Усиление фундаментов глубокого заложения
Фундаменты глубокого заложения в случае необходимости усиливают добавлением в их конструкцию новых элементов, число и место расположения которых определяют по результатам расчета фундаментов. По условиям минимального сотрясения грунта в местах усиления существующих фундаментов наиболее приемлемыми следует считать буровые сваи, сооружаемые обязательно в инвентарных или оставляемых в грунте трубах, а также сваи, задавливаемые гидравлическими домкратами. Оболочки применять не рекомендуется, особенно в песках или при наличии песчаных прослоек, поскольку при работе вибропогружателя происходит значительное сотрясение грунта и, как следствие, уплотнение основания и связанное с этим проявление осадки фундаментов.
Анализ разных случаев деформаций опор мостов показывает, что недопустимые осадки и перемещения характерны преимущественно для устоев. Промежуточные опоры деформировались значительно реже. Объясняется это тем, что устои располагаются на береговых склонах, которые после окончания строительства значительно нагружаются весом подходных участков насыпи и конусов, что может существенно уплотнить основание устоев или нарушить его устойчивость, особенно в случаях, когда в пределах береговых участков залегают слои слабых грунтов или же толща прочных и средней прочности грунтов, содержащая слои песков и глин, наклоненные в сторону русла реки.
Иногда проектировщики в процессе строительства объекта по тем или иным причинам упрощают конструкцию фундаментов, отказываясь от применения наклонных свай или уменьшая их наклон без достаточного анализа допустимости подобных упрощений и влияния их на устойчивость и надежность фундаментов. Из-за этого наблюдаются случаи недопустимых деформаций опор, преимущественно безростверковых свайных устоев в сторону пролета под воздействием давления грунта отсыпаемой насыпи в период строительства моста или от совместного воздействия горизонтального давления насыпи и временной железнодорожной нагрузки на насыпь. В таких случаях происходит смещение верха опор без нарушения устойчивости их оснований в результате главным образом изгиба и крайне редко поломки вертикальных свай. Если верх устоев смещается после окончания строительства мостов или в период их эксплуатации, то нередко наблюдается «навал» шкафной стенки устоев на конец пролетного строения, приводящий иногда к ее повреждению. Для обеспечения нормальной эксплуатации мостов приходится усиливать построенные устои путем погружения объемлющих наклонных свай (рис. 13.3) и включения их в работу устоя с помощью железобетонной плиты, сооружаемой (с применением литой бетонной смеси) ниже подферменной плиты, или же с помощью объемлющих анкерных тяг, закрепленных за мощную железобетонную конструкцию, расположенную в грунте подходного участка насыпи.
Иногда для прекращения горизонтальных перемещений устоев (малых и средних мостов) между ними устанавливают распорки ниже дна водотока.
Рис. 13.3. Усиление устоя наклонными сваями
1 — основная свая; 2 — дополнительная объемлющая свая; 3 — подферменная плита; 4 — дополнительная плита
Характерной особенностью работ по усилению оснований и фундаментов является необходимость обжатия добавленных элементов нагрузкой, превышающий в 1,5 раза расчетное давление при нормальной эксплуатации сооружения с последующим омоноличиванием мест примыкания этих элементов к фундаменту. Это делается для включения новых элементов в совместную работу с усиливаемым фундаментом, основание которого было обжато за период, предшествующий усилению. Элементы обжимают гидравлическими домкратами разных конструкций, включая специально изготовленные плоские домкраты, которые иногда оставляют в фундаменте. В- этом случае в домкрат подают цементный или другой раствор, который после твердения мог бы воспринять расчетную нагрузку.
Второй, не менее важной особенностью является необходимость производства работ по устройству добавляемых элементов отдельными участками, чтобы свести к минимуму возможность ослабления грунтов под усиливаемым фундаментом и находящимися рядом с ним.
Работы по усилению или переустройству существующих фундаментов относят к числу наиболее сложных и ответственных строительных работ. Они требуют принятия мер предосторожности, несоблюдение которых может создать угрозу устойчивости сооружения. Проект усиления фундаментов должен включать четкие указания о последовательности выполнения работ, а также перечень мер, направленных на обеспечение их безопасности. Особое внимание следует уделять мероприятиям по устранению возможности разжижения и наплыва грунтов в котлованы под действием потоков притекающих к выемкам и котлованам подземных вод. Во всех случаях до начала работ должно быть организовано регулярное наблюдение за деформациями как тех сооружений, фундаменты которых усиливают, так и смежных с ними. Это дает возможность своевременно ликвидировать опасные явления, связанные с выносом грунта из-под подошвы фундаментов, потерей устойчивости откосов, подвижками фундаментов и пр.