Содержание, карта.

Реконструкция и усиление фундаментов


Раздел 10. Реконструкция фундаментов и усиление оснований

10.1. Причины, вызывающие необходимость реконструкции фундаментов и усиление оснований.

При реконструкции предприятий, связанной с их техническим перевооружением, при капитальном ремонте зданий, прокладке подземных коммуникаций, возведении новых фундаментов около существующих сооружений, а также при развивающейся во времени недопустимой осадке возникает необходимость в оценке степени обеспечения фундаментами дальнейшей нормальной эксплуатации сооружений, а в соответствующих случаях – в усилении и переустройстве фундаментов. Основными причинами, приводящими к этому, являются: увеличение нагрузки на фундаменты, разрушение кладки фундамента или снижение его гидроизолирующих качеств, ухудшение условий устойчивости оснований и увеличение деформативности грунтов, непрерывное развитие недопустимых перемещений.

10.2. Обследование фундаментов и оснований.

Для принятия рационального решения по усилению и реконструкции фундаментов производится тщательное обследование оснований и фундаментов.

Весь комплекс работ по обследованию фундаментов и оснований разделяется на следующие этапы:

I этап – сбор и обобщение сведений по строительству и эксплуатации здания или сооружения и детальное изучение технической документации.

II этап – обследование окружающей местности и надземных конструкций здания или сооружения. Осмотр окружающей местности позволяет выяснить причину деформаций. Обследование надземных конструкций позволяет выявить характер деформаций. Обследование надземных конструкций позволяет выявить характер деформаций.

Обследования здания – внешний осмотр конструкций, выполнение необходимых замеров, отбор образцов для определения прочности, определение величины осадки деформированных зданий путём нивелирования.

III этап – обследование фундаментов и грунтов основания зданий и сооружений.

Обследование фундаментов производится из шурфов, число и размер которых определяются размерами и конфигурацией объекта, грунтовыми условиями и целями обследования.

Шурфы закладываются рядом с обследуемыми фундаментами. Если здание с подвалом, то шурфы закладывают, как правило, внутри здания с целью уменьшения объёма земляных работ. При обследовании фундаментов уточняют тип фундамента, форму, размеры в плане, глубину заложения; выявляют выполненные ранее подводки и усиления, дефекты кладки; определяют прочность тела фундамента. У свайных фундаментов замеряется диаметр или размеры поперечного сечения свай, шаг, количество свай на 1 м. длины.

Прочность материала фундаментов определяется механическими и неразрушающими способами.

Механический способ определения прочности материала фундаментов и стен подвалов основывается на измерении величины и определении характера следа, оставленного зубилом или молотком на поверхности конструкции. Прочность материала фундаментов может быть определена также с помощью шарикового молотка Физделя и эталонного молотка Кошкарова.

Более предпочтительными являются неразрушающие методы определения прочностных характеристик фундаментов. Наибольшее распространение получил акустический метод, основанный на определении времени прохождения акустического сигнала между датчиком и приёмником в испытуемом материале.

Для инженерно-геологической оценки грунтов основания назначаются разведочные скважины. В лабораторных и полевых условиях в соответствии с действующими ГОСТами определяют все физико-механические свойства грунтов.

10.3. Основные методы усиления фундаментов и оснований.

10.3.1. Методы усиления грунтов основания сводятся в основном к повышению их несущей способности путём искусственного упрочнения: силикатизации и электросиликатизации грунтов, термическим обжигом, устройством песчаных подушек под новые фундаменты.

10.3.2. Основными методами усиления фундаментов зданий и сооружений являются цементация, устройство бетонных и железобетонных обойм, укрепление фундаментов с расширением подошвы, усиление буроинъекционными сваями и призматическими сваями.

Цементация фундаментов выполняется при недостаточной прочности кладки. Для этого в теле фундамента шлямбуром или перфоратором пробивают отверстия диаметром 25 мм. и закладывают металлические трубки, через которые нагнетают цементный раствор состава 1:1 (цемент–вода) под давлением 0,3…0,5 МПа.

 
 
Укрепление фундамента бетонными и железобетонными обоймами применяется в том случае, когда цементацию произвести невозможно. Минимальная ширина бетонной обоймы должна составлять 15 см., чаще всего ее принимают равной 20…30 см. Железобетонная обойма применяется при неудовлетворительном состоянии фундаментов или стен на отдельных участках.

 
 
Укрепление фундамента с расширением подошвы осуществляют с помощью как односторонних, так и двусторонних банкет.

Подошву фундаментов уширяют в целях передачи давления на большую площадь. Если уширения делают без обжатия грунта основания, то они вступают в работу лишь при увеличении нагрузки, когда появляются дополнительные осадки. Уширенные части фундамента воспринимают только часть увеличивающейся нагрузки. Для уменьшения развития дополнительных осадок уширенного фундамента грунт под уширениями предварительно обжимают с помощью

 
 
домкратов.

Часто фундаменты усиливают путем пересадки их на сваи. Для этого либо делают буроинъекционные сваи – бурят через фундамент наклонные скважины диаметром 15…25 см, в которые под значительным давлением нагнетают бетонную смесь, либо вдавливают звенья железобетонных свай под фундамент домкратами.

10.4. Подводка новых фундаментов.

Подводку новых фундаментов производят при разработке грунта ниже подошвы существующих фундаментов, а также для прекращения недопустимых деформаций зданий и сооружений.

Свайные фундаменты усиливают в случае их недостаточной несущей способности путём задавливания свай с опиранием их на плотные грунты или наращиванием существующих свай дополнительными секциями. Чаще всего усиление свайных фундаментов производится путём погружения дополнительных свай вне контура фундамента (выносные сваи) с передачей на них нагрузки от реконструируемых фундаментов (рис. ).

Фундаменты мелкого заложения также можно пересаживать на набивные сваи.

10.5. Устройство фундаментов вблизи существующих сооружений.

10.5.1. Причины, приводящие к деформациям существующих сооружений.

Существующие здания при возведении около них фундаментов часто получают недопустимые деформации. Причин этому несколько:

1) выпор грунта в стороны котлована (рис.93, а);

2) вымывание грунта грунтовой водой из-под существующих фундаментов при открытом водоотливе из котлована (рис.93, б);

3) уплотнение несвязного грунта динамическими воздействиями при забивке шпунта, свай, раздробление шар – или клин – молотом мерзлого грунта или старых фундаментов;

4) промораживание грунта под фундаментом (рис.93, в);

5) смещение шпунта в сторону котлована (рис.93, г);

6) уплотнение грунтов под действием нагрузок, передаваемых новым сооружением на основание (рис.93, д);

7)

 
 
развитие отрицательного трения, действующего на сваи.

10.5.2. Меры по уменьшению влияния новых фундаментов на существующие.

Планировочные мероприятия направлены на то, чтобы новое здание было отнесено от существующих на безопасное расстояние – обычно на 10…20 м. Такое новое здание может рассматриваться как «отдельно стоящие» и специфических проблем с фундаментами не возникает.

Архитектурное решение может упростить задачу, если новое здание в зоне примыкания тем или иным способом облегчено, допустим, в зоне примыкания располагают блок, высота которого меньше соседнего, новое здание облегчено проездами и т.п.

Конструктивные мероприятия являются основными. Их следует разбить на три группы: 1) новое здание строится на фундаментах мелкого заложения, несмотря на то, что условие не удовлетворено ( дополнительная осадка; предельно допустимая величина дополнительной осадки); 2) новое здание возводится на свайных фундаментах; 3) под новым зданием предусмотрено строительство глубокого подземного объёма (гаража, склада и т.д.).

В случае использования фундаментов мелкого заложения рекомендуется применять следующие мероприятия: консольное примыкание, разъединительный шпунтовый ряд, превентивное усиление фундаментов соседних домов с пересадкой их на сваи усиления. Консольное примыкание частично снижает уплотнение грунта под фундаментами существующих зданий при возведении около них новых тяжёлых сооружений.

Практически полного исключения влияния загружения основания достигают разделением его шпунтом, погружаемым глубже активной зоны.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 2

Расчёты фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений являются достаточно сложными и трудоёмкими, поэтому их целесообразно выполнять с использованием ЭВМ. Применение ЭВМ позволяет сократить время, затрачиваемое на расчёты, избежать ошибок при расчётах, снизить стоимость и повысить качество проектных решений фундаментов; даёт возможность детально проанализировать несколько вариантов проектных решений и выбирать из них наиболее рациональный вариант. Наибольший эффект с применением ЭВМ достигается в том случае, когда инженер осуществляет выбор путей решения поставленной задачи и творческое осмысление полученных результатов.

С точки зрения реализации на ЭВМ задачи геомеханики и фундаментостроения условно можно разделить на три класса.

I класс – задачи, решение которых достигается вычислением искомых параметров, выраженных в явном виде некоторым набором формул (определение осадки фундамента метод послойного суммирования, определение размеров подошвы фундамента исходя из ограничения среднего давления под подошвой расчётным сопротивлением грунта);

II класс – задачи, которые не имеют решения в замкнутом виде (точного решения). Решение таких задач достигается так называемыми «численными методами» (задача о деформировании фундаментной плиты, лежащей на неоднородном по сжимаемости основании);

III класс – оптимизационные задачи, суть которых сводится к отысканию наилучшего варианта решения, отвечающего определённым требованиям (определение глубины заложения подошвы фундамента исходя из минимума затрат на его возведение).

Для любого типа фундамента существуют общие основные стадии методики проектирования фундаментов с применением ЭВМ. Данный процесс может быть описан следующей универсальной схемой (рис.11.1, а) – АИГУ (анализ инженерно-геологических условий строительной площадки); d – определение глубины заложения фундамента; А – определение площади подошвы фундамента; П – проверки фундаментов.

Расчёт на ЭВМ фундаментов мелкого заложения.

Основные этапы на стадии анализа инженерно-геологических условий представлены на рис.95, б, а на рис.95, в показан ряд факторов, которые следует учитывать при выборе глубины заложения фундамента. Схема определения площади подошвы фундамента и расчётного сопротивления грунта основания приведена на рис.95, г. Проверка фундамента мелкого заложения представлена на рис.95, д.

Расчёт фундаментных плит является одним из наиболее сложных и имеет ряд особенностей по сравнению с расчётами других конструкций в открытых котлованах. Это связано с различиями в площади передачи нагрузки и, как следствие, с различиями в условиях работы грунта в основании.

 
 
Расчёт выполняется в несколько этапов, на первом этапе производится подбор размеров подошвы плиты исходя из расчёта основания по деформациям (рис.96, блоки 2 – 9). На втором этапе выполняется уточнение размера плиты в плане и определение общей толщины плиты исходя из расчёта железобетонной конструкции плиты без учёта ее взаимодействия с грунтовым основанием (рис.96, блок 10). На третьем этапе производится расчёт плиты как конструкции на упругом основании, размеры которой определены расчётами на первых двух этапах, и с учётом найденных внутренних усилий выполняется подбор арматуры (рис.96, блоки 11 – 15).

