Выпрямление кренов способом опускания сооружений

18.05.2016

Выпрямление крена сооружения можно осуществить также путем опускания (понижения) его повышенной стороны. До появления мощных домкратов опускание повышенной части пространственно жестких сооружений (колоколен, труб, башен и т. п.) производили постепенным и равномерным удалением грунта из-под основания повышенной стороны. Для этого применяются способы шурования или горизонтального бурения. Так, например, песчаные грунты извлекают шурованием, а плотные пластичные грунты — бурением. В других случаях сначала твердые глины заменяют на мешки, набитые просушенным песком, а затем шурованием песка опускают повышенную сторону сооружения.
При выпрямлении гидравлическими домкратами кренов дымовых труб последние из-за установки домкратов в теле трубы во время подготовки к подъему и в процессе самого подъема не могут эксплуатироваться.
Так, в 1949 г. выпрямление одной накренившейся дымовой трубы произвели путем извлечения лёссового грунта под подошвой фундамента с повышенной стороны. Во время производства работ труба продолжала эксплуатироваться.
Фундамент этой трубы представлял собой крупный массив диаметром 11 м. В этом случае предварительная замена пластичных грунтов сыпучими была бы слишком дорогой и сложной операцией. Поэтому удаление грунта из-под повышенной стороны произвели в несколько этапов. Сначала горизонтальным бурением под подошвой фундамента удалили грунт на участках в виде отдельных каналов, а затем дополнительным бурением несколько каналов соединили между собой, и тем самым увеличилось напряжение на оставшиеся целики грунта в несколько раз. Благодаря этому грунт на данном участке начал разрушаться и крен стал уменьшаться. После выпрямления крена с повышенной стороны еще оставался зазор между фундаментом и грунтом, в этот зазор набили песок. По-видимому, было бы правильней набить лёссовым грунтом по методу чеканки.
Необходимо отметить, что если выпрямлять крен пространственно жесткого сооружения, построенного на просадочных лёссовых грунтах, опусканием повышенной стороны, то это проще сделать путем замачивания. Для этого с противоположной крену стороны параллельно фундаменту и на расстоянии 0,2—0,3 м от него отрывают траншею шириной и глубиной примерно 0,5—0,6 м. Траншею для более равномерного поступления воды в грунт заполняют дренирующим материалом (крупнозернистый песок). Воду для замачивания грунта подают отдельными порциями. После каждой порции залитой воды производят наблюдения за осадками. Наблюдения ведутся до тех пор, пока нарастание величины осадки по времени не превысит 5% от максимальной величины. Первые порции подаваемой воды могут быть большими и составлять примерно 20% от расчетного количества. Для ускорения процесса выпрямления крена проф. Ю.М. Абелев рекомендует наряду с увлажнением грунта производить еще и дополнительную пригрузку основания сооружения.
Если процесс неравномерного нарастания осадок грунтов, подстилающих сооружение, продолжается, то для выпрямления крена применим и способ дополнительной односторонней нагрузки фундаментов без замачивания грунта.
Так, например, было выпрямлено сооружение, состоящее из четырех кауперов и одной дымовой трубы, поставленных на один общий жесткий фундамент. Дополнительная односторонняя нагрузка на уступ фундамента состояла из чугунных чушек общим весом 50 т. При этом вес только одной дымовой трубы (в сторону которой образовался крен) составлял 750 т.
Следует, однако, предостеречь от выпрямления крена сооружения (имеющего большое количество опор) способом опускания из-за возможного расчленения такого сооружения на несколько частей.
Акад. Б.Г. Галеркин доказал, что в сооружении с многоэтажными стойками (колоннами, пилонами) и жесткими горизонтальными связями вертикальная нагрузка, приходящаяся на одну колонну, при отсутствии перекоса не перераспределяется на смежные. Вследствие этого при наличии нескольких опорных конструкций трудно обеспечить одновременную осадку каждой опоры для равномерного выпрямления крена всего сооружения методом опускания. Крен таких сооружений следует выпрямлять путем одновременного равномерного подъема домкратами осевшего участка.
Для опускания сооружения, как и для его подъема, можно использовать домкраты и полиспасты; при этом ведутся такие же подготовительные работы, как и при подъеме сооружений. Вращение гаек (или винтов) домкратов производят в сторону противоположную подъему Следовательно, винты домкратов, установленных под напряжением, должны находиться в выдвинутом положении. При опускании сооружения полиспастами электромоторы лебедок должны вращать барабаны лебедок, высвобождая трос, навитый на барабан.
Опускание сооружения механическими домкратами или полиспастами можно производить равномерно, в соответствии с расчетной точностью. Значительно сложнее такие работы выполнить гидравлическими домкратами. В отличие от работ по подъему, в данном случае трудно достигнуть равномерного опускания. При подъеме сооружения в корпус домкрата накачивают жидкость, что позволяет регулировать величину выхода поршня с точностью меньшей чем 1 мм.
При опускании сооружения изменение величины хода поршней домкратов происходит путем соответствующего выпуска жидкости, количество которой трудно регулировать автоматически в применяемых конструкциях домкратов. Для облегчения регулирования в трубку между домкратом и манометром вводят трехходовый кран, через который и выпускают жидкость. Поэтому точность работ почти полностью зависит от квалификации и навыков рабочего, обслуживающего домкрат.
Из-за большой скорости опускания поршня рабочему трудно следить одновременно за выпуском жидкости и за положением уровня в системе водяной нивелировки.
Опускание сооружения домкратами должно производиться отдельными этапами по высоте, ограниченной размерами допустимой деневиляции. Перед началом каждого нового этапа опускания требуется высвободить ограничители от нагрузки, т е. произвести незначительный подъем, затем поднять гайку в домкрате или убрать очередную пластину-ограничитель и опустить поршень домкрата до его упирания в следующий ограничитель.
Гидравлические домкраты без ограничителей можно применять для опускания каркасных сооружений с большими пролетами, для которых осадка отдельных его конструктивных элементов на высоту хода поршня не является опасной.
В некоторых случаях для подъема на большую высоту проще производить выпрямление крена пространственно-жестких сооружений, хорошо воспринимающих изгибающие моменты (например, элеваторы), с помощью полиспаста. В этих случаях вверху сооружения прикрепляется подвижной многорольный блок и все сооружение поворачивается вокруг горизонтальной оси, расположенной в основании данного сооружения. Таким образом, выпрямление производится перекатом — опусканием повышенной и подъемом пониженной сторон сооружения. Этим способом можно быстро ликвидировать крен для пространственно-жесткого рамного сооружения.