Геомаркетинг » КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К УСИЛЕНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ АВАРИЙНО-ДЕФОРМИРОВАННЫХ ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ ИНЪЕКЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

DOI: https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-3-72-85

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 250 руб.

“Геотехника”, Том XV, № 3/2023

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К УСИЛЕНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ АВАРИЙНО-ДЕФОРМИРОВАННЫХ ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ ИНЪЕКЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Осокин А.И., Ноздря В.И., Джантимиров Х.А., Калач Ф.Н.

Осокин А.И., Ноздря В.И., Джантимиров Х.А., Калач Ф.Н., 2023. Комплексный подход к усилению оснований и фундаментов аварийно-деформированных исторических зданий на основе инъекционных технологий. Геотехника, Том ХV, № 3, с. 72–85, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-3-72-85.

Отечественный и зарубежный опыт реставрации исторических зданий с приспособлением к современному использованию показывает, что недоучет технического состояния фундаментов и грунтов в основании зданий может иметь самые серьезные последствия конструктивного характера в период последующей эксплуатации. Инъекционные методы восстановления несущей способности строительных конструкций, в т.ч. фундаментов и закрепление грунтов основания являются традиционными. Особенности использования инъекционных методов для грунтов основания определяются инженерно-геологическими условиями, гидрогеологической ситуацией, конструкцией фундамента, реставрационными и архитектурно строительными решениями по зданию, предполагаемым функциональным его назначением в соответствии с проектом. В статье представлены результаты опытных работ на площадке проведения противоаварийных мероприятий по усилению фундаментов и закреплению грунтов основания на объекте реставрации — Северном речном вокзале в г. Москве. Проведенные исследования позволили на основе комплексной оценки различных микроцементов обосновать технологию закрепления основания фундаментов здания особотонкодисперсным цементным раствором — микроцементом марки «Ультрацемент-5». Анализируются результаты использования различных инъекционных закрепляющих материалов, режимов нагнетания инъекционных растворов в рабочем интервале исследований, данные лабораторных исследований. На опытном участке площадки для уточнения ареола распространения закрепленных микроцементом методом пропитки грунтов при различном водоцементном отношении было выполнено шурфование. Исследованиями уточнено время набора прочности закрепленного грунта. Отмечается, что для закрепления пылеватых песков и супесей целесообразно использовать гелевые системы, обладающие высокой проникающей способностью. Учитывая, что для зданий исторической застройки существует жесткое ограничение по значениям дополнительных осадок, именно использование микроцемента позволило минимизировать развитие дополнительных деформаций усиливаемого здания.