Расчёты, производимые в блоках 2 – 11, с математической точки зрения не представляют особой сложности, однако являются весьма трудоёмкими. Статический расчёт фундаментной плиты на упругом основании (блок 12), особенно при сложной конфигурации плиты и сложной схеме передачи нагрузки, может практически быть выполнен только на ЭВМ.

 
 
Расчёт свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп (рис.97).

По первой группе:

– по прочности конструкций свай, свайных ростверков;

– по несущей способности грунта основания свайных фундаментов и свай;

– по устойчивости;

По второй группе:

– по осадкам оснований свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;

– по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов;

– по образованию и раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 3

9.1. Фундаменты под машины с динамическими нагрузками.

9.1.1. Типы машин.

Машины периодического действия делятся на три подгруппы: с равномерным вращением (электродвигатели, моторогенераторы, турбогенераторы, роторы и др.); с равномерным вращением и связанным с ним возвратно – поступательным движением (компрессоры, насосы, двигатели внутреннего сгорания, лесопильные рамы и др.); с возвратно поступательным движением, завершающимся непрерывно следующими один за другим ударами (встряхивающие и вибрационно-ударные машины).

Машины непериодического действия также делятся на три подгруппы: с неравномерным вращением или возвратно-поступательным движением (приводные электродвигатели прокатных станов, генераторы разрывных мощностей и др.); с возвратно-поступательным движением, завершающимся отдельными ударами (молоты ковочные и штамповочные, копровые устройства и др.); с давлением, вызывающим перемещения обрабатываемого материала и передающим на фундамент случайные нагрузки (мельничные установки).

9.1.2. Виды фундаментов под машины с динамическими нагрузками

1) массивные, бетонные или железобетонные для всех видов машин;

2) рамные, сборные или сборно-монолитные, представляющие собой ряд поперечных рам, которые опираются на нижнюю плиту или на ростверк и связаны поверху между собой продольными балками, либо верхнюю плиту, которая опирается на стойки, заделанные в нижнюю плиту, или на сваи-колонны;

3) стенчатые в виде поперечных или продольных стен, опирающихся на нижнюю плиту или на ростверк и связанных между собой поверху ригелями или плитой.

Сборно-монолитные и сборные фундаменты допускается устраивать главным образом для машин периодического действия, не допускается для машин с импульсными ударными нагрузками.

9.1.3. Расчёт оснований таких фундаментов.

По первой группе предельных состояний выполняется:

1) проверка среднего статистического давления под подошвой для фундаментов на естественном основании или несущей способности основания для свайных фундаментов; эта проверка производится для всех без исключения типов машин

где среднее давление на основание под подошвой фундамента от расчётных статических нагрузок (вес фундамента, грунта на его обрезах, машины и вспомогательного оборудования с коэффициентом перегрузки n=1); коэффициент условий работы грунтов основания, учитывающий характер динамической нагрузки и ответственность машины; коэффициент условий работы грунтов основания, учитывающий возможность возникновения длительных деформаций при действии динамических нагрузок; расчётное сопротивление грунта.

где несущая способность грунтов основания одиночной сваи; несущая способность сваи в статических условиях, определяемая в зависимости от вида сваи и грунтовых условий; и коэффициенты условий работы грунтов основания, принимаемые в зависимости от грунтовых условий;

2) расчёт прочности отдельных элементов конструкции фундамента; расчёт производится для отдельных, подвергающихся действию динамических нагрузок элементов рамных и стенчатых фундаментов (стоек и ригелей рам, балок, плит, консольных выступов), фундаментов плитного и балочного типа, а также отдельных сечений массивных фундаментов, ослабленных отверстиями и выемками (по СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции»).

Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний включает:

1) определение амплитуд колебаний фундаментов или отдельных их элементов; расчёт производится в соответствии со СНиП «Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Нормы проектирования» и является определяющим при проектировании фундаментов машин с динамическими нагрузками

где наибольшая амплитуда колебаний верхней грани фундамента, рассчитываемая для определённого типа фундамента под машины; предельно допустимая амплитуда колебаний, определяемая по СНиП 2.02.05-87;

2) определение осадок и деформаций (прогибов, крена и т.п.) фундаментов или их элементов; эти расчёты выполняются в отдельных случаях для ответственных сооружений и при наличии требований, ограничивающих перемещения и деформации фундаментов (по СНиП 2.02.01-83).

9.1.4. Расчёт на колебания.

При назначении безопасных расстояний до объектов, чувствительных к вибрациям, уровень вибраций, распространяющихся в грунте от фундаментов машин, может быть приближенно оценен по формуле:

где амплитуда вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта на поверхности в точке, расположенной на расстоянии от оси фундамента – источника волн в грунте; амплитуда свободных или вынужденных вертикальных (горизонтальных) колебаний фундамента – источника в уровне его подошвы; ( приведённый радиус подошвы фундамента – источника, м, равный ; площадь подошвы фундамента – источника).

9.1.5. Определение упругих и демпфирующих характеристик основания для расчёта фундаментов.

Основную упругую характеристику естественных оснований фундаментов машин – коэффициент упругого равномерного сжатия , кН/м3, определяют экспериментально. Если нет испытаний, для фундаментов с площадью подошвы А не более 200 м2

где коэффициент, зависящий от вида грунта; модуль деформации грунта под подошвой фундамента; м2.

Коэффициенты упругого неравномерного сжатия , упругого равномерного сдвига , упругого неравномерного сдвига :

; ; .

Коэффициенты жёсткости для естественных оснований:

при вертикальных поступательных колебаниях фундамента (при упругом равномерном сжатии)

;

при горизонтальных поступательных колебаниях фундамента (при упругом равномерном сдвиге)

;

при вращательных колебаниях относительно горизонтальной оси, проходящей через подошву фундамента (при упругом неравномерном сжатии)

;

при вращательных колебаниях относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента (при упругом неравномерном сдвиге)

;

где площадь подошвы фундамента; моменты инерции подошвы фундамента относительно горизонтальной и вертикальной осей.

Эти коэффициенты связывают напряжения и моменты действующие по подошве фундамента, с вызываемыми ими соответствующими упругими перемещениями: вертикальными , горизонтальными , поворотами и относительно главных горизонтальной и вертикальной осей инерции, проходящих через центр тяжести подошвы фундамента

По мере распространения колебаний в грунте происходит их затухание, которое принято оценивать коэффициентом относительного демпфирования. Относительное демпфирование доля критического затухания колебаний.

Коэффициенты относительного демпфирования: для установившихся (гармонических) и случайных колебаний

;

для неустановившихся (импульсных) колебаний

;

; ; ,

где к.о.д. при горизонтальных колебаниях; к.о.д. при вертикальных колебаниях; к.о.д. для вращательных колебаний относительно горизонтальной и вертикальной осей; среднее статическое давление на основание под подошвой фундамента от расчётных статических нагрузок при коэффициенте перегрузки, равном 1.

9.1.6. Расчёт фундамента на вынужденные колебания.

Вынужденные вертикальные колебания фундамента описываются дифференциальным уравнением

,

а вынужденные горизонтально-вращательные колебания фундамента – системой дифференциальных уравнений:

где масса установки (фундамента, машины, грунта на обрезах фундамента); момент инерции массы установки относительно оси вращения; коэффициенты демпфирования основания для вертикальных, горизонтальных и вращательных колебаний; коэффициенты жёсткости основания при упругом равномерном сжатии, равномерном сдвиге и неравномерном сжатии; соответственно вертикальные и горизонтальные смещения центра тяжести установки и угол поворота фундамента; расстояние от общего центра тяжести установки до подошвы фундамента; вертикальная и горизонтальная составляющие возмущающих сил и момент от возмущающих сил; угловая частота вращения машины.

9.1.7. Способы уменьшения амплитуд колебаний фундаментов.

 
 
Учитывая, что ограничение амплитуды колебаний ограничивает при данной частоте скорость и ускорение колебаний, при проектировании фундаментов стремятся в основном к уменьшению амплитуды. В связи с этим при вертикальных колебаниях стараются увеличить которое зависит от площади подошвы . При вертикальной возмущающей силе делают фундаменты с максимальной площадью подошвы и с минимальной массой. При горизонтальной возмущающей силе и моменте стремятся применять фундаменты малой высоты – распластанные.

9.2. Фундаменты в сейсмических районах.

9.2.1. Определение сейсмических нагрузок на фундаменты.

1) Основания сооружений, возводимых в районах с сейсмичностью 7,8,9 баллов должны проектироваться с учётом требований СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах. Если меньше 7 баллов – без учёта сейсмичности.

2) Проектирование оснований с учётом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчёта по несущей способности на особое сочетание нагрузок.

Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчётом основания по деформациям на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмического воздействия).

3) Целью расчёта несущей способности оснований при особом сочетании нагрузок является обеспечение их прочности для скальных грунтов и устойчивости для нескальных грунтов, а также недопущения сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Деформации основания при особом сочетании нагрузок с учётом сейсмических воздействий расчёту не подлежат.

9.2.2. Расчёт фундаментов и оснований на сейсмические воздействия.

Расчёт оснований по несущей способности выполняется на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом

где вертикальная составляющая расчётной внецентренной нагрузки в особом сочетании; вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при сейсмических воздействиях; сейсмический коэффициент условий работы; коэффициент надёжности по назначению сооружения.

Горизонтальная составляющая нагрузки учитывается при расчёте фундамента на сдвиг по подошве. Проверка на сдвиг по подошве производится с учётом трения подошвы фундамента о грунт, но с учётом сейсмического коэффициента условий работы

При расчёте несущей способности нескальных оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давления по краям подошвы фундамента определяются по формуле:

где коэффициенты формы; коэффициенты несущей способности, зависящие от расчётного значения угла внутреннего трения; и соответственно расчётные значения удельного веса грунта, находящегося выше и ниже подошвы фундамента (с учётом взвешивающего действия подземных вод); глубина заложения фундаментов; коэффициент, принимаемый равным 0,1; 0,2; 0,4 при сейсмичности площадок строительства 7,8 и 9 баллов соответственно.

Эксцентриситеты расчётной нагрузки и эпюры предельного давления определяются по формулам

;

где вертикальная составляющая расчётной нагрузки и момент, приведённые к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок. В зависимости от соотношения между величинами и вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания принимается:

при

при >

где и размеры подошвы фундамента.

На подпорные стенки и стены подвальных помещений учитывают раздельно инерционное сейсмическое давление грунта и давление, вызванное изменением напряжённого состояния среды при прохождении в ней сейсмических волн.

Активное и пассивное давление грунта на подпорные стенки с учётом сейсмического воздействия

где коэффициент сейсмичности, принимаемый равным 0,025; 0,05; 0,1 соответственно при 7,8 и 9 баллах; угол внутреннего трения грунта при расчёте по устойчивости; соответственно активное и пассивное давления грунта при статическом состоянии.

Дополнительные горизонтальные нормальные и касательные напряжения, возникающие в грунте при прохождении сейсмических волн

где удельный вес грунта; скорости распространения продольных и поперечных сейсмических волн в грунте, определяемые экспериментально; преобладающий период сейсмических колебаний (обычно принимают с).

