующие преимущества: обладает большей 15 надежностью; позволяет вести строительство в любых зонах карста, т.е. большей областью применения; не требует детальных глубинных определений конфигурации карста полевыми геофизическими методами. 20

Для расчета экономической эффективности приняты затраты на строительство одного дома 1,7 млн.руб.

Стоимость 8 скважин глубиной 90 м составляет 15 тыс.руб. х 8 - 120 тыс.руб. 25

Стоимость дополнительного цементажа (10-кратный объем затрубного пространства)составляет90м х10=900х10,1р=1т.р.

8 х 1 т.р. - 8 т..р.

Итого: 120 х 8 - 128 тыс.руб. 30

Стоимость геофизических исследований 100 тыс.руб.

При необходимости потери и переселения дома по адресу ул. Тухачевского, 17 экономический эффект составит:

1,7 млн.руб-228 тыс.руб. = 1,47 млн.руб.

Областью применения способа являются выведенные иэ строительства районы r.

Москвы и Московской области с сильным развитием карстово-суффозионных процессов, а также другие города СССР и зарубежных стран (Белград, Прага и др.)

Формула изобретения

Способ возведения фундамента здания, сооружения, в закарстованных породах, включающий подготовку основания путем оконтуривания карстовых пустот, выполнение скважин под сваи с прорезкой закарстованных пород и формирование стволов свай, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности здания, сооружения, при оконтуривании определяют уровень грунтовых вод, местопо-. ложение и размеры карстовых пустот, а скважины выполняют ниже уровня грунтовых вод на глубину, не меньшую 0,2 H. где

Н вЂ”; причем скважины, пересекающие карстовые пустоты, выполняют с двойной обсадкой и межтрубной цементацией.

1779713

УГЬ

Редактор

Заказ 4418 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Скважин сВл.н

Составитель Г.Попсуй-Шапко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Гунько,