1. Аргал Э.С., Королев В.М., Смирнов О.Е., Ашихмен В.А., 2008. Некоторые особенности технологии закрепления грунтов «манжетной» инъекцией с использованием микроцемента. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 1, c. 25–28.
2. Ибрагимов М.Н., Семкин В.В., Шапошников А.В., 2016. Некоторые проблемы закрепления грунтов растворами из микроцементов. Academia. Архитектура и строительство, № 4, с. 114–120.
3. Ибрагимов М.Н., Семкин В.В., Шапошников А.В., 2017. Цементация грунтов инъекцией растворов в строительстве. АСВ, Москва.
4. Королев В.М., Смирнов О.Е., Аргал Э.С., Ашихмен В.А., 2006. Опыт закрепления грунтов с помощью микроцемента. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 4, с. 10–14.
5. Мангушев Р.А., Усманов Р.А., Осокин А.И., 2018. Устройство и реконструкция оснований и фундаментов на слабых и структурно-неустойчивых грунтах, под ред. Р.А. Мангушева. Лань, Санкт-Петербург.
6. Мангушев Р.А., Осокин А.И., Сотников С.Н., 2019. Геотехника Санкт-Петербурга. Опыт строительства на слабых грунтах. АСВ, Москва.
7. Осокин А.И., Денисова О.О., Шахтарина Т.Н., 2014. Технологическое обеспечение подземного строительства в условиях городской застройки. Жилищное строительство, № 3, с. 16–24.
8. Харченко И.Я., Алексеев С.В., 2013. Комбинированная цементация грунтов при освоении подземного пространства в условиях плотной городской застройки. Метро и тоннели, № 5, с. 18–20.
9. Харченко И.Я., Алексеев В.А., Исрафилов К.А., Бетербиев А.С.-Э., 2016. Современные технологии инъекционного закрепления грунтов. Вестник МГСУ, Том 12, Вып. 5(104), с. 552–558, https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.5.552-558.
10. Шакиров И.Ф., Гарифуллин Д.Р., 2015. Исследование несущей способности и деформаций песчаных грунтов, укрепленных напорной цементацией. Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета, № 4, с. 200–205.
11. Шашкин А.Г., 2014. Проектирование зданий и подземных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга. Академическая наука — ООО «Геомаркетинг», Москва.
12. Шишкин В.Я., Погорелов А.Е., Макеев В.А., 2011. Реконструкция зданий исторической застройки на примере вспомогательного здания Московской государственной консерватории. Жилищное строительство, № 9, с. 16–23.
13. Henn R.W., Soule N.C., 2010. Ultrafine cement in pressure grouting. ASCE Publications, Reston, VA, USA, https://doi.org/10.1061/9780784410271.
14. Ivanova I., Pustovgar A., Eremin A., Adamtsevich A., 2015. Special aspects of hydration process of microfine cement. Applied mechanics and materials, Proceedings of the International Conference, Vol. 725–726, рр. 578–583, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.578.
15. Kalach F.N., Nozdrya V.I., Osokin A.I., Ivanishchev V.B., 2019. Characteristics of ultrafine permeation grouting for foundation soil of Northern River terminal in Moscow. Geotechnics fundamentals and applications in construction: new materials, structures, technologies and calculations, Proceedings of the International Conference, Saint Petersburg, 2019, pp. 109–113, https://doi.org/10.1201/9780429058882-21.
16. Markou I.N., Christodoulou D.N., Atmatzidis D.K., 2012. Effect of sand gradation on the groutability of cement suspensions. Grouting and deep mixing, Proceedings of the 4th International Conference, New Orleans, LA, USA, Vol. 2, https://doi.org/10.1061/9780784412350.0175.
17. Osokin A.I., Kalach F.N., Diakonov I.P., Remizova N.V., 2020. Value of additional vertical deformations of foundations depending on injection grouting conditions. Civil, architectural and environmental sciences and technologies, Proceedings of the International Conference, Samara, 2019, ID 012144, https://doi.org/10.1088/1757-899X/775/1/012144.

ОСОКИН А.И.*
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург, Россия,
geostroy-osokin@mail.ru
Адрес: 2-я Красноармейская ул., д. 4, г. Санкт-Петербург, 190005, Россия
НОЗДРЯ В.И.
АО «НПО “Полицелл”», г. Владимир, Россия, nvi@npo-polycell.ru
Адрес: ул. Линейная, д. 3, г. Владимир, 600020, Россия
ДЖАНТИМИРОВ Х.А.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, chrisd@inbox.ru
Адрес: Рязанский пр-кт, д. 59, г. Москва, 109428, Россия
КАЛАЧ Ф.Н.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург, Россия, fkalach@yandex.ru

Geotechnics, Vol. XV, No. 3/2023

A COMPREHENSIVE APPROACH TO REINFORCEMENT OF BASES AND FOUNDATIONS OF DEFORMED-TO-THE FAILURE STATE HISTORICAL BUILDINGS BASED ON GROUTING TECHNOLOGIES

Osokin A.I., Nozdrya V.I., Dzhantimirov Ch.A., Kalach F.N.

Osokin A.I., Nozdrya V.I., Dzhantimirov Ch.A., Kalach F.N., 2023. A comprehensive approach to reinforcement of bases and foundations of deformedto-the failure state historical buildings based on grouting technologies. Geotechnics, Vol. XV, No. 3, pp. 72–85, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-3-72-85.

