Защитные мероприятия в зоне влияния строительства подземных объектов

Усиление строительных конструкций – это процесс, направленный на улучшение или восстановление их несущей способности или защите от влияния нового строительства. Он может быть необходим в различных случаях: при реконструкции старых зданий, при модернизации или ремонте существующих объектов, при увеличении нагрузок на существующие конструкции, при влиянии нового строительства на существующие здания и сооружения, а также при возникновении неблагоприятных природных явлений.

Усиление здания можно условно разделить на 2 вида: усиление строительных конструкций самого здания/сооружения – активный метод защиты, либо проведение защитных мероприятий в грунтах основания – пассивный метод защиты.

Проекты усиления строительных конструкций включают в себя целый комплекс мероприятий, направленных на повышение прочности, жесткости и устойчивости зданий и сооружений. В процессе усиления могут использоваться различные материалы (бетон, металл, дерево, композитные материалы и т.д.) и технологии.

Одним из основных этапов проекта усиления является проведение обследования технического состояния существующих конструкций. Это необходимо для того, чтобы определить текущее состояние конструкций, выявить возможные дефекты и повреждения, а также оценить степень их износа. На основе полученных данных разрабатывается проект усиления, который включает в себя расчет нагрузок, выбор материалов и технологий, а также разработку подробного плана проведения работ.

Для усиления железобетонных конструкций могут использоваться различные методы, например, армирование, бетонирование, устройство обойм и рубашек, использование композитных материалов и т.д. В случае деревянных конструкций возможно применение металлических и деревянных накладок, шпонок, болтов и других крепежных элементов.

При усилении металлических конструкций используются различные методы сварки, наплавки, а также применение композитных материалов, которые позволяют повысить прочность и коррозионную стойкость металла.

Защитные мероприятия, проводимые в грунтах основания, включают в себя различные методы, направленные на предотвращение негативного воздействия на грунты основания. Защита может реализовываться различными способами: устройство противофильтрационных завес, повышение прочностных характеристик грунтов основания путем нагнетания в них специальных растворов, использование геотекстильных материалов, применение гидроизоляционных материалов, монтаж дренажных систем. В условиях вечномёрзлых грунтов также применяется заморозка грунтов основания и поддержание их в вечномёрзлом состоянии.

Противофильтрационные завесы представляют собой вертикальные стены различных материалов. Одним из современных и уже ставшим популярным методов усиления грунтов оснований стало применение технологии jet-grouting. Это технология, позволяющая укреплять грунты основания грунтоцементом при помощи нагнетания в грунт специального раствора. При использовании технологии jet-grouting не ведётся разработка котлованов, не возникает вибраций и ударных воздействий, отпадает необходимость в строительном водопонижении. Кроме того, jet-сваи дают возможность выполнения строительных работ: в непосредственной близости от зданий и сооружений, под фундаментами зданий и сооружений, в слабых и водонасыщенных грунтах, в грунтах с крупными твердыми включениями, в том числе и строительного мусора, в стесненных условиях, на глубинах до 30 м и более, под дном рек, каналов, водоемов.

Повышение прочностных характеристик грунтов основания проводится с помощью метода компенсационного нагнетания. Указанный метод обладает еще одним существенным достоинством, позволяющим использовать его или для стабилизации продолжающихся, в силу различных причин (геологических, технологических и т.п.), осадок зданий и сооружений, или для их подъема, если осадки уже превысили нормативные значения.

Метод компенсационного нагнетания предусматривает инъекцию медленно твердеющего раствора заданной вязкости, имеющего минеральную основу (суспензии), в грунты основания сооружения, осадки которого следует контролировать или компенсировать.

Важным преимуществом технологии компенсационного нагнетания является возможность прогнозирования с высокой степенью достоверности на всех этапах производства работ развития вероятных деформаций сооружения и корректировки технологических параметров нагнетания. Прогноз основывается на совместном использовании результатов постоянно проводимого мониторинга состояния сооружения и проводимых на каждом этапе выполнения работ аналитических и численных методов расчета. Аналитические методы позволяют оптимально выбрать такие параметры, как давление нагнетания и расход суспензии. В то же время численные методы за счет моделирования объемной деформации позволяют назначить зоны, последовательность и объем нагнетаемой суспензии. В результате процесс компенсационного нагнетания становится управляемым.

Геотекстиль представляет собой синтетическое полотно, которое обладает высокой прочностью и устойчивостью к воздействию различных факторов. Он применяется для разделения слоев грунта, предотвращения их смешивания и обеспечения равномерной нагрузки на основание.

Гидроизоляционные материалы предотвращают проникновение влаги в грунт, что предотвращает его разрушение и снижает риск возникновения коррозии. Гидроизоляционные материалы могут быть выполнены из различных материалов, включая битум, полимеры и другие.

Дренажные системы предназначены для отвода избыточной влаги от здания, что предотвращает ее проникновение в грунты и их разрушение. Дренажные системы могут быть выполнены в виде труб, уложенных на определенной глубине, которые собирают и отводят влагу за пределы участка.

Заморозка грунтов основания и поддержание грунтов в вечномёрзлом состоянии реализовывается с помощью специальных охладительных установок и применяется в тех условиях, когда необходимо сохранить механические свойства грунтов основания.

Важным этапом проекта усиления является контроль качества выполняемых работ. Для этого используются различные методы контроля, такие как ультразвуковая дефектоскопия, радиографический метод, испытания образцов, опытные участки и другие.