Технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений
Владельцы патента RU 2603779:
Харченко Игорь Яковлевич (RU)
Симутин Алексей Николаевич (RU)
Харченко Алексей Игоревич (RU)
Меркин Валерий Евсеевич (RU)
Пискунов Александр Алексеевич (RU)
Швецов Владимир Александрович (RU)
Матвеев Константин Николаевич (RU)
Изобретение относится к области реконструкции строительных сооружений, а именно к ликвидации их общих деформаций. Технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений содержит расположенные под зданием или сооружением несколько ярусов каналов для инъекторов раствора, инъекторы раствора, размещенные в каналах, насосную станцию для подачи раствора и компрессор, соединенные с помощью трубопроводов с инъектором раствора, расположенные непосредственно в зоне каналов расширяемые слои, расположенные на границе с расширяемыми слоями слои-матрицы. Расширяемые слои и слои-матрицы представляют собой смесь местного грунта с нагнетаемым раствором. Слои-матрицы содержат местный грунт без изменения структуры его скелета, а нагнетаемый раствор для слоев-матриц представляет собой высокопроницаемый раствор на основе микроцементов. Расширяемые слои содержат местный грунт с изменением структуры его скелета, а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев представляет собой слабопроницаемый раствор на основе бентонита, при этом нагнетаемый раствор для слоев-матриц содержит, %:
а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев содержит, %:
Технический результат состоит в повышении надежности исправленного основания зданий и сооружений за счет исключения растрескивания и гидроразрывов грунта, снижении трудоемкости и материалоемкости. 2 ил.
Изобретение относится к области реконструкции строительных сооружений, а именно к ликвидации их общих деформаций.
Известен технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений, содержащий расположенные под фундаментом несколько ярусов каналов для инъекторов раствора, инъекторы раствора, размещенные в каналах, насосную станцию дл подачи раствора, компрессор, соединенные с помощью трубопроводов с инъектором раствора расположенные непосредственно в зоне каналов расширяемые слои, при этом расширяемые слои содержат грунт с изменением его скелета и нагнетаемый цементный или цементно-песчаный раствор [М.Р. Moseley, К. Kirsch, Ε. Falk. Soil fracturing // Ground Improvement (second Edition). 2004. p. 220-251].
Недостатком этого технического решения является то, что расширяемый слой содержит большое число трещин неопределенной заранее длины и раскрытия. Эти трещины требуют повышенного расхода раствора, могут оставаться частично незаполненными раствором, что в дальнейшем может привести к суффозионным процессам и обратным деформациям сооружений.
Известен технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений, содержащий расположенные под фундаментом несколько ярусов каналов для инъекторов раствора, инъекторы раствора, размещенные в каналах, насосную станцию для подачи раствора и компрессор, соединенные с помощью трубопроводов с инъектором раствора, расположенные непосредственно в зоне каналов расширяемые слои, расположенные на границе с расширяемыми слоями слои-матрицы, причем расширяемые слои и слои-матрицы представляют собой смесь местного грунта с нагнетаемым раствором, при этом расширяемые слои содержат местный грунт с изменением структуры его скелета, а нагнетаемый раствор представляет собой слабопроницаемый раствор на основе цемента или цементо-бентонита [Korff M., Mair R.J., van Tol F. and Kaalberg F.J. The application of compensation grouting to protect a railway from tunneling induced movements // ITA-AITES World Tunnel Congress, Budapest, Hungary, May 23-28, (2009). Pp 130-140].
Достоинством этого технического решения по сравнению с предыдущим является то, что создан слой-матрица, который снижает степень растрескиваемости расширяемого слоя.
Недостатком этого технического решения является то, что отсутствие гидроразрывов не гарантируется. Имеет место существенное растрескивание, вместе с которым те же опасности, что и в предыдущем техническом решении.
Задачей данного технического решения является снижение затрат труда и материалов и повышение надежности работ по выравниванию.
Поставленная задача выполняется тем, что технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений содержит расположенные под зданием или сооружением несколько ярусов каналов для инъекторов раствора, инъекторы раствора, размещенные в каналах, насосную станцию для подачи раствора и компрессор, соединенные с помощью трубопроводов с инъектором раствора, расположенные непосредственно в зоне каналов расширяемые слои, расположенные на границе с расширяемыми слоями слои-матрицы, причем расширяемые слои и слои-матрицы представляют собой смесь местного грунта с нагнетаемым раствором, при этом слои-матрицы содержат местный грунт без изменения структуры его скелета, а нагнетаемый раствор для слоев-матриц представляет собой высокопроницаемый раствор на основе микроцементов, а расширяемые слои содержат местный грунт с изменением структуры его скелета, а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев представляет собой слабопроницаемый раствор на основе бентонита., при этом нагнетаемый раствор для слоев-матриц содержит, %:
| микроцемент (микродур) | (20-50) |
| аморфный микрокремнезем | (5-15) |
| гидратная известь (например, Ca(OH)2 | (10-25) |
| минеральный микронаполнитель, например | |
| карбонатная мука | (20-50) |
| регулятор вязкости суспензии, например | |
| суперпластификатор С-3 | до 2% от массы вяжущего |
| водоудерживающая добавка, например | |
| метилцеллюлоза | до 5% от массы вяжущего, |
а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев содержит, %:
| бентонит | (60-90) |
| портландцемент | (10-40) |
| пластификатор | до 2 |
| ускоритель твердения | до 10 |
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображен технологический комплекс для выравнивания зданий и сооружений;
на фиг. 2 изображена схема инъектора раствора.
Технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений содержит несколько ярусов каналов 1 для инъекторов раствора, которые расположены под фундаментом 2 здания, инъекторы 3 раствора, размещенные в каналах 1, расширяемые слои 4 и слои-матрицы 5. Слои 4 и 5 представляют собой смесь местного грунта с нагнетаемым раствором. При этом расширяемые слои содержат местный грунт с изменением структуры его скелета, а нагнетаемый раствор представляет собой слабопроницаемый раствор на основе бентонита, а слои-матрицы содержат местный грунт без изменения структуры его скелета, а нагнетаемый раствор представляет собой высокопроницаемый раствор на основе микроцементов. Раствор для слоев-матриц содержит, %:
| микроцемент (микродур) | (20-50) |
| аморфный микрокремнезем | (5-15) |
| гидратная известь (например, Ca(OH)2 | (10-25) |
| минеральный микронаполнитель, например | |
| карбонатная мука | (20-50) |
| регулятор вязкости суспензии, например | |
| суперпластификатор С-3 | до 2% от массы вяжущего |
| водоудерживающая добавка, например | |
| метилцеллюлоза | до 5% от массы вяжущего, |
а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев содержит, %:
| бентонит | (60-90) |
| портландцемент | (10-40) |
| пластификатор | до 2 |
| ускоритель твердения | до 10 |
Каналы 1 для инъекторов бурятся из шахты 6, которые могут быть расположены как вертикально, так и наклонно. Инъекторы 3 раствора через каналы 7 связаны с насосной станцией 8 для подачи раствора, а через каналы 9 связаны с компрессором 10 для подачи сжатого воздуха.
Инъектор раствора содержит корпус 11, в который вмонтированы две надувные запорные подушки 12, воздухопровод 13, соединенный с полостями надувных запорных подушек 12 и присоединенный через канал 9 к компрессору 10, шланг 14 для раствора, присоединенный через канал 7 к насосной станции 8.
В стенках канала через определенный интервал расположены отверстия 15 с упругими манжетами 16, а шланг 14 содержит отверстия 17.
Технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений работает следующим образом. Инъектор 3 раствора устанавливают в канал 1 напротив очередного отверстия 15 в канале 1. Компрессор 10 подает воздух в надувные запорные подушки 12, в результате чего подушки запирают полость канала. После этого насосная станция 8 через отверстия 17 подает бентонитовый раствор под давлением 20-50 ати. При этом расширяемый слой 4 расширяется, перемещая (раздвигая) слои-матрицы 5.
В связи с тем, что подача раствора начинается с нижнего яруса и идет «снизу вверх», то перемещение верхнего слоя-матрицы 5 «δв» больше перемещения вниз нижнего слоя-матрицы 5 «δн». В результате фундамент 2 здания поднимается на величину «δз».
Слои 4 и 5 формируются следующим образом. Слой-матрица 5 формируется заранее с помощью инъектора 3 путем закачки под давлением не более 5 ати высокопроницаемого раствора на основе микроцементов (тонкость помола на порядок и более отличается от обычных цементов, т.е. все порошки должны иметь зерна с максимальным размеров не более 5 мкм). В результате поры грунта заполняются, а скелет грунта не нарушается. В результате этот грунт может воспринимать давление и перемещаться под давлением, способствуя подъему фундамента. Расширяемый слой 4 формируется уже в период непосредственно подъема фундамента за счет закачки слабопроницаемого раствора под большим давлением (20-50 ати). В результате грунт перемешивается с раствором, общий объем слоя увеличивается, происходит перемещение слоя 5 (оставшейся его части) и подъем фундамента. Формирование расширяемого слоя может идти в несколько этапов до получения требуемой точности выравнивания зданий или сооружений.
Основным достоинством данного технического решения по сравнению с прототипом является сочетание надежности слоя-матрицы с эффективностью расширяемого слоя. Надежность слоя-матрицы достигается тем, что он содержит высокопроницаемый раствор на основе микроцементов, который, не нарушая структуру грунта, путем заполнения пор существенно увеличивает его сопротивляемость разрыву и появлению трещин. Эффективность расширяемого слоя достигается тем, что он содержит нагнетаемый бентонит, а не цементный раствор, что позволяет процесс подъема осуществить более плавно и, как следствие, возможно прогнозировать и, следовательно, им управлять.
Технологический комплекс для устранения осадки зданий и сооружений, содержащий расположенные под зданием или сооружением несколько ярусов каналов для инъекторов раствора, инъекторы раствора, размещенные в каналах, насосную станцию для подачи раствора и компрессор, соединенные с помощью трубопроводов с инъектором раствора, расположенные непосредственно в зоне каналов расширяемые слои, расположенные на границе с расширяемыми слоями слои-матрицы, причем расширяемые слои и слои-матрицы представляют собой смесь местного грунта с нагнетаемым раствором, отличающийся тем, что слои-матрицы содержат местный грунт без изменения структуры его скелета, а нагнетаемый раствор для слоев-матриц представляет собой высокопроницаемый раствор на основе микроцементов, а расширяемые слои содержат местный грунт с изменением структуры его скелета, а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев представляет собой слабопроницаемый раствор на основе бентонита, при этом нагнетаемый раствор для слоев-матриц содержит, %:
| микроцемент (микродур) | (20-50) |
| аморфный микрокремнезем | (5-15) |
| гидратная известь (например, Са(ОН)2 | (10-25) |
| минеральный микронаполнитель, наприме, карбонатная мука | (20-50) |
| регулятор вязкости суспензии, например | |
| суперпластификатор | |
| С-3 | до 2% от массы вяжущего |
| водоудерживающая добавка, например | |
| метилцеллюлоза | до 5% от массы вяжущего, |
а нагнетаемый раствор для расширяемых слоев содержит, %:
| бентонит | (60-90) |
| портландцемент | (10-40) |
| пластификатор | до 2 |
| ускоритель твердения | до 10 |