The national and international experience of restoration of historical buildings with their adaptation for modern use demonstrates that a lack of consideration of a technical condition of foundations and soils in the base of buildings can have the most serious structural implications in the period of subsequent operation. There are traditional grouting methods of restoration of bearing capacity of building structures including foundations and soil reinforcement. Characteristic features of using grouting methods for soils are defined by engineering geological conditions, a hydrogeological situation, a foundation structure, restoration, architectural and civil engineering solutions for a building, its supposed function according to a design. The paper presents the results of experimental works at the site of conducting anti-failure measures to reinforce foundations and underpin soils at the restoration site of the Northern River Ship station in Moscow. The conducted investigations based on comprehensive evaluation of different micro cements provided substantiation of a technology of reinforcement of foundation bases with a special fine disperse cement mortar — micro-cement “Ultracement-5”. There have been analyzed the results of various grouting reinforcement materials, the regimes of jet grouting in the operational interval of research, the data of laboratory studies. In order to specify an area of spread of soils reinforced with micro-cement using the method of soil soaking at different water-cement ratio test pits were made in a test ground of the site. It is mentioned that to reinforce silty sands and clayey sands it is expedient to use gel systems which have a high penetration capacity. Taking into consideration the fact that there is a strict limitation as per values of additional settlement for historical buildings it was the use of micro-cement that allowed minimizing development of additional strains of the building under reinforcement.

engineering restoration Reinforcement of foundations of historical buildings deformed-to-the-failure state historical buildings grouting technologies for soil consolidation and foundation reinforcement micro-cement gel system “Polygel ASM-KZ”

1. Argal E.S., Korolev V.M., Smirnov O.E., Ashikhmen V.A., 2008. Some features of the technology for fixing soils using “cuff” injection using microcement. Osnovaniya, Fundamenty i Mehanika Gruntov, No. 1, pp. 25–28. (in Russian)
2. Ibragimov M.N., Semkin V.V., Shaposhnikov A.V., 2016. Some problems of fixing soils with microcement solutions. Academia. Arkhitektura i Stroitelstvo, No. 4, pp. 114–120. (in Russian)
3. Ibragimov M.N., Semkin V.V., Shaposhnikov A.V., 2017. Cementation of soils by injection of solutions in construction. ASV, Moscow. (in Russian)
4. Korolev V.M., Smirnov O.E., Argal E.S., Ashikhmen V.A., 2006. Experience in consolidating soils using microcement. Osnovaniya, Fundamenty i Mehanika Gruntov, No. 4, pp. 10–14. (in Russian)
5. Mangushev R.A., Usmanov R.A., Osokin A.I., 2018. Construction and reconstruction of bases and foundations on weak and structurally unstable soils, in R.A. Mangushev (ed.). Lan, Saint Petersburg. (in Russian)
6. Mangushev R.A., Osokin A.I., Sotnikov S.N., 2019. Geotechnics of Saint Petersburg. Experience in construction on soft soils. ASV, Moscow. (in Russian)
7. Osokin A.I., Denisova O.O., Shakhtarina T.N., 2014. Technological support for underground construction in urban areas. Zhilishcnoye Stroitelstvo, No. 3, pp. 16–24. (in Russian)
8. Kharchenko I.Ya., Alekseev S.V., 2013. Combined soil cementation during the development of underground space in dense urban areas. Metro i Tonneli, No. 5, pp. 18–20. (in Russian)
9. Kharchenko I.Ya., Alekseev V.A., Israfilov K.A., Beterbiev A.S.-E., 2016. Modern technologies of cement grouting. Vestnik MGSU,
Vol. 12, Issue 5(104), pp. 552–558, https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.5.552-558. (in Russian)
10. Shakirov I.F., Garifullin D.R., 2015. The research of bearing capacity and deformation of sandy ground, reinforced by pressure cementation. News of the Kazan State University of Architecture and Engineering, No. 4, pp. 200–205. (in Russian)
11. Shashkin A.G., 2014. Design of buildings and underground structures in difficult engineering-geological conditions of Saint Petersburg. Akademicheskaya Nauka — Geomarketing LLC, Moscow. (in Russian)
12. Shishkin V.Ya., Pogorelov A.E., Makeev V.A., 2011. Reconstruction of historical buildings using the example of the auxiliary building of the Moscow State Conservatory. Zhilishcnoye Stroitelstvo, No. 9, pp. 16–23. (in Russian)
13. Henn R.W., Soule N.C., 2010. Ultrafine cement in pressure grouting. ASCE Publications, Reston, VA, USA, https://doi.org/10.1061/9780784410271.
14. Ivanova I., Pustovgar A., Eremin A., Adamtsevich A., 2015. Special aspects of hydration process of microfine cement. Applied mechanics and materials, Proceedings of the International Conference, Vol. 725–726, рр. 578–583, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.578.
15. Kalach F.N., Nozdrya V.I., Osokin A.I., Ivanishchev V.B., 2019. Characteristics of ultrafine permeation grouting for foundation soil of Northern River terminal in Moscow. Geotechnics fundamentals and applications in construction: new materials, structures, technologies and calculations, Proceedings of the International Conference, Saint Petersburg, 2019, pp. 109–113, https://doi.org/10.1201/9780429058882-21.
16. Markou I.N., Christodoulou D.N., Atmatzidis D.K., 2012. Effect of sand gradation on the groutability of cement suspensions. Grouting and deep mixing, Proceedings of the 4th International Conference, New Orleans, LA, USA, Vol. 2, https://doi.org/10.1061/9780784412350.0175.
17. Osokin A.I., Kalach F.N., Diakonov I.P., Remizova N.V., 2020. Value of additional vertical deformations of foundations depending on injection grouting conditions. Civil, architectural and environmental sciences and technologies, Proceedings of the International Conference, Samara, 2019, ID 012144, https://doi.org/10.1088/1757-899X/775/1/012144.