Сейсмические нагрузки прикладываемые к подпорной стенке как инерционные

где вес элемента сооружения, отнесённый к точке ; коэффициент, учитывающий допустимые повреждения зданий и сооружений; коэффициент, учитывающий конструктивные решения зданий и сооружений; – коэффициент демпфирования; коэффициент, зависящий от расчётной сейсмичности; коэффициент, соответствующий i-му тону собственных колебаний здания или сооружения; коэффициент, зависящий от формы деформации сооружения при его собственных колебаниях по i -му тону и от расстояния нагрузки до обреза фундамента.

9.2.3. Конструктивные особенности фундаментов.

Во избежание нарушения частоты собственных колебаний однородных конструкций фундаменты отдельного сооружения или отсека здания закладывают на одну и ту же глубину.

Для исключения подвижки здания по обрезу фундаментов гидроизоляцию стен выполняют из слоя цементного раствора. Применение битумной гидроизоляции не допускается.

Целесообразно колонны каркасных зданий располагать на сплошных фундаментных плитах, перекрёстных ленточных фундаментах или соединять фундамент и свайные ростверки вставками, которые исключают подвижку фундаментов относительно друг друга.

В сборных ленточных фундаментах под стены по их обрезу устраивают армированный пояс, работающий на растяжение.

В свайных фундаментах нижние концы свай опирают на плотные грунты. Непрерывный ростверк располагают на одной и той же глубине в каждом отдельном отсеке. Подпорные стенки не рекомендуется делать большой высоты.

Неблагоприятные грунты основания: пески рыхлые насыщенные водой, слабые пылевато-глинистые грунты в текучем и текучепластичном состоянии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 4

7.1. Функциональные и конструктивные разновидности подземных сооружений.

Подземным называют сооружение (или его часть), расположенное ниже планировочной отметки грунта. Простейшими видами подземных сооружений являются подвалы жилых домов.

Наиболее распространёнными видами подземных сооружений по назначению являются: подземные гаражи, спортивные, рекреационные помещения, залы для зрелищных мероприятий и т.д.; сооружения промышленно-технологического назначения (емкости водопроводных и канализационных сетей, заглубленные части дробильно-сортировочных цехов, металлургических производств, подземные атомные котельные и т.п.); убежища ГО; пешеходные и коммуникационные тоннели; жилые дома; подпорные стены.

Достоинства подземных сооружений: сокращение потерь тепла через стены и соответствующая двух – трёхкратная экономия на отоплении, сохранение дневной поверхности грунта для других целей, повышение прибыли с единицы площади городских территорий, сокращение расходов на наружный косметический ремонт, повышение пожаробезопасности, защищённость помещений от внешних воздействий.

Ограждающей называют постоянную конструкцию, закрепляющую выработку подземного сооружения и образующую его внутреннюю поверхность. В ограждающую конструкцию входят стены, днище и верхнее перекрытие подземного сооружения. Ограждающая конструкция воспринимает нагрузки и воздействия, обеспечивает прочность, трещиностойкость, жесткость и устойчивость подземного сооружения, а также изоляцию внутреннего объёма сооружения от внешней среды с учётом требований теплоизоляции, гидроизоляции, звукоизоляции.

Проектирование подземного сооружения состоит из следующих этапов:

разработка объёмно-планировочного решения (архитектуры) в соответствии с функциональным назначением сооружения;

выбор наиболее экономичного способа строительства с учётом глубины заложения подошвы сооружения, грунтовых и гидрогеологических условий, наличия близкорасположенных строений;

решение вопроса водозащиты и гидроизоляции;

расчёт внешних нагрузок от грунта и сбор внутренних нагрузок;

расчёт и определение параметров ограждающих и внутренних конструкций;

выбор способов временного поддержания стен котлованов (при котлованном способе строительства) и расчёт параметров крепления.

7.2. Способы строительства подземных сооружений.

Данные способы делятся на две группы: способы строительства с поверхности и подземные.

Способы строительства с поверхности включают способы котлованный, опускного колодца и «стена в грунте».

Подземные способы строительства, используемые главным образом при проходке тоннелей на глубине более 10 м., излагаются в курсе «Подземные сооружения».

7.2.1. Котлованный способ.

Откапывается котлован и в нём обычными способами возводится будущее подземное сооружение. После завершения строительства котлован засыпается грунтом. При использовании этого способа обеспечиваются наиболее благоприятные условия укладки бетона, возможность устройства наружной гидроизоляции. Строительные нагрузки на ограждающие конструкции при этом способе строительства не превосходят эксплуатационные.

Недостатком котлованного способа является необходимость резервировать значительные площади поверхности за контуром возводимого сооружения при откосе стен котлована под устойчивыми углами откоса или крепления вертикальных стен. Это обстоятельство обычно ограничивает применение котлованного способа глубиной 5…7 м.

7.2.2. Способ опускного колодца. (см.6.1).

7.2.3. Способ «стена в грунте».

Сущность способа «стена в грунте» заключается в устройстве стен из монолитного или сборного железобетона в узких и глубоких траншеях. В процессе разработки грунта устойчивость стен траншей обеспечивается за счёт заполнения траншеи глинистыми растворами (суспензиями), обладающими тиксотропными свойствами. После разработки траншеи заданных размеров глинистый раствор замещается различного рода материалами, которые образуют в грунте несущие конструкции.

Достоинства способа:

1) возможность устройства подземных сооружений вблизи существующих зданий и сооружений без нарушения их устойчивости и создания дополнительных динамических нагрузок, что особенно важно при проведении реконструкции объектов;

2) исключение необходимости крепления стенок котлованов шпунтом, отказ от дорогостоящих способов водопонижения и замораживания при высоком уровне грунтовых вод;

3) сокращение трудоёмкости возведения фундаментов ограждающих конструкции и противофильтрационных завес за счёт высокой степени механизации производства работ.

Применение способа «стена в грунте» не допускается на площадках с геологически неустойчивыми условиями (карст, оползни и т.п.), в крупнообломочных грунтах с незаполненными пустотами между зернами грунта, в грунтах текучей консистенции.

Подземные стены подразделяют на траншейные и свайные из соприкасающихся и пересекающихся свай (рис. ). Траншейные стены могут сооружаться непрерывными или секциями. Траншейные и свайные стены классифицируются: по назначению – несущие и противофильтрационные; по материалу – железобетонные, бетонные, грунтоцементные, глинистые, комбинированные; по способу изготовления – монолитные, сборные, сборно-монолитные.

Ещё одним достоинством способа «стена в грунте» является то, что он позволяет устраивать стены любой сколь угодно сложной формы в плане (рис. ). Недостаток способа – необходимость ведения бетонирования под глинистым раствором, что не обеспечивает высокого качества бетона и полной водонепроницаемости.

Варианты способа «стена в грунте»:

а) откопка траншеи шириной 0,5…1,2 м. захватками длиной 3…6 м. плоским грейфером и устройство стены из монолитного железобетона путём опускания арматурных каркасов и бетонирования методом вертикальной перемещающейся трубы (ВПТ);

б) откопка траншеи тем же способом и устройство стены из опускаемых в траншею железобетонных плит заводского изготовления;

в) устройство стены в виде секущихся буронабивных свай.

Вариант «в» представляет собой наиболее щадящую технологию в отношении сохранности близстоящих сооружений. Выполняется он обычно таким образом (рис. ).

Под защитой глинистого раствора проходятся и сразу бетонируются методом ВПТ скважины 1 и 2. Через сутки – две после схватывания бетона в них проходится скважина 3, в неё опускается арматурный каркас и производится бетонирование. Далее в порядке номеров проходятся и бетонируются все скважины ряда, все нечётные при этом имеют арматурный каркас.

Рис.75. Стена в грунте из секущихся свай.

7.3. Методы расчёта подземных и заглубленных сооружений.

Расчёт подземных конструкций производят, как правило, по предельным состояниям первой группы (по устойчивости), а при необходимости – и по предельным состояниям второй группы (по деформациям).

При расчёте подземных сооружений учитываются постоянные, временные длительные, кратковременные и особые нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства и эксплуатации, а для сборных элементов также нагрузки, возникающие при их изготовлении, транспортировании, складировании и монтаже. К особым нагрузкам при опускании колодцев относят дополнительное давление грунта при перекосе колодца.

Стены круглых в плане сооружений, имеющие вертикальные стыки, рассчитываются по методике расчёта опускных колодцев и оболочек; стены прямоугольных (линейных) сооружений, а также круглых, не имеющих стыков, – методом «упругой линии».

Несущая способность секций траншейных и свайных стен, используемых в качестве опор глубокого заложения, определяется как для набивных свай – столбов в соответствии с главой СНиП 2.02.03-85. Коэффициенты условий работы следует принимать и

Расчёт траншейных и свайных стен, устраиваемых способом «стена в грунте», в зависимости от конструктивной схемы сооружения производится по схеме консольной конструкции, защемлённой в грунте, или по схеме конструкции с одним или несколькими ярусами распорок или анкеров.

При наличии соответствующей программы рекомендуется сооружения, устраиваемые способом «стена в грунте», рассчитывать методом конечных элементов на ЭВМ.

7.4. Расчёт давления грунта на стенки сооружений.

7.4.1. Вертикальное давление грунта.

Если минимальный горизонтальный размер подземного сооружения b (ширина) равен или превышает толщину слоя грунта над кровлей h, то вертикальное давление на кровлю сооружения равно полному весу столба грунта над сооружением:

где – удельный вес грунта и мощность слоёв грунта над кровлей, – сплошная равномерно распределённая нагрузка на поверхности.

Если b/h0,12 – сильнонабухающие

Расчётной характеристикой основания является глубина зоны набухания .

Нижняя граница зоны набухания принимается:

а) при инфильтрации влаги – на глубине, где суммарное вертикальное напряжение равно давлению набухания ; б) при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима – определяется опытным путём; при отсутствии таких данных принимают м.; в) при наличии подземных вод нижняя граница зоны набухания принимается на 3 м. выше начального уровня подземных вод, но не ниже установленного по указаниям пункта «а».

8.2.2. Проектирование оснований и фундаментов на набухающих грунтах.

Расчёт оснований, сложенных набухающими грунтами выполняется в соответствии со СНиП 2.02.01-83, как для обычных грунтов. Деформации уплотнения грунтов основания от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться.

Осадка основания в результате высыхания набухающих грунтов

где – относительная линейная усадка грунта i-го слоя; – толщина i-го слоя грунта; – число слоёв в пределах зоны усадки.

Подъём основания при набухании грунта

где – относительное набухание грунта i-го слоя; – толщина i-го слоя грунта; – коэффициент, принимаемый в зависимости от суммарного вертикального напряжения равным 0,8 при =50 кПа и 0,6 – при =300 кПа, а при промежуточных значениях устанавливается по интерполяции.

