Основными причинами возникновения крена зданий являются неравномерные деформации оснований фундаментов, вызванные техногенными процессами, замачиванием грунтов в результате утечки из систем водоснабжения и канализации, ошибками в расчете фундаментов, изменением в структуре грунтов, повышением уровня грунтовых вод и др. Так, замачивание лессовых грунтов в г. Тольятти привело к возникновению недопустимых параметров крена жилых и промышленных зданий в результате просадки свайного основания, что потребовало комплекса восстановительных работ.
Ликвидация крена зданий включает несколько технологических циклов: инструментальную оценку деформаций фундаментов и причины их возникновения; инженерно-геологические исследования состояния грунтов основания; поверочные расчеты несущей способности фундаментов; разработку методов и технологий усиления оснований и фундаментов; разработку проектов производства работ по ликвидации кренов зданий; выполнение подготовительного и основного циклов.
В практике производства работ возможно использование двух методов: 1 - путем опускания недеформированной части фундаментов под действием собственной массы здания; 2 - подъем деформированной части гидродомкратами на проектную отметку.
Цикл подготовительных работ включает: ограждение площадки; выделение мест складирования материалов и конструкций; временных дорог для перемещения средств механизации; отключение сетей водоснабжения, канализации и электроснабжения. Для повышения пространственной жесткости здания осуществляют закладку проемов первых 2-3 этажей, усиление несущих конструкций и др. работы.
Основные виды работ включают: укрепление грунтов в просадочной части известными методами, усиление фундаментов путем устройства свай по разрядно-импульсной или струйной технологии.
Наиболее ответственными и трудоемкими этапами производства работ являются создание обвязочного пояса по линии среза контура здания и внутренним несущим стенам, разрезка стен фундаментной или цокольной части с помощью гибких цепных систем. Выполнение строительных процессов ведется по захваткам с обеспечением мероприятий по технике безопасности с постоянным геодезическим контролем. На наиболее сложные процессы разрабатываются технологические карты с непременным условием инструментального контроля качества работ.
Для создания рабочих зон выполняется цикл работ по отрывке приямков по периметру здания, укрепление откосов и др. виды работ.
Основной этап непосредственно связан с подъемом или опусканием здания с использованием системы гидравлических домкратов. Для их размещения устраиваются специальные ниши. Число домкратов определяется исходя из массы здания и коэффициента запаса, учитывающего непредвиденный выход из строя одного или двух соседних.
Система домкратов перед установкой в рабочее положение апробируется, устанавливаются и ликвидируются возможные дефекты в дистанционном управлении, проверяется работа датчиков давления, высоты подъема, синхронности работы и т.п.
Подъем деформированной части здания осуществляется при цикличной работе домкратов. По мере подъема на величину хода штока в нишах устанавливаются опорные элементы в виде металлических стаканов, которые рассчитываются на восприятие нагрузки частей перемещаемого здания. При дальнейшем подъеме металлические стаканы наращиваются (рис. 12.17).
Рис. 12.17. Технологическая схема ликвидации крена зданий путем вертикального подъема просадочной части
1 - обвязочный пояс из металлического профиля; 2 - линия среза; 3 - ниши и проемы для установки гидродомкратов (4) и опорных элементов (5); 6 - омоноличивание опорных элементов и ниш
Окончанием технологического процесса подъема являются геодезическая оценка вертикальности стен здания и последующая передача нагрузки на опорные элементы.
После демонтажа системы домкратов производится омоноличивание участков с использованием подвижных бетонных смесей и легких опалубочных систем.
Процесс восстановления вертикальности здания считается законченным после выполнения комплекса работ и сдачи приемной комиссии. При выполнении подготовительного и основного циклов работ все технологические процессы и методы их производства регистрируются в журнале работ. При демонтаже части фундаментных стен, устройстве ниш, обвязочных поясов, элементов усиления и др. составляются акты на скрытые работы с инструментальной оценкой качества работ и физико-механических характеристик. Особое внимание уделяется оценке степени набора прочности бетоном, состояния элементов для размещения домкратов, отвечающих требованиям, устанавливаемым в проекте производства работ и технологических картах.
Основные технологические процессы ликвидации крена методом опускания включают усиление фундаментов или основания просадочной части здания, устройство обвязочной системы над линией среза, проемов и ниш для размещения домкратов, установку временных подвижных опорных элементов, демонтаж части плоскости фундаментной стены, непосредственно опускание объекта (рис. 12.18).
Рис. 12.18. Технологическая схема ликвидации крена путем снижения уровня стеновых несущих конструкций
а - общая схема здания на период усиления фундаментов; б, в - механизм опускания; 1 - сваи усиления фундаментов; 2 - обвязочный пояс по линии среза; 3 - ниши для размещения гидродомкратов (4) и опорных стоек (5) с вкладышами (6); 7 - толщина демонтируемой части фундамента (переменна)
Использование специальных опорных элементов с возможностью синхронного и плавного изменения высоты позволяет осуществить цикл опускания за достаточно короткие сроки. Вертикальность здания достигается за счет перемещения части здания под действием собственной массы, что существенно снижает энерго- и трудозатраты на ликвидацию крена.
Для малоэтажных зданий в качестве временных опорных элементов могут использоваться мешки с сухим песком, а процесс вертикального перемещения осуществляется путем устройства в них отверстий, что способствует интенсивной утечке и падению опорного уровня до проектной отметки.
Современные технологии предусматривают также использование специальных баллонов, размещаемых в нишах и наполняемых под давлением водой. Они служат опорными элементами, воспринимающими давление от деформируемой части здания на фундамент. После демонтажа фундаментной стены до проектной отметки осуществляется синхронное снижение давления в баллонах путем выпуска воды. В результате этого достигаются плавное снижение части здания и восстановление вертикальности стен. Затем осуществляется последовательное удаление баллонов с омоноличиванием участков ниш и проемов.
