Тюменский индустриальный

СТЕПАНОВ М. А., СТЕПАНОВА М. В.
 
ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ВЫПРАВЛЕНИЯ КРЕНОВ ЗДАНИЙ 
Степанов М. А., канд. техн. наук, доцент кафедры «Геотехника», 
[e-mail]. 
Степанова М. В., магистрант, [e-mail]. 
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет 
Аннотация.
В нашей стране весьма большое количество зданий и сооружений находятся 
в аварийном состоянии, причем большой процент этого фонда составляют объекты, 
которые в процессе эксплуатации получили сверхнормативные деформации грунтового 
основания. Целью данного исследования был обзор существующих технологий 
выправления кренов и выявление наиболее из них перспективных. В результате были 
рассмотрены методы устранения неравномерных осадок, выделены преимущества и 
недостатки приведенных методов. 
Ключевые слова: 
напряженно-деформированное состояние, крен, массив грунта, 
неравномерные осадки. 
При сверхнормативных деформациях грунтового основания 
конструкции зданий и сооружений получают изменение геометрического 
положения, наиболее опасным из которых является крен. Существует 
большое количество причин, по которым возникают неравномерные 
осадки. Как показывает практика, основными факторами являются: 
неоднородное грунтовое основание, возведение отдельных частей здания в 
разное время, избыточное увлажнение, изменение уровня подземных вод, 
неравномерная нагрузка на основание и другие факторы. 
На сегодняшний день существует несколько основных способов 
устранения неравномерных осадок [1]: 
1. 
Пригрузка слоем грунта; 
2. 
Использование домкратов; 
3. 
Изменение (регулирование) уровня подземных вод; 
4. 
Инъецирование; 
5. 
Выбуривание скважин. 
На данный момент не существует универсального метода, который 
бы позволял выравнивать здания любой конструктивной схемы, в любых 
инженерно-геологических условиях. Для каждого конкретного случая 
проводится анализ и подбираются оптимальные методы решения, как с 
технологической, так и с экономической точки зрения. 
Метод пригруза основан на создании дополнительных деформаций 
под неосевшей частью сооружения для возможности нивелировать общие 
осадки [2]. Данный метод применялся при строительстве Калининской 
атомной станции, которую стабилизировали пригрузом массой 
169 

---

строительных элементов, со стороны противоположной крену. 
Специалисты Одесского строительного института выправляли крен 
кирпичной трубы, высотой 33,1 метра путем односторонней укладки 
чугунных гирь массой по 2 тонны. Однако, данный метод не получил 
широкого распространения, так как применим либо для сооружений 
относительно небольшой массы, либо для сооружений башенного типа. 
Для крупногабаритных зданий данный метод не целесообразен, но 
позволяет стабилизировать осадки и приостановить дальнейшие 
деформации. 
Изменение уровня подземных вод позволяет изменять вертикальные, 
а, следовательно, и горизонтальные напряжения в массиве грунта. Для 
оснований, сложенных просадочными грунтами, используется метод 
регулируемого замачивания, однако, его результаты являются 
непредсказуемыми в силу изменения характеристик грунта основания в 
значительной области под подошвой фундамента [3]. 
Метод подъема и выравнивания зданий и сооружений с 
использованием домкратов за рубежом применяется с 1879 года, в нашей 
стране около 70 лет. Основным разработчиком технологии с 
использованием электрогидравлических систем с плоским домкратом 
является российская фирма из Ростова-на-Дону - НПО «Интербиотех». 
Данный метод позволяет осуществлять контроль на всех этапах, а 
согласованность домкратных групп обеспечивает корректировку 
положения здания, устраняя деформации в порядке обратном их 
накоплению [4]. Домкраты позволяют перевести здание на регулируемые 
фундаменты путем устройства распределительных поясов и домкратных 
проемов, что делает возможным корректировку положения здания при 
возможной повторной неравномерной осадке. Данная разработка также 
является патентом фирмы НПО «Интербиотех». За рубежом активно 
используют такие домкратные системы, как «SAARTECH», «HyBauTech» 
и «DMT» (Германия) и «Kwant» (Польша). Технология подъема зданий 
домкратными системами не применима для зданий башенного типа, а 
также мачт, дымовых труб и подобных сооружений, имеющих смещение 
центра тяжести к подошве фундамента, так как домкраты подразумевают 
отрыв между надземной частью и фундаментом, что в данном случае 
приведет к образованию эксцентриситета и дальнейшему сползанию 
сооружения с домкратов. 
Одной из распространенных технологий выправления кренов зданий 
и сооружений является инъецирование. Данная технология позволяет 
добиться повышения прочности и уменьшения сжимаемости грунтов. 
Наиболее часто используемые способы инъецирования это смолизация, 
силикатизация и цементация. Каждых из этих методов имеет свои 
преимущества и недостатки, так цемент является экологически чистым 
вяжущим и имеет наиболее широкое распространение, синтетические 
170 