Дополнительное вертикальное давление, вызванное влиянием веса неувлажнённой части массива грунта за пределами площади замачивания ,

где – коэффициент, зависящий от отношения длины замачиваемой площади к ее ширине и относительной глубины расположения середины рассматриваемого слоя; – удельный вес набухающего грунта; – расстояние от подошвы фундамента до середины рассматриваемого слоя; d – глубина заложения подошвы фундамента от отметки планировки.

8.2.3. Мероприятия по обеспечению сохранности сооружений в условиях возможного набухания грунтов.

Если расчётные деформации оснований, сложенных набухающими грунтами, оказываются больше предельных, предусматривают следующее: 1) водозащитные мероприятия; 2) предварительное замачивание набухающих грунтов в пределах всей зоны или ее части; 3) проектирование компенсирующих песчаных подушек; 4) замену набухающего грунта не набухающим полностью или частично; 5) прорезку фундаментами слоя набухающих грунтов (полную или частичную).

Для лучшей заделки свай в грунте их делают с уширением в нижней части. С целью снятия воздействия набухания грунта на рандбалку её обсыпают песком, а под рандбалкой делают воздушный зазор.

8.3. Фундаменты в условиях вечной мерзлоты.

8.3.1. Основные виды деформаций фундаментов и их причины: осадки и просадки фундаментов в результате оттаивания мёрзлых грунтов в основании; выпучивание фундаментов при замерзании и последующие их осадки после оттаивания грунтов деятельного слоя; деформации за счёт наледных явлений.

Процессы морозного пучения развиваются при промерзании грунтов деятельного слоя. При взаимодействии промерзающего грунта, подверженного морозному пучению, с фундаментом возникают направленные вверх касательные напряжения, действующие по боковым граням фундамента, а также дополнительные нормативные напряжения по подошве фундамента, если она расположена в активной зоне. Если равнодействующая направленных вверх сил пучения превысит действующую на фундамент вертикальную нагрузку и его вес, то он начнет перемещаться вверх по мере развития пучения. Неравномерный подъём фундаментов приводит к деформациям надфундаментных частей сооружений.

При оттаивании грунтов осадка фундаментов чаще всего бывает тоже неравномерная, что является причиной развития дальнейших деформаций сооружений. При этом в результате заплывания разжиженного грунта под подошву фундамента последний может опускаться не на полную величину подъёма. Отсюда следует, что деформации выпучивания могут ежегодно накапливаться.

При достаточной заделке фундамента в слой вечной мерзлоты, но недостаточной прочности его материала, под действием касательных сил пучения может произойти разрыв кладки фундамента. В стволах железобетонных свай при их недостаточном армировании могут образоваться трещины с недопустимым раскрытием, может наступить полный разрыв ненагруженных (в строительный период) свай.

8.3.2. Два принципа использования грунтов в основании сооружений.

Принцип I – вечномёрзлые грунты основания используются в мёрзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения;

Принцип II – вечномёрзлые грунты основания используются в оттаянном или оттаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчётную глубину до начала строительства или с допущением оттаивания в период эксплуатации сооружения).

При выборе принципа анализируются данные инженерно-геологических изысканий, при необходимости производят насчёт глубины чаши протаивания и возможных при этом деформаций основания.

8.3.3. Проектирование фундаментов и оснований при сохранении мерзлоты на весь срок существования сооружения (принцип I).

Принцип I применяется в тех случая, когда расчётные деформации основания при его оттаивании превышают предельно допустимые, а улучшение строительных свойств грунтов невозможно.

Использование принципа I целесообразно, когда грунты в природных условиях находятся в твердомерзлом состоянии, имеют достаточную мощность слоя и температурный режим их устойчив. К твёрдомёрзлым грунтам, прочно сцементированным льдом, относятся песчаные и глинистые грунты, если их температура ниже: пески…– 0,3°; супеси…– 0,6°; суглинки…– 1,0°; глины…– 1,5°.

 
 
Сохранение вечномёрзлого состояния грунтов в основании сооружений обеспечивается следующими способами: возведением зданий на подсыпках (рис.84, а); теплоизоляцией поверхности грунта под полом зданий (рис.84, б); устройством вентилируемых подполий (рис.84, в); расположением в I этаже, зданий неотапливаемых помещений (рис.84, г); прокладкой под полом здания вентиляционных каналов (рис.84, д); искусственным охлаждением грунтов с помощью специальных установок (например, замораживающие колонки, рис.84, е).

Применение способов: (а) и (б) – при ширине здания до 10 м.; (в) – в жилых, общественных и промышленных зданиях устраивают свободно проветриваемое подполье, поднимая рандбалку над поверхностью земли; иногда подполье закрывают, оставляя в стенах его отверстия (продухи); трубопроводы подвешивают к перекрытию; (г) –неотапливаемые помещения выполняют роль вентилируемого подполья; (д) – в производственных зданиях с большими нагрузками на пол, а также при больших размерах этих зданий в плане; (е) – в местах выделения большого количества тепла в грунт в результате технологических процессов.

При проектировании и строительстве фундаментов по принципу I целесообразно максимально возможное заглубление их, т.к. температура в слое вечномёрзлого грунта с глубиной понижается, а также возможно оттаивание верхней части мёрзлого грунта. Рекомендуются свайные фундаменты.

8.3.4. Расчёт фундаментов по принципу I.

Расчёт по принципу I выполняют главным образом по первой группе предельных состояний, учитывая, что деформации таких грунтов несущественны.

1) При центральном нагружении.

где F – расчётная нагрузка на основание; – несущая способность (сила предельного сопротивления) основания; – коэффициент надёжности по назначению сооружения.

Несущая способность основания висячей сваи или столбчатого фундамента:

а) при слоистом залегании грунтов

где – температурный коэффициент; – коэффициент условий работы основания; R – расчётное давление на мёрзлый грунт под нижним концом сваи; А – площадь подошвы сваи; – расчётное сопротивление мёрзлого грунта сдвигу по боковой поверхности смерзания фундамента в пределах i-го слоя; – площадь поверхности смерзания i-го слоя грунта с боковой поверхностью сваи, а для столбчатого фундамента – площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью фундамента; n – число выделенных при расчёте слоёв вечномёрзлого грунта.

б) для однородного грунта

Расчётные давления R и Raf устанавливаются по данным испытаний грунта или допускается принимать их по табл. СНиП 2.02.04-88 для сооружений II и III классов.

и – для свай при температуре t°=Tz ;

– для столбчатых фундаментов при t°=Tm ;

или по средней (эквивалентной) t°=Tе .

2) При внецентренном нагружении.

Несущая способность основания столбчатого фундамента определяется по СНиП 2.02.01-83. При этом эксцентриситет определяется с учётом смерзания грунта с боковой поверхностью нижней ступени фундамента.

где и – эксцентриситеты относительно осей l и b подошвы фундамента; и – моменты внешних сил от расчётных нагрузок; F – расчётная вертикальная нагрузка, включая вес фундамента и грунта на его уступах; – часть момента внешних сил, воспринимаемая касательными силами смерзания вечномёрзлого грунта с боковыми поверхностями нижней ступени фундамента высотой hp

если

Расчёт свайных фундаментов на действие горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов производят по СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» с учётом мерзлотно-грунтовых условий.

Расчёт фундаментов, воспринимающих значительные горизонтальные усилия, следует производить на плоский сдвиг в соответствии со СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» с учётом смерзания грунта с фундаментом по его подошве и боковым граням.

8.3.5. Проектирование фундаментов и оснований при допущении оттаивания мёрзлых грунтов оснований (принцип II).

При проектировании по II принципу оттаивание грунтов в основании допускается как при эксплуатации сооружения (после возведения здания), так и перед устройством фундамента при инженерной подготовкой территории под застройку.

При оттаивании грунтов во время эксплуатации возможно возникновение дополнительных просадок.

Мероприятия, обеспечивающие нормальную эксплуатацию зданий и сооружений:

1) использование надземных конструкций малочувствительных к неравномерным осадкам;

2) регулирование процесса оттаивания:

 
 

а) фундаменты наружных стен относят внутрь здания и возводят наружные стены и колонны на консолях;

б) во время оттаивания грунт около здания обогревается.

8.3.6. Расчёт фундаментов по принципу II.

1) Расчёт по несущей способности (первая группа предельных состояний) оснований и фундаментов по принципу II производят в соответствии с требованиями расчёта устойчивости оснований из немёрзлых грунтов.

2) Расчёт свай-стоек при опирании их на скальные или другие малосжимаемые грунты при оттаивании

где F – расчётная нагрузка на сваю; – несущая способность (сила предельного сопротивления) основания одиночной сваи; – коэффициент надёжности по СНиП 2.02.03-85; – коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности свай в пределах зоны оттаивания; – отрицательная (негативная) сила трения.

Для защемлённых свай-стоек, заделанных в скальный грунт не менее чем на 0,5 м.

для незащемлённых свай-стоек

где Rc,n – нормативное значение временного сопротивления грунта под нижним концом сваи одноосному сжатию в оттаявшем водонасыщенном состоянии; А – площадь опирания сваи на грунт; – коэффициент надёжности по грунту: для незащемлённых свай-стоек для защемлённых – ld и dr – соответственно глубина заделки сваи в скальный грунт и наибольшее поперечное сечение заделанной части сваи.

где – периметр поперечного сечения сваи; – сила отрицательного трения i-го слоя оттаивающего грунта по боковой поверхности сваи, определяемая по опытным данным (допускается определять по табл.2 СНиП 2.02.03-85); – толщина i-го слоя оттаивающего грунта.

3) Расчёт оснований по деформациям (вторая группа предельных состояний) является основным и выполняется как для оснований из талых грунтов.

где S – совместная деформация основания и сооружения при оттаивании грунтов в процессе эксплуатации сооружения под действием собственного веса грунта и дополнительной нагрузки от сооружения в пределах расчётной глубины оттаивания H; Su – предельно допустимое значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое согласно СНиП 2.02.01-83.

Различают основания:

1) с предварительно оттаянными грунтами на всю глубину заложения фундамента;

2) с предварительно оттаянными грунтами только в верхней зоне (остальная часть основания оттаивает в процессе эксплуатации);

3) грунты основания оттаивают в процессе эксплуатации сооружения.

Расчёт оснований: (1) производят как для немёрзлых грунтов; (2) по второй группе предельных состояний как основание немёрзлых грунтов и оттаявшее основание проверяют по первой группе предельных состояний на устойчивость; (3) по первой группе предельных состояний с учётом процесса оттаивания верхних слоёв и по второй группе предельных состояний, исходя из деформаций всего основания от нагрузок, передаваемых сооружением и от действия собственного веса грунта.

Осадка с просадкой частично или полностью оттаивающего основания

где Sth – составляющая осадки основания, обусловленная действием собственного веса оттаивающего грунта; Sp – составляющая осадки основания, обусловленная дополнительным давлением на грунт от веса сооружения.

где и – соответственно коэффициент оттаивания и коэффициент сжимаемости i-го слоя оттаивающего грунта, принимаемые по экспериментальным данным; – вертикальное напряжение от собственного веса грунта в середине i-го слоя, определяемое с учётом взвешивающего действия воды; – толщина i-го слоя оттаивающего грунта.

