К.т.н. Глухов В.С., к.т.н. Хрянина О.В.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ КРЕНЕ СООРУЖЕНИЯ

НА ПРИМЕРЕ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ

На протяжении более 25 лет имело место наращивание крена дымовой трубы одного из предприятий г. Пензы. Отклонение от вертикали, согласно данным обследования выполненного по заданию Заказчика, составило 860÷920 мм. Указанное перемещение практически в три раза превышает допустимое значение. При этом кирпичная кладка и материал фундамента находились в удовлетворительном состоянии.

Объект представляет собой кирпичную дымовую трубу в виде полого усеченного конуса высотой 45,0 м. Ствол трубы стоит на железобетонном фундаменте стаканного типа диаметром 4,8 м и высотой 3,5 м. Фундаментная плита имеет диаметр 9,5 м и толщину 0,45 м. Труба расположена между двумя производственными корпусами.

Основной целью выполнения работ по усилению фундаментов является устранение крена, превышающего допустимые величины, восстановление эксплуатационных характеристик объекта и обеспечение нормативных величин крена при последующей эксплуатации. Принята принципиальная схема выравнивания положения трубы с помощью гидравлических домкратов (рис.1).

На домкратах создается усилие, превышающее нагрузку от конструкции трубы, и выдерживается пауза для реализации осадки противоположного края. В нашем случае указанное достигалось при общем усилии в домкратах порядка 2000÷2200 кН.

Подъем края фундамента выполнялся шестью домкратами, объединенными в одну гидросистему. Для временной стабилизации и возможности осадки грунта под противоположным краем фундамента устанавливались винтовые распорные системы в количестве 24 штук. Подъем производился ступенями с созданием под упорной консолью ростверка усилия в 2000¸2200 кН. При достижении указанного усилия на домкратах выдерживалась пауза в 20¸30 мин. В течение последней усилие снижалось до 1600 кН за счет реологических процессов в грунте. Во время создания усилия в домкратах, винтовые системы подтягивались для включения их в работу, что позволяло избежать обратных перемещений при снижении давления в гидросистеме. Одна ступень нагружения позволяла получить вертикальные перемещения в 1,0¸1,5 мм. При появлении отклонений ствола трубы из плоскости крена гидродомкраты передвигались на незначительное расстояние
для смещения центра приложения внешней нагрузки.

Рис.1. Схема для исправления крена трубы и усиления фундамента

Выправление крена посчитали достаточным, когда контрольные замеры показали отклонение ствола от вертикали в пределах 150 мм. При достижении указанной величины гидросистема была заглушена, распорные винтовые системы включены в работу и в течение 14 дней велись наблюдения с помощью геодезических приборов за возможными перемещениями верха трубы в двух плоскостях. Наблюдения показали тенденцию к затуханию перемещений. По завершении периода наблюдений, винтовые системы заменены на инвентарные распорки, произведено их обетонирование и выполнена обратная засыпка пазух фундаментов.

Обследование и инженерные расчеты позволяют сделать вывод, что определяющей причиной крена дымовой трубы следует считать наличие под частью подошвы фундамента насыпного слоя. Указанное усугубилось локальным замачиванием данного слоя.

Предложенный метод выправления крена труб позволяет избежать, необходимого в таких случаях, демонтажа ствола трубы, существенно сокращает время ввода объекта в эксплуатацию, а также значительно экономит денежные средства, необходимые для разборки и последующего строительства новой дымовой трубы. В техническом отношении применение гидродомкратов и винтовых систем позволяет осуществлять необходимый контроль за процессом исправления крена и обеспечивает требуемую надежность на всех этапах производства работ.