Устранение просадок грунтов в основании существующих зданий замачиванием
В практике эксплуатации зданий и сооружений, возводимых на просадочных грунтах, не редко приходится встречаться со случаями местного замачивания, просадок лессовых грунтов и, как следствие этого, недопустимыми деформациями конструкций. При этом наблюдаемые просадки грунтов составляют лишь часть от потенциально возможных. В подобных случаях для обеспечения прочности деформировавшихся зданий и их нормальной эксплуатации необходимо в первую очередь полностью ликвидировать просадочные свойства грунтов в основании и восстановить проектное положение зданий и сооружений путем выправления их кренов.
Для устранения просадочных свойств грунтов в основании существующих зданий и выправления их кренов в последнее время успешно применяется организованное замачивание. Организованное замачивание было успешно применено при выправлении экспериментальных домов в Днепропетровске, Запорожье, уплотнении просадочных грунтов в основании ряда зданий в Душанбе, в процессе строительства многих зданий в Грозном.
Разновидностью организованного замачивания является так называемое двухстадийное замачивание, когда на первой стадии до начала строительства предварительным замачиванием устраняется просадка грунтов от собственного веса, а на второй, выполняемой в конце строительства здания, повторным замачиванием ликвидируется просадка в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов. Этот метод в последние годы успешно применен Днепропетровским филиалом НИИОСП при строительстве шестнадцатиэтажных кирпичных домов в Днепропетровске.
В целях исключения возникновения дополнительных усилий и деформаций в конструкциях зданий и сооружений от просадок грунтов в основании при выполнении организованного замачивания следует учитывать характер происшедших ранее деформаций в зданиях и просадок грунтов, а также закономерности развития просадочных деформаций. В связи с этим до начала работы по организованному замачиванию необходимо определить характер и величины происходящих просадок грунтов под всем фундаментом.
Организованное замачивание грунтов в основании деформировавшихся зданий и сооружений вначале выполняется на участках, на которых ранее просадка грунта была минимальной с постепенным расширением фронта увлажнения в плане с таким расчетом, чтобы выравнивались неравномерности в просадках фундаментов и крены здания или сооружения в целом.
Регулирование просадок грунтов достигается соответствующей дозировкой подаваемой воды в грунт, размерами замачиваемой площади под фундаментами и за их пределами, учетом закономерностей развития просадочных деформаций. При таком подходе в процессе организованного замачивания исключается появление дополнительных деформаций в конструкциях, а существующие трещины в стенах, расхождения в температурных и осадочных швах и крены уменьшаются. Замачивание заканчивается после выравнивания кренов и наступления условной стабилизации просадок фундаментов по всей площади здания или сооружения.
При выполнении организованного замачивания на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности необходимо учитывать закономерности развития просадок только в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов. В этих случаях дренажные скважины, приямки, каналы для подачи воды в грунт устраиваются исходя из необходимости увлажнения грунтов только в пределах деформируемой зоны, а замачивание выполняется до полного промачивания деформируемой зоны.
На площадках со II типом грунтовых условий особое внимание обращается на учет закономерностей развития просадок грунтов от собственного веса. С этой целью размеры замачиваемой площади должны назначаться с уширением в каждую сторону от здания с таким расчетом, чтобы полностью устранить просадку грунта под зданием, обеспечить его равномерное оседание, исключить передачу на подземные конструкции здания горизонтальных перемещений, возникающих при неравномерных просадках грунтов от собственного веса. При замачивании с поверхности без дренирующих скважин обычно для полного проявления просадки грунтов от собственного веса организованное замачивание должно выполняться на площади, превышающей размеры здания в продольном направлении с каждой стороны на ширину не менее (0,3—0,5) Я, а в поперечном — по (0,1—0,2) Я. В случаях замачивания через дренирующие скважины в торцах выполняются дополнительные ряды скважин с форсированной подачей воды в них.
Недостаточно полный учет закономерностей развития просадок грунтов от их собственного веса приводит к неравномерному развитию просадок грунтов и появлению дополнительных деформаций в конструкциях зданий. Подобная картина наблюдалась при уплотнении просадочных грунтов организованным замачиванием в основании существующего здания ЖБК в г. Буденновске. Так как организованное замачивание грунтов в основании здания ЖБК осуществлялось из приямков, расположенных только внутри здания, просадки грунтов от собственного веса полностью проявились лишь в средней части здания и равнялись 1526— 1423 мм; по торцам 596—700 мм. Очевидно, что при увеличении площади замачивания с торцов просадки фундаментов в дальнейшем увеличатся до значений, полученных в средней части, и вызовут дополнительные деформации в здании.
Аналогичная картина наблюдалась в процессе организованного замачивания грунтов под жилым пятиэтажным домом в Грозном, возведенном на забивных сваях длиной 12 м. В данном случае существенное влияние на неравномерность просадок свай оказали также силы нагружающего трения, возникающие при просадке грунтов от собственного веса.