где Po – дополнительное вертикальное давление на основание под подошвой фундамента; b – ширина подошвы фундамента; kh - безразмерный коэффициент – расстояние от подошвы фундамента до нижней границы зоны оттаивания; - коэффициент сжимаемости i-го слоя грунта; – коэффициент – расстояние от подошвы фундамента до середины i-го слоя; и – коэффициенты

8.3.7. Расчёт фундаментов на воздействие сил морозного пучения грунтов.

1) Устойчивость фундаментов на действие касательных сил морозного пучения грунтов.

а) фундамент мелкого заложения;

б) свайный фундамент;

где расчётная удельная касательная сила пучения; площадь боковой поверхности смерзания фундамента в пределах расчётной глубины сезонного промерзания – оттаивания грунта; расчётная нагрузка на фундамент, принимаемая с коэффициентом 0,9 по наиболее невыгодному сочетанию; расчётное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания; коэффициент условий работы равный 1; коэффициент надёжности по назначению сооружения равный 1,1, а для фундаментов опор мостов – 1,3.

При использовании вечномёрзлых грунтов по принципу I

При использовании вечномёрзлых грунтов по принципу II

где периметр сечения поверхности сдвига, принимаемый равным: для свайных и столбчатых фундаментов без анкерной плиты – периметру сечения фундамента; для столбчатых фундаментов с анкерной плитой – периметру анкерной плиты; расчётное сопротивление i-го слоя вечномёрзлого грунта сдвигу по поверхности смерзания, принимаемое по табл. СНиП 2.02.04-88; толщина i-го мёрзлого или талого грунта, расположенного ниже подошвы слоя сезонного промерзания – оттаивания; расчётное сопротивление i-го слоя талого грунта сдвигу по поверхности фундамента, принимаемое в соответствии с требованием СНиП 2.02.03-85.

2) Устойчивость фундаментов на действие нормальных сил морозного пучения

где удельное нормальное давление пучения грунта на подошву фундамента, устанавливаемое по опытным данным; площадь подошвы фундамента.

8.4. Фундаменты на скальных грунтах.

Расчёт скальных оснований производится по несущей способности (первая группа предельных состояний).

где расчётная нагрузка на основание; сила предельного сопротивления основания; коэффициент условий работы, принимаемый для скальных грунтов: невыветрелых и слабовыветрелых выветрелых сильновыветрелых коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II, III классов.

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания, сложенного скальными грунтами независимо от глубины заложения фундаментов

где расчётное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта; и соответственно ширина и длина фундамента, вычисляемые по формулам:

,

где и соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента.

Расчёт скальных оснований по несущей способности производится из условия, чтобы среднее давление P по приведённой площади подошвы фундамента не превосходило предела прочности на одноосное сжатие скального грунта.

Приведённые размеры подошвы фундамента при внецентренном нагружении определяется из условия, что равнодействующая давлений по подошве приложена в центре тяжести площади подошвы.

Несущая способность забивной сваи, сваи – оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт

где коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый ; площадь опирания сваи на грунт; расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки.

Для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, кПа; для набивных и буровых свай и свай-оболочек заделанных в скальный грунт или равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта R определяется по соответствующим формулам СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

8.5. Особенности возведения фундаментов на закарстованных территориях.

К карстовым районам относятся территории, в геологическом разрезе которых присутствуют растворимые горные породы и возможны поверхностные и подземные проявления карста. Основные типы карста: карбонатный карст (известняковый, доломитовый, меловой); сульфатный карст (часто встречается в сочетании с карбонатным).

Основные типы карстовых деформаций земной поверхности: провалы – в основном вызываются обрушением кровли карстовых полостей; оседание земной поверхности – обычно вызывается растворением пород в трещиноватых зонах или на контакте кровли карстующихся пород с другими породами; поверхностные и погребённые карстовые формы (воронки, впадины и т.д.) древнего происхождения, нередко заполненные отложениями с пониженной несущей способностью (торф, слабые грунты и т.п.).

При проектировании сооружений в карстовых районах необходимо выполнять следующие требования: предотвратить или сводить до минимума возможность катастрофических разрушений и обеспечивать достаточную безопасность для жизни людей; снижать до минимума стоимость строительства и эксплуатации с учётом возможного ущерба от карстовых явлений и расходов на специальные изыскания, противокарстовые мероприятия и ремонтно-восстановительные работы.

Требования, предъявляемые к строительству в закарстованных районах, могут быть обеспечены следующим: влиянием на естественный ход карстования путём снижения интенсивности растворения карстующихся пород или воздействия на механизм карстовых деформаций; уменьшением вредного влияния хозяйственной деятельности на ход развития карстования; защитой строительных объектов планировочным решением на территории, конструктивными мероприятиями, контролем за процессом развития карстования и за деформациями поверхности участка и возведённых сооружений.

8.6. Особенности возведения фундаментов на подрабатываемых территориях.

Основания сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны проектироваться с учётом неравномерного оседания земной поверхности, сопровождаемого горизонтальными деформациями сдвигающегося грунта в результате производства горных работ и перемещения грунта в выработанное пространство.

Фундаменты должны рассчитываться на нагрузки от воздействия горизонтальных деформаций земной поверхности (растяжения и сжатия), вызывающих горизонтальные перемещения грунта в направлении как продольной, так и поперечной осей зданий.

Для сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны применяться фундаменты следующих конструктивных схем:

жёсткой (плитные, ленточные с железобетонными поясами, столбчатые со связями – распорками между ними и т.п.);

податливой (фундаменты с горизонтальными швами скольжения между отдельными элементами, фундаменты с вертикальными элементами, имеющими возможность наклоняться при горизонтальных перемещениях грунта);

комбинированной (жёсткие фундаменты, имеющие шов скольжения ниже уровня планировки или пола подвала).

К основным мероприятиям, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции сооружений, относятся:

а) уменьшение поверхности фундаментов, имеющей контакт с грунтом;

б) заложение фундаментного пояса на одном уровне в пределах отсека сооружения;

в) устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами;

г) размещение подвалов и технических подполий под всей площадью отсека сооружения;

д) засыпка грунтом пазух котлованов и выполнение грунтовых подушек из материалов, обладающих малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундаментов;

е) отрывка перед подработкой временных компенсационных траншей по периметру сооружения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Рекомендации по реконструкции фундамента

В процессе эксплуатации жилых домов и прочих сооружений в фундаменте могут происходить различные деформации. Это можно определить по возникновению трещин на цоколе, фасаде, стенах здания. В случае проявления данных признаков обязательно выполняется реконструкция фундамента.

В период эксплуатации дома, в фундаменте могут появляться различные деформации.

Когда может понадобиться реконструкция и укрепление старого фундамента?

Способы укрепления фундамента, зависит от причин его разрушения. если причина определена неправильно, то все действия могут быть напрасны.

При реконструкции различных сооружений и зданий ремонт и усиление оснований является очень актуальной проблемой. Одна из главных задач укрепления фундамента состоит в предотвращении осадки строения и возникновения трещин на стенах. Данные проблемы могут появляться из-за неправильной эксплуатации здания, в результате подвижности грунта и по другим причинам, которые будут рассмотрены далее. От того, что послужило причиной возникновения дефектов на основании, и будет зависеть выбор конкретного способа усиления.

Причин для усиления существующего фундамента может быть множество. Так, основание может начать разрушаться из-за:

  • проведения рядом с домом различных земляных работ: где-то неподалеку прокладывают трубы, или же вы сами выполняете какие-либо работы на своем участке;
  • вибраций, оказывающих воздействие на основание; в данном случае причины тоже могут быть самыми разными: от совсем обычных (к примеру, если здание расположено недалеко от железной дороги) до природных катаклизмов;
  • повышения уровня подземных вод;
  • повышенного увлажнения почвы (причиной может стать наводнение, паводок и т.п.);
  • ошибок в расчетах по нагрузке основания;
  • нарушения технологии работ;
  • ошибок конструирования;
  • значительной перепланировки внутри дома, смещения несущих стен;
  • промерзания глинистых грунтов.

Невыполненная вовремя реконструкция фундамента грозит тем, что даже после проведения всех необходимых ремонтных работ разрушение конструкции будет продолжаться, и приложенные усилия окажутся напрасными.

В случае если причиной разрушения старого фундамента стало повышение уровня подземных вод, то нужно обязательно предусмотреть дренаж или водоотвод. Если вы не можете точно определить, из-за чего происходят деформации существующего фундамента, обратитесь за помощью к специалистам. Конечно, это не бесплатная услуга, однако в перспективе вы можете получить грамотную консультацию по усилению и реконструкции фундамента.

После того как будут определены причины разрушения существующего фундамента, можно приступать непосредственно к его ремонту и укреплению. Это можно сделать несколькими разными способами.

Вернуться к оглавлению

Способы усиления фундамента зависят от состояния дома и фундамента. Легче усилить ленточный фундамент или фундамент на сваях.

Выбор конкретной технологии усиления существующего фундамента зависит от общего состояния строения, его дальнейшей возможной реконструкции, от состояния грунта и конструктивных особенностей здания.

Для начала осмотрите фундамент, на котором стоит дом, и определите тип основания, если вы его не знаете. Легче всего выполнить усиление фундамента ленточного или свайного типа. Каждый вид здания потребует определенной технологии реконструкции фундамента. Так, к примеру, для укрепления существующего фундамента деревянной постройки проще всего приподнять дом и выполнить полную реконструкцию основания. А вот для каменного или кирпичного здания данный метод не подойдет.

Усиление фундамента выполняется с использованием ряда инструментов и вспомогательных приспособлений, таких как:

  • кувалда;
  • лопата;
  • строительный уровень;
  • бурильная установка;
  • анкерные болты;
  • бетонный раствор;
  • арматура;
  • сварочный аппарат;
  • кусачки для арматуры;
  • плоскогубцы;
  • болгарка;
  • арматурные пруты;
  • рулетка.

Если в фундаменте имеются незначительные трещины, то их достаточно просто заделать. Раствор для заделки трещин: 1 часть цемента и 3 части песка.

В случае если на основании имеются незначительные трещины, то все усиление фундамента можно ограничить их заделкой. Для этого используется цементный раствор, приготовленный из одной части цемента и в 3 раза большего количества песка.

Если осадка существующего фундамента дома достаточно большая, необходимо постараться определить и ликвидировать причины ее возникновения. Так, при деформациях оснований, вызванных вымыванием почвы, прибегают к технологии закачивания раствора цемента в образовавшиеся пустоты. В фундаменте бурятся инъекционные скважины, и в них под достаточно высоким давлением нагнетаются растворы, которые заполняют образовавшиеся пустоты, пропитывают и уплотняют землю. Специальный раствор не только усиливает фундамент, но и служит прекрасным гидроизоляционным слоем.

