СНИЖЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ОСАДКИ ЗДАНИЯ МЕТОДОМ ВЫБУРИВАНИЯ СКВАЖИН

REDUCING THE UNEVENNESS OF THE BUILDING'S PRECIPITATION BY DRILLING WELLS

Vlada Shemyakina

Student, Department of Construction Production, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В последнее время появляется много информации про различные аварии, связанные с деформациями здания. Такие аварий можно предотвратить с помощью проведения мониторинга. В следствие чего на раннем этапе выявляются неравномерности осадок здания. Одним из новых методов выравнивания осадок здания можно выделить метод выбуривания скважин грунта под зданием.

ABSTRACT

Recently, there has been a lot of information about various accidents related to deformations of the building. Such accidents can be prevented by monitoring. As a result, irregularities in the building's sediment are detected at an early stage. One of the new methods of leveling the sediment of a building is the method of drilling wells of the soil under the building.

Ключевые слова: неравномерность осадок, выбуривание скважин, грунтовое основание.

Keywords: uneven sediment, borehole drilling, soil foundation.

Здание, отклонившееся от вертикальной оси из-за превышения нормативной величины осадок под одной своей частью, может в любой момент потерять устойчивость. На ранней стадии развития неравномерности осадок возможно предотвращение их дальнейшего увеличения, а также в более тяжелом случае восстановление проектного положения здания. Восстановление проектного положения производится различными методами, одним из которых является метод выбуривания скважин грунта из-под здания. Метод представляет из себя извлечение грунта из основания построенного объекта посредством скважин грунта. Направление выбуривания делятся на горизонтальное, вертикальное или наклонное. Последнее применяется крайне редко из-за сложности выбуривания скважин под заданным углом.

Метод выбуривания горизонтальных скважин

Со стороны наименее осевшей части сооружения вырывается котлован, таким образом, чтобы стена котлована была перпендикулярна направлению наклона, отметка дна котлована находится ниже уровня подошвы фундамента. При необходимости выполняют крепление стен котлована, при этом оставляя свободной ту часть стены, в которой будет производиться выбуривание. Перпендикулярно направлению крена монтируют рельсы.

Бурение производится с определенным шагом, рассчитываемым на величину давления, необходимого для разрушения целостность грунтового массива. Диаметр скважин принимается в зависимости от конструктивных особенностей буровой машины.

На первом этапе выбуривания грунта из-под подошвы фундамента выполняется на расчетную длину L₁ выбуривание скважины малого диаметра, затем эта же скважина выбуривается большим диаметром на расчетную длину L₂ и так далее пока не будет достигнут наибольший расчетный диаметр L_N, при этом L₁>L₂>…>L_N.

Таким образом, скважина, выбуренная разными диаметрами, образует клин. После проведения этого этапа происходит постепенное осадка фундамента за счет разрушения целостности грунта между скважинами, полости скважин частично заполняются грунтом, диаметр скважины уменьшается на величину ΔS, после окончания первого этапа бурения и условной стабилизации осадок грунта основания переходят ко второму этапу бурения.

Второй этап включает в себя бурение теми же диаметрами и в той же последовательности в уже выбуренные скважины. Это бурение позволяет прочистить скважины от осыпавшегося грунта, вернуть исходный диаметр скважин и увеличить высоту целиков грунта до проектной, что приводит к повышению напряжений в целиках и ведет к дальнейшему их разрушению и осадкам основания фундамента.

Последующие этапы бурения выполняются до тех пор, пока величина осадки здания не достигнет нормативных значений. При возникновении проблем в выбуривании скважин следует изменить место бурения, сместив его между пробуренными ранее скважинами. Максимальная глубина бурения скважин от подошвы фундамента, при которой будет происходить разрушение, определяется расчетом. [3]

Рисунок 1. Бурение горизонтальной скважины

1 – здание; 2 – котлован; 3 – скважина; 4 – фундамент; 5 – буровая установка; 6 – рельсы

Метод выбуривания вертикальных скважин

Метод выбуривания грунта с помощью вертикальных скважин выполняется без создания котлована, что является одним из преимуществ. Перед проведением такого вида работ обязательным этапом является закрепление грунтового основания под той стороной объекта, которая получила наибольшую величину осадки. Этот этап позволяет предотвратить дальнейшее развитие осадки здания под действием проведения динамических работ. Закрепление грунтового основания производится разными технологиями, например, введением цементно-песчаного раствора.

Выполненные подготовительные работы стабилизируют вертикальные перемещения здания, что позволяет проводить работы по снижению неравномерности без рисков.

После завершения первого этапа работ выполняется постепенное бурение скважин в вертикальном направлении с шагом (см. рисунок 2). Эти работы производятся уже с противоположной стороны здания от его наклона.

В процессе производится мониторинг за перемещением здания. При уменьшении отклонения от вертикальной оси здания на величину около двух третьих от начальной в грунтовый массив в этой части производится введение закрепляющих цементных растворов.

В связи с созданием искусственным образом жесткости грунтового основания под зданием возможно повторное создание неравномерности осадок. Такую неравномерность следует вовремя предотвратить. Это и происходит с помощью закрепления грунта со стороны выбуривания новых скважин.

Рисунок 2. Этапы производства работ

а) первый этап; б) второй этап; в) третий этап

После достижения нормативных осадок здания выполняют повторное закрепление грунтового массива до полной стабилизации деформаций в грунте.

Заключение:

1. Процесс извлечения грунта в горизонтальном направлении прост в выполнении, позволяет лучше контролировать перемещение здания, но не подходит для плотной городской застройки и имеет трудоемкий подготовительный этап.
2. Метод выбуривания вертикальных скважин является наименее трудозатратно и трудоемко, его возможно использовать в условиях плотной городской застройки, а также применять при наличии различных грунтов основания.

Список литературы:

1. Дыба В.П., Краснопольский И.И. Корректировка геометрического положения здания выбуриванием грунта из-под подошвы фундамента // Интернет-вестник ВолгГАСУ. – 2015. – Вып. 4 (40). – С. 1.
2. Кайгородов, М. Д. Регулирование геометрического положения плитных фундаментов методом изменения свойств грунтового основания: специальность 05.23.02 "Основания и фундаменты, подземные сооружения": диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Кайгородов Михаил Дмитриевич, 2021. – 115 с. – EDN FTGUKL.
3. Патент № 2468150 C1 Российская Федерация, МПК E02D 27/08. Способ выравнивания зданий и сооружений: № 2011128675/03: заявл. 11.07.2011: опубл. 27.11.2012 / В. Д. Зотов, В. П. Дыба, М. В. Зотов [и др.]; заявитель Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ИНТЕРБИОТЕХ" (ООО НПФ "ИНТЕРБИОТЕХ"). – EDN ZGOAPB.