4.6. Применение корневидных свай, опускных колодцев и фундаментов, возводимых способом "стена в грунте" (ч. 2)

В Харьковском ПромстройНИИпроекте [65] разработан метод усиления основания существующих фундаментов железобетонными опускным колодцами. В этом случае фундамент может иметь любые габариты в плане и, кроме того, исключается необходимость его разгрузки при ведении работ по усилению. Внутренние размеры опускного колодца на 15—20 см должны превышать габариты подошвы фундамента. В плане колодец может иметь форму окружности или прямоугольника с закругленными углами. Опускной колодец из монолитного или сборного железобетона сооружают на поверхности или на дне котлована, глубина которого на 20—30 см выше отметки подошвы фундамента. Стенки делают с заостренным ножом, при этом скос заострения устраивают снаружи (рис. 4.23). Для создания дополнительного пригруза можно снаружи уступом уширить верхнюю часть колодца. Сборные колодцы небольших размеров рационально изготовлять из двух половинок с жесткими стыками.

Колодец опускают по мере выемки грунта по наружному периметру его стен. Основание фундамента сохраняется ненарушенным и в ходе опускания колодца заключается в обойму. Для обеспечения достаточной стабильности грунтового ядра внутри колодца грунт разрабатывается только в сухом состоянии с предварительным осуществлением на обводненных участках водопонижения. После погружения колодца траншея засыпается грунтом с уплотнением. Размеры колодца в плане и его глубину определяют обычным расчетом на эксплуатационные нагрузки (грунт внутри колодца рассматривается как тело, заключенное в жесткую обойму).

Опускным колодцем можно усиливать также и фундаменты под оборудование. В этом случае верх оболочки колодца жестко сопрягается с фундаментом железобетонной обоймой. По сравнению с подводкой фундаментов участками трудоемкость при устройстве опускного колодца уменьшается в 2 раза, а стоимость — в 1,8 раза [65].

В отдельных случаях при необходимости увеличения шага колонн каркаса здания целесообразно использовать фундаменты шахтного типа глубокого заложения под колонны реконструируемого промышленного здания. Применение большеразмерных конструктивных схем каркаса с укрупненным шагом колонн (24—32 м) и большими пролетами позволяет осуществлять реконструкцию и замену устаревшего оборудования без остановки производства в старом здании [66]. Такие случаи особенно характерны для металлургического производства.

По проекту института Унипромедь при реконструкции металлургического цеха медеплавильного комбината были применены фундаменты шахтного типа глубиной от 12 до 28 м, прорезающие толщу насыпных и глинистых грунтов с опиранием на трещиноватую скалу с переменным залеганием кровли (рис. 4.24). Цель заложения подошвы фундамента на скальном основании состояла в проходке шахтного ствола минимальных габаритов в плане без остановки работы цеха. При этом был принят следующий порядок производства работ:

• установка шаблона на месте заложения фундамента шахтного типа по габаритам проходки ствола;
• проходка круглого ствола вниз захватками по 1 м с установкой арматуры и бетонированием на всю глубину до отметки подошвы, рассечка (уширение) ствола в основании на горизонтальные выработки;
• установка стержневой арматуры отдельными блоками снизу вверх в пространство пройденных выработок (ствола и рассечек) и бетонирование захватками по мере установки арматурных блоков;
• установка опорных плит для безвыверочного монтажа крановых колонн нового здания в верхней части ствола после закрепления анкерных болтов.

Площадь основания шахтного фундамента определяли из условия прочности скальных грунтов на отметке подошвы. Для определения несущей способности грунтов и опорной площади фундаментов в центре каждой выработки производилось бурение скважин с отбором кернов.

Наряду с фундаментами шахтного типа (8 из 20) на участках, свободных от застройки, по проекту института Фундаментпроект были выполнены свайные фундаменты (см. рис. 4.24). Конструкция сваи-стойки состояла из оболочки толщиной 8—10 мм диаметром 600 мм, арматурного каркаса, устанавливаемого во внутреннюю полость трубы после бурения и бетонного заполнения. Поверху свай, принятых по расчету в количестве 10, выполнен армированный ростверк с анкерами для безвыверочного крепления башмака крановой колонны. Следует, однако, отметить, что проходка буровым станком скважин для свай с обсадными трубами из-за наличия отвалов литого шлака в насыпном слое оказалась весьма трудоемкой и потребовала применения специальных методов. В результате интенсивность работ по устройству свайных фундаментов оказалась менее эффективной, чем проходка шахтных стволов.

Возведение фундаментов шахтного типа глубокого заложения в комбинации с устройством свайных фундаментов оказалось в 3 раза дороже выполнения столбчатых фундаментов. Однако при устройстве последних из-за стесненности производственной площади пола действующего цеха потребовалась бы остановка технологического процесса. Поэтому общая эффективность этой проведенной в особых условиях реконструкции оказалась выше более чем в 5 раз. Окупаемость капитальных вложений произведена за один год вместо пяти по сравнению с новым строительством.