Не рекомендуется делать перерывы в работе между земляными и бетонными работами, т.к. это может привести к крайне неблагоприятным последствиям. Подобное усиление также часто используется в случае надстройки еще одного этажа, если несущая способность существующего фундамента вызывает сомнение.

Реконструкция ленточных фундаментов массивных строений выполняется путем установки дополнительных буронабивных свай. Для этого необходимо по периметру строения рядом со старым основанием пробурить скважины диаметром 10-30 см в шахматном порядке на расстоянии около 10 см друг от друга. После этого скважины нужно заармировать и залить бетоном. Буронабивные сваи следует связать с фундаментом при помощи анкеров.

Вернуться к оглавлению

Суть классического способа реконструкции фундамента в том, что по углам фундамента вырываются ямы, а потом в них ставятся арматурные каркасы и все заливается бетоном.

Классический метод — это надежность, точность и последовательность действия. Данная методика проверена не одним десятилетием. Вам не придется покупать ничего лишнего. Специальной техники и особых инструментов тоже не потребуется. Значит, данный вариант еще и весьма экономичный, что не может не радовать, т.к. любой ремонт фундамента дома обходится достаточно дорого.

Суть данного метода состоит в следующем: вокруг дома устраивают новое основание, создавая надежную и прочную подпорку существующему фундаменту. Работа выполняется последовательно, в несколько этапов. Это позволяет упростить весь процесс и выполнить реконструкцию фундамента более качественно.

Прежде всего, фундамент нужно укрепить с углов строения. Для этого по углам следует вырыть квадратные ямы. Вырытые ямы частично оголят существующий фундамент. Ширина стороны ямы должна быть не меньше 100 см, а глубина — на 50 см ниже существующего основания.

Для ремонта любого фундамента важно точно определить причину его деформации. Если Вы не можете этого сделать, то лучше пригласить специалиста.

На следующем этапе изготавливаются арматурные каркасы для каждого угла строения. Размер ячейки — 20х20х20 см. Конструкция с такими ячейками будет достаточно прочной и надежной. Учитывайте тот факт, что чем больше размер ячеек, тем ниже будет прочность каркаса, а значит, и всей реконструкции в целом. Так что лучше не экономить на ремонте фундамента.

Готовые арматурные каркасы опускаются в подготовленные ямы. После этого заливается бетон. Необходимо использовать бетон достаточно прочной марки. Работа должна выполняться как можно скорее, чтобы открытые части старого основания оставались оголенными как можно меньше времени, т.к. это может привести к еще более сильной деформации конструкции.

В большинстве случаев для усиления фундамента данных работ бывает вполне достаточно. Однако если вы не уверены и хотите дополнительно подстраховаться, то уложите арматурный пояс по всему периметру строения. При этом соблюдайте одно очень важное правило. Периметр дома необходимо разбить на участки, каждый из которых не должен превышать 2 м. Приступать к заливке следующего участка можно только после того, как предыдущий полностью застынет. При этом разрешается работать с участками, расположенными с противоположной стороны дома.

Вернуться к оглавлению

При укрепление ленточного фундамента, ремонтные работы следует начинать с той стороны,в которую здание имеет крен.

Работы по усилению ленточного фундамента начинаются с уравновешивания действия подземных вод. Для этого увеличивается площадь основания всей конструкции. В случае если строение имеет крен в какую-то определенную сторону, то начинать нужно именно оттуда.

Вдоль стены дома роется траншея. Глубина траншеи должна быть такой, чтобы самая нижняя точка деформированного фундамента располагалась приблизительно на 1 м выше нее. Ширина траншеи может соответствовать ширине старого основания или же быть немного шире.

Старый фундамент необходимо подготовить к стыковке с новой конструкцией. Для этого, прежде всего, проделываются отверстия под арматуру. Создается новая опалубка и изготавливается металлический каркас. Готовый каркас сцепляется с арматурой, вставленной в старое основание.

После того как старый фундамент будет соединен с новым, всю конструкцию необходимо залить бетоном. Раствор проникнет в отверстия и прихватит установленные куски арматуры. Подождите, пока раствор наберет прочность.

Дополнительно ленточный фундамент можно укрепить сваями, которые крепятся к основной конструкции с помощью анкерных болтов.

Теперь необходимо закопать обработанный участок и можно переходить к следующему отрезку. Не рекомендуется выполнять ремонтные работы сразу по всему периметру дома.

Для дополнительного усиления ленточного фундамента его можно укрепить сваями. Сначала по периметру дома пробиваются скважины глубиной 150-200 см. В данные скважины устанавливаются куски арматуры, после чего они заливаются бетонным раствором. Установленные сваи прикрепляются к конструкции строения с помощью анкерных болтов. Старайтесь выполнять работу максимально быстро, не допуская длительных перерывов и простоев.

Вернуться к оглавлению

Реконструкция свайного фундамента зависит от того, какие именно элементы фундамента деформированы.

Укреплять свайный фундамент дома необходимо в зависимости от того, какие именно элементы требуют реконструкции и усиления. Это могут быть стволы свай, грунт около свай, ростверк или же весь фундамент.

Ростверки усиливаются, исходя из характера повреждений. В случае если наружный слой ростверка поврежден коррозией, тогда необходимо использовать торкретирование, которое производится путем нанесения на предварительно очищенную поверхность раствора цемента под достаточно высоким давлением. Очищать можно при помощи стальных щеток или же специальным пескоструйным аппаратом.

Такая технология укрепления основания имеет ряд особенностей. Прежде всего, торкретирование нужно выполнять по металлической сетке с ячейками размером от 5 до 10 см. Сетка изготавливается из проволоки диаметром 5 мм. Она связывается при помощи вязальной проволоки и анкеров. Давление должно находиться в пределах 0,4-0,6 МПа. Количество слоев — 2-3. Толщина слоя — 2-4 см.

Вернуться к оглавлению

Усиление блочного фундамента может быть выполнено с помощью торкрет бетона, но сначала надо выполнить несколько подготовительных работ.

Усиление блочного фундамента может быть выполнено при помощи торкрет-бетона. Для начала необходимо выполнить ряд важных подготовительных работ.

Прежде всего, следует осторожно удалить весь мусор, пыль и разрушенные части кладки фундамента дома. В случае если разрушений много, то это необходимо делать по частям. Рекомендуется выполнять усиление основания отдельными участками длиной до 2 м.

После того как будет убран весь мусор, можно приступать к замене поврежденных блоков. Не нужно сразу вынимать много блоков, старайтесь делать все как можно аккуратнее, чтобы ваши действия не привели в результате к еще более масштабным разрушениям.

Блоки обязательно закрепляются раствором. После этого можно вырыть траншею шириной 1-2 м. Затем производится замена разрушенных и деформированных блоков в открывшейся части основания дома.

После этого на основании необходимо сделать как можно больше небольших засечек, благодаря которым будет обеспечено максимальное прилипание бетона. Начинать работать с каждым новым участком можно только после того, как раствор, залитый на предыдущем участке, полностью застынет.

Реконструкция и усиление блочного основания, как и любого другого фундамента, требует времени, терпения и сил. Удачной работы!

Работы по восстановлению и усилению фундаментов как правило начинают с

Оглавление:

  • Основные причины ремонта фундаментов
  • Виды разрушений фундамента и основные способы восстановления
  • Традиционные методы усиления фундамента
  • Нестандартный способ усиления или ремонта фундамента
  • Химический способ усиления грунта под фундаментом
  • Реконструкция фундамента загородного дома
  • Ликвидация трещин в фундаменте
  • Как защитить фундамент от разрушения

Деформация зданий, сооружений в процессе эксплуатации — довольно частое явление. Поэтому работы по реставрации, усилению или восстановлению фундамента постоянно являются востребованными. Среди факторов, влияющих на то, каким образом будет проведено восстановление фундамента, отмечаются конструктивные особенности дома, состояние грунта и оснащенность организации, осуществляющей работы. На сегодня существует множество технологий, подробно обосновывающих, как восстановить фундамент. Это зависит от состояния здания на текущий момент, степени риска, связанной с возможным разрушением основания, стен дома.

Бывают случаи, когда у старого строения начинает оседать основание и причиной этого являются изменения, которые происходят в грунте. В таких случаях фундамент необходимо ремонтировать.

На первом этапе производится расчет, сформированный на геотехнической информации. Современная компьютерная техника дает возможность смоделировать наиболее оптимальные варианты реконструкции.

В любом случае выбранная технология должна обеспечить длительную эксплуатацию здания с учетом технических нагрузок, экологии.

Экологический аспект связан с применением химических методов усиления грунта.

Основные причины ремонта фундаментов

Основные причины разрушения фундаментов (силы: а — тяжести, б — сопротивления грунта, в — морозного пучения): 1. Проседание грунта; 2. Выталкивание фундамента; 3. Морозное пучение; 4. Опрокидывание фундамента.

Правильно выявленная причина разрушения основы здания непосредственно влияет на выбор технологии восстановления. Многочисленными лабораториями был проведен ряд исследований, которые выявили основные причины разрушения фундаментов:

  • увеличение нагрузки;
  • ошибки при проектировании здания;
  • деформация кладки вследствие потери ею гидроизолирующих свойств;
  • повреждение цоколя или применение для его облицовки некачественного материала;
  • разрушение отмостки либо неправильное расположение гидроизоляции (ниже отмостки на 10-15 см);
  • отсутствие второго гидроизолирующего слоя на цоколе;
  • постоянное развитие перемещений конструкций;
  • потеря устойчивости фундамента из-за деформации грунта;
  • строительство рядом со старыми зданиями новых и устройство сооружений на глубине (гаражи, переходы);
  • промерзание и последующее оттаивание грунта;
  • аварии на проходящих по соседству инженерных сетях;
  • изменение уровня грунтовых вод.

Отсутствие гидроизоляции — причина, которую устранить проще всего. Для этого достаточно пробить в цоколе прямоугольное отверстие высотой в пару кирпичей, выровнять раствором поверхность и положить на нее двойную гидроизоляцию. Затем все заложить кирпичом. Исправление иных повреждений требует времени и связано с большими трудозатратами.

Вернуться к оглавлению

Виды разрушений фундамента и основные способы восстановления

Укрепление фундамента по периметру: 1. песчаная подушка; 2. старый фундамент; 3. металлическая сетка; 4. анкер; 5. место разрушения; 6. опалубка; 7. бетон.

