Способ возведения фундамента здания, сооружения

СОЮЗ .СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 177971 27/32 51)5 Е ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Специальная регионская экспедиция(56) Ломтадзе В.Д. Инжинженерная геодинамикас, 210, 215, 221. ная геофизичеИ.А;Липовецишерная геолЛ.; Недра,я,7,оснои опоры из-за недоучетаусловий вблизи карста;тоящего способа является пожности и долговечности сооПредлагаемое изобретение относится к строительству сооружений в пределах зон неравномерного проседания фундамента, в частности участков воздействия карстоворазованием провальных воронок.Известны различные способы упрочения грунтов основания и залечивания карстовых провалов (Бойко М.Д.Техническое 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.М. Гражданские здания и их техническая эксплуатация, М,: Высшая школа, 1985, с. 214),Недостатком настоящих спосоется недолговечность разгрузки(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 вынгеологическихЦелью насвышение надеружений.Поставленная цель достигается тем, чтов 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 находитсяниже уровня грунтовых вод на глубине, определяемой из соотношения Ь/Н 0,20, где Н-глубина зоны аэрации, ниже которой карст не развивается, Указанные пределы5 10 15 20 30 40 определяются из следующих расчетов: при мощности аэрации Н = 50 м и скорости Ч снижения УНМ 1 м за 10 лет (10 см в год) он достигнет период скважины Н + й через 100 лет, т.е, период Т, равный сроку работы сооруженияЬ =ТхЧ = 100 х 0,1 = 10 м,Ь/Н = 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 и = 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 ок ) 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.З, где1 - 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 сперегородками 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. Тухачевского, д, 17, внеиз ио ороо в пределах г. 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 разнонаправленных крутопроседающих зон вертикальной трещиноватости (данные ВНИГНИ, Гидроспецгео).К этому же выводу приводит анализ статических карстовых полостей в пределах Московско-Валдайской возвышенности (по Н.В.Родионову и Б.М.Гэмалею, 1974), стенки всех карстовых полостей круты, размеры ограничены, снизу к ним приурочены зонытрещин,Активизация же суффозионно-карстовых процессов наступает при снижении УГВ за счет сработки депрессионной воронки и повышенного водозабора в пределах г. Москвы нэ участках выклинивания юрского глинистого водоупора,Мощность зонъ 1 аэрации для г, Москвы составляет 30 - 70 м. Способ поиска осуществляется в пределах зоны провальной воронки по адресу ул. Тухачевского, 17, где пробурена скв.З, 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, По 1779713сле ее сооружения была проведена цементация затрубного пространства 8" колонн скважин-свай и подплитного пространства. Эти мероприятия приостановили 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. 20Для 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. 25Стоимость дополнительного цементажа (10-кратный объем затрубного пространства) составляет 90 м х 10 = 900 х 10,1 р = 1 т.р.8 х 1 т.р. - 8 тр.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.рубтыс.руб, =1,47 млн.руб, Областью применения способа являются выведенные иэ строительства районы г. Москвы и Московской области с сильным развитием карстово-суффозионных процессов, а также другие города СССР и зарубежных стран (Белград, Прага и др,)Формула изобретен ия 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности здания, сооружения, при оконтуривании определяют уровень грунтовых вод, местоположение и размеры карстовых пустот, а скважины выполняют 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..Гунько . дакт аказ 4418 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага Скважин сван