ANATOLY I. OSOKIN*
Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering; Saint Petersburg, Russia; geostroy-osokin@mail.ru
Address: Bld. 4, 2nd Krasnoarmeiskaya St., 190005, Saint Petersburg, Russia
VLADIMIR I. NOZDRYA
NPO Polyzell JSC; Vladimir, Russia; nvi@npo-polycell.ru
Address: Bld. 3, Lineynaya St., 600020, Vladimir, Russia
CHRISTOPHOR A. DZHANTIMIROV
Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; chrisd@inbox.ru
Address: Bld. 59, Ryazanskiy Ave, 109428, Moscow, Russia
FILIPP N. KALACH
Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering; Saint Petersburg, Russia; fkalach@yandex.ru

Статьи из журнала

К 90-ЛЕТИЮ КАФЕДРЫ ГЕОТЕХНИКИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА. ИСТОРИЯ, ДОСТИЖЕНИЯ, НАУЧНАЯ ШКОЛА КАФЕДРЫ

“Геотехника”, Том XV, № 3/2023

Авторы: Мангушев Р.А., Осокин А.И.

В статье собраны исследовательские материалы по истории кафедры геотехники строительного факультета Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, проанализированы этапы формирования геотехнической научной школы, основателем которой является доктор технических наук, заслуженный деятель науки ...

РЕАЛИЗАЦИЯ ИДЕАЛЬНОЙ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГРУНТА В ДЕФОРМАЦИОННОЙ ПОСТАНОВКЕ

“Геотехника”, Том XV, № 3/2023

Авторы: Полунин В.М., Колюкаев И.С., Кораблев Д.С., Паскачева Д.А.

Многие практические задачи геомеханики невозможно реализовать с использованием только аналитических решений. Упрощения в данной области ведут к потере точности, неоправданным запасам несущей способности и удорожанию технических решений. Метод конечных элементов ...

ФАКТОР СТАДИЙНОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ СЕКЦИЙ МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ БЕСКАРКАСНОГО ТИПА В РАСЧЕТЕ НЕСТАБИЛИЗИРОВАННЫХ НЕРАВНОМЕРНЫХ ОСАДОК В ОСНОВАНИИ ПЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА

“Геотехника”, Том XV, № 3/2023

Автор: Бурцев Р.В.

Рассматривается пространственная задача о возведении точечных секций монолитного здания с плитным фундаментом на слабых грунтах в среде PLAXIS 3D. Настоящая работа направлена на оценку факторов, влияющих на развитие неравномерных осадок ...

ДИАГНОСТИКА ТРЕЩИН В ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЯХ И ОЦЕНКА ДОПУСТИМЫХ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

“Геотехника”, Том XV, № 3/2023

Авторы: Шашкин В.А., Бакусов П.А.

Статья посвящена уточнению предельных значений, ограничивающих дополнительные деформации существующих зданий при новом строительстве в среде сложившейся городской застройки. Отмечается, что диагностика технического состояния строений, окружающих площадку нового строительства или реконструкции, ...