  1. Выщелачивание бетона или его кристаллизационное разрушение. Причиной подобного разрушения является постоянное воздействие на конструкцию щелочной, соленой или мягкой воды. Поэтому главное, что необходимо сделать в подобной ситуации, — отвести от дома агрессивные воды либо хотя бы снизить их уровень посредством обустройства дренажной системы. На последующем этапе нужно вынуть грунт вокруг фундамента до его основания (захватами, зонами по 0,8 м). Пораженные места тщательно очищаются. Углубления в фундаменте заполняются раствором с одновременным сооружением вертикальной кирпичной кладки, параллельной фундаменту. Кирпич необходимо пропитать битумом, изолировать его от основания дома посредством рубероида. После того как ремонт будет завершен, свободное место заполняется жирной глиной.
  2. Расслоение. Причиной этого явления становится отсутствие перевязки в кладке, недостаточная ее прочность либо появление чрезмерной нагрузки вследствие, например, сооружения надстройки. Для устранения подобного дефекта чаще всего восстанавливают фундамент, заполняя трещины раствором, или укрепляют его путем обустройства выносных балок, на которые будет перераспределяться нагрузка.
  3. Разрыв по высоте. Причиной может быть неправильное сооружение фундамента (засыпка смерзающимся грунтом, склонным к вспучиванию); разрушение отмостки, ведущее к подтоплению или повышение уровня грунтовых вод. Для устранения подобного дефекта необходимо убрать вспучивающийся грунт вокруг конструкции и заполнить раствором место разрыва. Пазухи засыпаются непучинистым грунтом, при необходимости нужно восстановить отмостку. Чтобы не допустить повторное проникновение грунтовых вод и лишний ремонт, понадобится обустройство дренажной системы.

Вернуться к оглавлению

Традиционные методы усиления фундамента

Изображение 1. Основные методы ремонта и усиления фундамента.

Классические технологии по ремонту и усилению фундаментов в основном связаны с увеличением площади основания, в результате чего уменьшается давление на грунт. Достигается это посредством обустройства железобетонных обойм или банкетов, которые могут быть одно-, либо двухсторонними. Работы по реконструкции должны начинаться с укрепления фундамента разгрузочными балками. Для предотвращения угрозы обрушения стены откапывать основание надо не целиком, а захватами (отдельными участками). ИЗОБРАЖЕНИЕ 1 показывает основные методы, как осуществить ремонт и усиление фундамента. Цифры обозначают:

  1. стена;
  2. фундамент:
  3. поперечный разгружающий элемент (двутавровая балка или швеллер);
  4. паз для шпоночного зацепления;
  5. бетон;
  6. продольный разгружающий элемент (швеллер, двутавр);
  7. анкерный болт;
  8. каркас из арматуры;
  9. монолитная подушка;
  10. железобетонные балки;
  11. сваи буронабивные;
  12. железобетонные балки (приливы);
  13. железобетонная плита (монолит).
  • а) простое расширение фундамента.
  • б) расширение с одновременным углублением.
  • в) расширение при помощи железобетонных балок.
  • г) и д) перераспределение нагрузки от стены на сваи (забивные, буронабивные) с обеих сторон (Г) или с одной (Д).
  • е) перераспределение нагрузки на железобетонные приливы.
  • ж) переделка подушек с обустройством шпоночных связей.

Раскапывать захваты необходимо через один. Работу на свежевырытом участке нельзя начинать до тех пор, пока не будет зарыт предыдущий. Длина, ширина захвата обычно не превышает 1 м. Если требуется радикальное усиление ленточного фундамента, то его переделывают в плиточный, с применением арматуры. В отрытых захватах грунт необходимо оставить в естественном состоянии.

Вернуться к оглавлению

Нестандартный способ усиления или ремонта фундамента

Изображение 2. Способ восстановления каменных фундаментов.

Сущность метода, усиление фундамента заключаются в создании перенапряженной обоймы, которая частично разгружает основу. Схематично это показано на ИЗОБРАЖЕНИИ 2. Сначала участок вокруг старого фундамента (1) разбивают на отдельные захваты. На каждом из них основу дома раскапывают с обеих сторон и вынимают грунт из-под подошвы. Под ней устанавливают армированную бетонную перемычку (4), к которой приваривают вертикальные арматурные стержни (5). Их верхние концы временно прикрепляются к монтажным балкам, расположенным на поверхности. Далее заполняют свободное пространство бетоном, создавая приливы (6). Когда они затвердеют, устанавливают консоли (7), а на стержни навинчивают гайки (8), производя тем самым перенапряжение. Когда временные балки убираются, то создается перенапряженная железобетонная обойма (9), передающая часть нагрузки на приливы.

Этот способ является запатентованным методом, обеспечивающим усиление старого фундамента. Его основное достоинство — повышение жесткости основы, долговечности, увеличение несущей способности. Обойма из железобетона способна защитить фундамент от воздействия грунтовых вод. Подобный «саркофаг» обжимает каменную основу, в результате чего вместе работают и фундамент, и обойма. Реконструированный фундамент получает более широкую подошву, глубина его залегания увеличивается, грунт уплотняется. Все это значительно повышает несущую способность основы здания.

Вернуться к оглавлению

Химический способ усиления грунта под фундаментом

Усиление фундамента двухсторонней банкеткой: 1 – существующий фундамент; 2 – несущая балка банкета; 3 – разгрузочные балки; 4 – банкет из монолитного бетона; 5 – арматурные сетки; 6 – откосы котлована; 7 – штраба в фундаменте для установки балки; 8 – щебеночное уплотнение основания.

Мировая практика предусматривает использование химических реагентов для закрепления грунта под зданием, сооружением. Технология была разработана еще в 60-ые годы. Химическое закрепление почвы помогает при усилении ленточного основания, расположенного в песчаном грунте. Например, подобным образом была закреплена сценическая часть здания Мариинского театра в Санкт-Петербурге. Данный метод используется при ошибках проектирования, когда для фундамента требуется усиление, т.к. он обустроен на меньшую глубину по сравнению с точкой промерзания грунта.

Закрепление грунта производят с использованием карбамидной смолы, соляной кислоты (3%-й раствор). Нагнетание производится посредством насосов при давлении 0,3 МПа. Сначала нагнетается соляная кислота, затем вода и в последнюю очередь карбамидная смола плотностью до 1,08 г/куб. см. Однако закачивание химических веществ в почву чревато изменением экологической ситуации в худшую сторону. Поэтому в последние годы большинство специалистов отказывается от подобного метода усиления грунта. Исключение составляют силикаты, не создающие опасности для окружающей среды.

Усиление фундамента с устройством анкеров в банкетке: 1 – существующий фундамент; 2 – штраба под балку; 3 – балка усиления; 4 — разгрузочная балка; 5 – двухсторонний «банкет»; 6 – анкерные выпуски по  25-30 мм, l=150 мм; 7 – щебеночное уплотнение основания.

Сущность процесса силикатизации заключается в инъекции в грунт под давлением углекислого газа (это нужно для активации минеральных частиц, содержащихся в почве) и раствора жидкого стекла. Есть даже метод силикатизации, предусматривающий использование электричества, которое увеличивает количество образующейся гелеобразной смеси.

Однако самый дешевый метод силикатизации заключается в использовании обычного портландцемента, состоящего в основном из гидросиликата кальция. Суть процесса — смешивание слабого грунта с цементной суспензией. Однако на бытовом уровне подобные методы укрепления фундамента практически не используются. В случае разрушения фундамента его ремонт и усиление предусматривают чаще всего механические способы, позволяющие частично или полностью заменить основу деревянного здания, сооружения.

Вернуться к оглавлению

Реконструкция фундамента загородного дома

Усиление фундамента устройством монолитной плиты: 1 – существующий фундамент; 2 – плита усиления; 3 – штраба для заделки армокаркаса плиты; 4 – армокаркас заделки плиты в стену; 5 – ребра жесткости плиты; 6 – уровень разработки грунта для устройства плиты; 7 – щебеночная подготовка под плиту; 8 – несущая стена здания; 9 – электросварка армокаркасов плиты.

Наименее затратным будет ремонт или усиление столбчатого фундамента старого деревянного дома или вспомогательной постройки. В качестве столбов используют деревянные стойки, называемые стульями. Сначала необходимо частично разобрать цоколь и выкопать приямок возле стула, подлежащего замене. Рядом, на расстоянии около 1 м, делается временная опора. Теперь необходимо домкратом (подымающим не менее 10 т) или мощным рычагом вывесить стену так, чтобы нижний венец вышел из шипа старого стула. Одновременно под стену подводят временную опору, более высокую. Остается установить новый стул; лучше, если он будет кирпичным или бетонным.

Ремонт, усиление, замена части кирпичного, каменного фундамента потребует приготовления раствора. Замена ослабленных участков ведется поочередно. При этом используется один из возможных способов усиления или ремонта основы дома.

При увеличении нагрузки на несущие стены фундамент просто расширяют, увеличивая его площадь. Для этого с обеих сторон роют шурфы и частично выдалбливают с боков старый фундамент. Это делается для того, чтобы обеспечить монолитное соединение новой основы дома и старой. На землю насыпается песчаная подушка, и все заливается раствором. Иногда для большей прочности в старый фундамент вставляется арматура в виде прутков большого диаметра (15-20 мм). Они могут укрепляться с каждой стороны или же проходить сквозь основу. В последнем случае надо соблюдать осторожность, иначе слишком большие отверстия могут привести к разрушению

Усиление фундамента за счет монолитной обоймы: 1 – существующий фундамент; 2 – «наращиваемый» армокаркас фундамента; 3 – «коротыши» из арматурной стали для связи армокаркасов; 4 – электросварка рабочих стержней каркаса; 5 – монолитный бетон «рубашки»; 6 – «шпонка» для обнажения арматуры; 7 – «коротыши» и 3 стержня по 12-16 мм; 8 – армокаркас рубашки.

Второй вариант, предусматривающий ремонт или усиление основы, заключается в расширении площади под подошвой. Это более трудоемкая работа, в одиночку с которой не справиться. Придется откапывать фундамент и под ним обустраивать монолитную железобетонную плиту.

Подводка нового основания, его ремонт или усиление, восстановление начинаются с более слабых мест или под стенами с проемами (дверными, оконными). После окончания работ необходимо тщательно уплотнить грунт, чтобы повысить несущую способность всего фундамента. Проще всего это сделать путем утрамбовки слоев щебня 10-15 см. Уплотнять грунт нужно до тех пор, пока камешки не станут разбиваться.

Если стены кажутся недостаточно прочными, то их усиливают посредством металлических балок-обвязок. Сначала в фундаменте пробивают горизонтальную штрабу, куда и заводят двутавр или швеллер. Чтобы их не выворачивало, поперек устанавливают балки, для установки которых в основе дома пробивают сквозные отверстия. Поперечные балки привариваются к горизонтальным. Полученная конструкция заливается цементно-песчаным раствором (1:3).

При разборке старой кладки необходимо оценить дальнейшую пригодность отдельных ее элементов. Простейший способ — оценка твердости. Для этого проведите по поверхности бута или кирпича куском шифера или осколком асбестоцемента. Если не останется ярко выраженной царапины, то материал годится для дальнейшего использования. При отборе кирпича обратите внимание на его ложковые грани: на них должны отсутствовать трещины глубиной больше 3 см.

Вернуться к оглавлению

Ликвидация трещин в фундаменте

  • эпоксидная инъекция. Суть ее в заполнении полостей в бетонных плитах, стенах, цоколе синтетической или эпоксидной смолой. Сначала подготавливается поверхность, с нее удаляются любые сыпучие материалы. После заполнения трещины проблемное место необходимо скрепить скобами;
  • обвязка. Осуществляется с помощью специальных ремней, лент. В их состав включен волоконный кевлар — армирующий углерод. Метод чаще всего используется при появлении горизонтальных щелей, свидетельствующих о существовании чрезмерной нагрузки. Обвязку применяют совместно с эпоксидной инъекцией.