---

смолы имеют высокую проникающую способность, но при этом 
высокотоксичны, а силикатизация имеет высокую стоимость силиката 
натрия. Подъем и выравнивание сооружений возможны только при 
инъецировании твердеющего раствора в режиме гидроразрывов. При этом 
происходят два основных процесса – это образование разрывов и 
заполнение пор грунта за счет фильтрации в них твердеющего раствора 
[5]
. В результате инъецирования образуется линза, выполняющая роль 
«гидравлического домкрата». Технология гидроразрывов позволяет 
инъецировать растворы в слабоводопроницаемые грунты, однако, данный 
способ не позволяет контролировать и регулировать число и направление 
разрывов в грунте, а также качество выполняемых работ.
Метод инъецирования появился в 1802 году, когда Чарльз Берини 
провел нагнетание в грунт смеси воды и цемента, в нашей стране данный 
метод применяется более 50 лет. При помощи такой технологии 
проводились работы по реконструкции промышленного здания, 
получившего неравномерные осадки в результате надстройки трех этажей, 
находящееся по проспекту Обуховской обороны, 120 в городе Санкт-
Петербург. В результате проведенных работ значение модуля деформации 
изменилось с 3,0 МПа до 3,5 МПа. 
Еще одной, относительно новой, технологией является выбуривание 
скважин. Эта технология подразумевает создание дополнительных 
деформаций в ослабленном перфорированном слое, полученном путем 
выбуривания горизонтальных скважин. При использовании такого 
основания необходимо произвести расчеты на максимальные деформации 
при удалении грунта из-под подошвы фундамента, определить 
максимальную глубину заложения цилиндрической полости, а также 
определить несущую способность грунта, ослабленного рядом полостей 
[6]. 
В настоящее время ведется активное моделирование выбуривания 
наклонных скважин, определение необходимого шага и диаметра скважин, 
а также выявление зависимости напряженно-деформированного состояния 
грунта от параметров выбуривания.
Наиболее известным примером использования метода выбуривания 
в сочетании с пригрузом является стабилизация неравномерных осадок 
Пизанской башни. Всего было пробурено 12 скважин на предварительном 
этапе, позволившим уменьшить наклон башни, и еще 41 на завершающем 
этапе, в итоге удалось уменьшить крен на 0,5 градусов [7]. Данная 
технология является наиболее перспективным направлением развития в 
области устранения неравномерных осадок, так как изменение 
характеристик грунта происходит лишь в месте его удаления, а во многих 
случаях данная технология будет являться более простой и менее 
трудоемкой в сравнении с другими методами стабилизации 
неравномерных осадок. 
171 

---

В данной статье приведены лишь основные технологии, получившие 
наибольшее распространение. В связи с тем, что проблема кренов и 
неравномерных осадок актуальна, то учеными разных стран постоянно 
ведется поиск новых способов решения данной проблемы и разработка 
различных патентов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. 
Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные 
сооружения : издание второе, дополненное и переработанное / В. А. 
Ильичев [и др.]. – Москва : Издательство АСВ, 2016. – 1040 с. 
2. 
Петрухин, В. П. Новые способы геотехнического проектирования 
и строительства : научное издание / В. П. Петрухин, О. А. Шулятьев, О. А. 
Мозгачева. – Москва : Издательство АСВ, 2015. – 224 с. 
3. 
Дыба, В. П. Корректировка геометрического положения здания 
выбуриванием грунта из-под подошвы фундамента / В. П. Дыба // Вестник 
ВолгГАСУ. – 2015. - № 4 (40). – С. 1-7. 
4. 
Пат. 2224845 Российская Федерация, МПК E02D35. Система 
подъема и выравнивания здания, сооружения / Зотов В. Д., Болотов Ю. К., 
Зотов М. В., Пимшин Ю. И.; патентообладатель Научно-производственная 
фирма «ИНТЕРБИОТЕХ». - № 2003117059; заявл. 09.06.2003; опубл. 
27.02.2004. 
5. 
Ибрагимов, М. Н. Вопросы проектирования и производства 
употнения грунтов инъекцией растворов по гидроразрывной технологии / 
М. Н. Ибрагимов // Журнал ОФМГ. – 2015. - № 2. – С. 22-27. 
6. 
Шулятьев, А. О. Искусственное изменение напряженно-
деформированного состояния грунта для решения геотехнических задач / 
А. О. Шулятьев // Труды НИИОСП им. Н. М. Герсеванова. – 2001. - № 2. – 
С. 37-44. 
7. 
Бурланд, Дж. Б. Стабилизация Пизанской башни / Дж. Б. Бурланд 
// Реконструкция городов и геотехническое строительство. – 2003-2004. - 
№ 7. – С. 43-59.
172 

---

УДК 621.642.075