Для каждого конкретного случая выбор способа усиления фундамента сооружений башенного типа должен производиться на основании тщательного технико-экономического сравнения возможных вариантов. Ниже на примерах из практики рассмотрим способы усиления фундаментов башенных сооружений в условиях проявления недопустимого крена.

В селе Александровка Ставропольского края в результате замачивания верхних слоев лессовидных суглинков и супесей, находящихся в пределах сжимаемой толщи фундаментов здания элеватора, начались просадки основания, которые привели к крену зданий в верхней точке для различных корпусов от 20 до 80 см. Поскольку засыпка зерном отдельных отсеков элеватора производилась не одновременно, крен продолжал прогрессировать в течение пяти лет. Проявлению значительных осадок и кренов также способствовало повышение уровня грунтовых вод.

Здание элеватора состояло из семи корпусов, которые располагались на площадке последовательно с разрывом в 5 м. Корпуса элеватора построены по типовому проекту, емкость каждого корпуса 10 300 т. Силосный корпус имеет размеры в плане 15x33 м и высоту от пола подсилосного этажа до пола надсилосного этажа - 35,84 м. Сетка расположения колонн силосов 3x3, высота подсилосного этажа 5,4 м, силосной части - 30 м. Фундаменты корпуса выполнены в виде сплошной монолитной железобетонной плиты, рассчитанной по схеме перевернутого безбалочного перекрытия. Сборные колонны установлены в стаканы башмаков, выступающих из фундаментной плиты. По колоннам уложены сборные железобетонные воронки.

При проектировании усиления оснований и фундаментов были рассмотрены следующие варианты.

Первый вариант предусматривал усиление фундаментов буроинъекционными сваями, которые предполагалось устраивать из внутреннего помещения здания путем бурения скважин диаметром 190 мм и длиной 17 м. В каждую скважину опускается арматурный каркас, после чего скважина заполняется цементно-песчаным раствором под давлением.

Во втором варианте предусматривалось термическое закрепление грунтов основания через пробуренные в фундаментной плите и грунте скважины диаметром 150 мм и длиной 11м.

По третьему варианту рассматривался метод упрочнения грунтов с помощью газовой силикатизации. Погружение инъекторов предусматривалось сквозь фундаментную плиту с помощью пневмомолотов на глубину 10 м, а извлечение - гидравлическими домкратами.

Четвертый вариант усиления предусматривал увеличение площади опирания фундаментов. Однако, поскольку добавлявшиеся плитные фундаменты не обладали достаточной жесткостью для восприятия поперечной силы от реактивного давления грунта, было решено передать реакцию грунта на всю конструкцию элеватора путем устройства железобетонных рам. При бетонировании рам предусматривалась установка металлических манжетов в местах охвата колонн монолитом рамы (колонны не должны были защемляться бетоном рам до ликвидации крена корпуса). Над рамами существовавшие колонны усиливались железобетонными корсетами для восприятия повышенных реактивных усилий.

Пятый вариант аналогичен четвертому - усиление фундаментов осуществляется путем уширения площади их опирания. Однако реактивное усиление передается конструкциям элеватора с помощью железобетонных арок. При бетонировании арок также предусматривалась установка защитных металлических манжетов в местах охвата колонн. Сечения колонн усиливались с помощью железобетонных корсетов, охватывающих колонны на участках над арками, при этом усиление выполняется с устройством временного зазора величиной около 50 мм между верхом бетона арки и низом корсета. Крен здания ликвидируется после набора прочности бетоном арок и дополнительных фундаментов. Крен устраняется путем частичной загрузки зерном бункеров элеватора, а при необходимости - и с помощью искусственного одностороннего замачивания грунтов через инъекционные трубки или постепенного выбуривания грунта с нужной стороны. После ликвидации крена корпуса, оставленные ранее зазоры между бетоном колонн и арок зачеканиваются бетоном.