Ремонт фундамента.

Вернуться к оглавлению

Как защитить фундамент от разрушения

После того как ремонт или усиление закончены, необходимо предпринять меры по недопущению проникновения грунтовых вод под фундамент дома, особенно это важно для деревянного строения. Для этого нужно сделать качественную отмостку, защитить цоколь морозоустойчивым отделочным материалом. При необходимости сделать дренаж. Теплозащита грунта также снижает вероятность разрушения основы дома. В качестве теплоизолятора используют керамзит, опилки, шлаковату, даже солому. Если есть возможность, то грунт возле здания можно подогревать, пропуская по проложенным в земле трубам пар, горячую воду. Это предотвратит вспучивание почвы.

Укрепление фундамента буровым способом.

Если фундамент свайный, что характерно для деревянного строения, то усиление, восстановление или ремонт можно произвести с помощью еще одного метода, заключающегося в уменьшении активной зоны промерзания. Для этого вокруг на 2/3 от глубины промерзания выкапывают яму вокруг сваи. Лучше это делать глубокой осенью или даже зимой, чтобы последовательно подморозить почву (в результате не будет поступать грунтовая вода). Далее сваю несколько раз промазывают битумом либо покрывают специальной незамерзающей смазкой. Потом ее необходимо укутать двумя слоями пленки или рубероида. Причем между слоями тоже нужно разместить битум или смазку. Разработанную яму следует засыпать непучинистым грунтом.

Ремонт фундамента каменного дома.

При визуальном осмотре фундамента, который требует ремонт или усиление, необходимо сначала определить причины возникновения дефекта. Только потом можно подбирать наиболее оптимальный метод реконструкции.

Значение имеет и уплотнение грунта вокруг фундамента, его утепление, облицовка цоколя. Не стоит пренебрегать дренажом. Если предпринимать комплексные меры по сохранности нижней части дома, то длительный срок службы основы здания будет гарантирован, а ремонт не понадобится. От надежности фундамента зависит прочность вашего дома и его долговечность.

Проблемы с фундаментом

На данный момент еще не придуманы настолько совершенные технологии возведения фундаментов, которые гарантировали бы его расчетный срок эксплуатации.

Учитывая, что с каждым днем экология становится все хуже, то даже прочные металлы и бетоны неизбежно разрушаются и этот процесс нужно или приостановить, или хоть замедлить на некоторое время. Понятно, что причин деформации фундаментов бывает множество, но стоит отметить ключевых из них:

  • Человеческий фактор. К этим факторам можно отнести ошибки в расчетах допустимых нагрузок на фундамент, неправильно подобранные технологии с учетом типа почвы, а также ошибочный выбор и монтаж строительных материалов;
  • Климатический фактор: разрушение материала фундамента за счет воздействия агрессивных грунтовых вод, кислотных и щелочных дождей;
  • Техногенный фактор. Это строительство поблизости от здания автомобильных и железнодорожных магистралей с интенсивным движением и отсутствием средств защиты от воздействия вибрации.

Фактически, ремонт и усиление любого фундамента нужно начинать делать, если:

  • Обнаружена просадка, деформация или разрушение несущей кладки, снижение его гидроизоляционных свойств или возникновение просадки только одного угла здания;
  • Обнаружено снижение устойчивости фундаментов и грунтов;
  • Увеличивается скорость деформации и разрушения грунтов под воздействием различных факторов;
  • Возникло непредвиденное и неконтролируемое перемещение элементов несущих конструкций независимо от арматурного пояса.

Основные причины деформации фундаментов, при которых реконструкция неизбежна:

  • Возникшее неравномерное уплотнение слабых грунтов, возникшее из-за изменения гидрологического режима территории или возникшей неравномерной нагрузки самих почв на подошву;
  • Нарушение структуры грунтов впоследствии неправильного осушения болотистых территорий или проведения глубинных бурильных работ;
  • Динамическое воздействие примышленных предприятий, транспортных магистралей, промышленного сейсмического влияния;
  • Понижение уровня грунтовых вод;
  • Локальное повреждение подземной части основания грунтовыми водами с агрессивными составляющими, а также нарушение внешней гидроизоляции цоколя;
  • Нарушение правил застройки поселений, когда по соседству со старыми зданиями возводятся новые с нарушениями технологического процесса;
  • Непредусмотренное типов и характеристиками основания дополнительное возведение подземных этажей и мансардных уровней. В результате на фундамент ложится более высокая нагрузка, чем расчетная;
  • Промерзание почвы выше расчетного уровня.

Понятно, что причин для деформации и повреждения основания существует множество. Но, прежде чем приступать к реставрации основания, нужно точно определиться с причиной и сначала ее устранить. А уже потом заниматься непосредственно ремонтом и усилением поврежденного фундамента, причем часто оба технологических процесса делают одновременно. Но, перед началом работ по усилению фундаментов, нужно провести тщательный, правильный и многогранный расчет технологии ремонта, чтобы затем повторно не проводить одни и те же работы.

Технологии проектирования ремонта фундаментов

Учитывая, что необходимость в усилении фундаментов возникает в следующих случаях:

  • При обнаружении опасных деформаций грунтов и искусственном или естественном износе материала оснований. В таких случаях сначала делается усиление грунта, устранение подвижек и фиксирование пластов, а уже потом нужно приступать к ремонту основания. Как правило, эта проблема особенно часто возникает в зданий старой постройки, памяток архитектуры. И проводить проектирование усиления нужно с учетом особенностей такого здания, чтобы не допустить в процессе реставрации дальнейшего разрушения несущих элементов.
  • Когда проведено необдуманное вмешательство в конструкцию возведенного дома, особенно при строительстве подвалов и мансардных этажей;
  • При строительстве на соседних участках.

Особенность фундаментов старых домов в том, что нет чертежей, а возведение проводилось самим подрядчиком. Поэтому, реставрация таких оснований довольно сложная и проектирование усиления всегда начинается из работ по обследованию наземных и цокольных конструкций, а затем способом откопки шурфов.

Обследование фундамента с использованием шурфов

Что такое шурфирование оснований? Это получение подробной информации о фундаменте путем откопки шурфов с одной или (чаще) нескольких сторон от подошвы основания. В некоторых случаях такие шурфы могут иметь глубину до 4-5 метров, что часто практиковалось древними архитекторами при возведении массивных зданий с натурального камня.

После получения всех данных шурфования выполняются подробные чертежи, подбирается оптимальный тип строительных материалов, и отбираются образцы почвы.

Можно также получить подробную информацию о фундаменте способом бурения скважин и отбора образцов. Такой способ позволяет обнаружить и обследовать скрытые конструкции в фундаменте, например, деревянные сваи, ростверки, а также их конструкционные особенности.

Усиление фундамента лучше сразу совмещать с капитальным ремонтом здания, ведь тогда можно одновременно обработать все несущие стены и перекрытия, подобрать иной строительный материал и под его параметры выбрать способ усиления фундамента.

Строительная практика часто показывает, что при ремонте фундамента заселенного дома приходится использовать специальные пневматические домкраты и устранение пустот в несущих слоях с максимальной безопасностью для окружающих.

Как рассчитать усиление фундамента

Провести расчет качественного усиления иногда не так просто, ведь тут учитывается не только выбор технологии, но и результаты проведенных изысканий. Поэтому, главным этапом всегда становится сбор нагрузок, которые передаются на подошву основания со стороны почвы, самого здания и внешних факторов.

Классические методы ремонта и усиления фундаментов

Усиление фундаментов

Как правило, все они сводятся к увеличению полезной площади подошвы основания, благодаря чему снижается давление на почву. В таких случаях практикуется несколько методов:

  • Бурение скважин ниже глубины промерзания почвы, но не ниже нижней кромки несущей подошвы основания. Затем под него закачивается под давлением бетон, который заполняет поры грунта и подошвы, равномерно растекается по всей поверхности и там застывает.
  • Также можно провести углубление подошвы основания и заменить поврежденные и разрушенные деревянные, металлические конструкции на современные минеральные соединения. Такая технология считается оптимальной, когда будет строиться подвал или увеличивается его глубина. В таких случаях рекомендуется расширение проводить с помощью бетонных плит или натурального камня. Полученная подошва будет иметь трапециевидную форму, поэтому существенно усилит новый фундамент.
  • Установка монолитных плит под подошву. Такая технология дорогая, оправдывает себя в случае ремонта основания, поврежденного впоследствии влияния подвижек почвы от метрополитена, железнодорожных линий и промышленных комплексов. Плиты производятся из железобетона, устанавливаются в специально предусмотренные штробы на уровне нижней кромки подвального помещения. Плитные конструкции в таком случае принимают на себя нагрузку равномерно из существующим фундаментом.
  • Кирпичная или бетонная кладка в стороне от основного фундамента с целью смещения центра тяжести от поврежденного фрагмента. Практикуется в случаях наличия дома небольшой массы и если на строительной площадке есть возможность проводить земляные работы. В таких случаях по внешней стороне от поврежденного участка выкапывается траншея на глубину подошвы, устанавливается деревянная опалубка. Внутри опалубки предусматривается песчано-гравийная подушка, тщательно трамбуется и устанавливается арматурный пояс. Заполняется опалубка жидким бетоном, кирпичом или натуральным камнем, дополнительно покрывается гидроизоляционным слоем. Часто практикуется при реставрации старых оснований в сельской местности, когда нет смысла демонтировать старое здание и возводить новое.

Традиционные технологии себя оправдывают, когда ремонт или реставрация фундамента проводится на сухих и прочных почвах. Они не подходят для усиления оснований на влагонасыщенных почвах, ведь тогда приходится новые конструкции монтировать выше уровня подошвы и залегания грунтовых вод и такое усиление часто становится не эффективным.

В процессе реконструкции здания существенно увеличиваются нагрузки на основание, поэтому и нужно проводить реконструкцию и усиление одновременно. В таких случаях практикуют использование бетонных или железобетонных обойм.

Процесс усиление старого фундамента

Технология простая, но трудоемкая:

  1. Проводится расчет типа обойм, их размера и материала наполнения.
  2. Затем в четко указанных местах непосредственно в фундаменте бурятся скважины (шпуры).
  3. В готовые отверстия устанавливают арматуру, обвязывают ее с арматурой старого основания с целью увеличить полезную площадь перекрытия подошвы.
  4. Также в шпуры монтируют поясную вертикальную арматуру, которая защищает конструкцию от смещения.
  5. Готовые элементы заливают бетоном под давлением.

Если обойма делается в фундаменте с бутового камня, тогда сначала нужно вырыть траншею и отверстия делать аккуратно перфоратором или ударной дрелью. В отверстия устанавливают стяжки, затем конструкция заливается бетоном. За счет неровной поверхности кладки, сцепление бетона и бутового камня будет максимальным.

Технология подведения свай

Замена нижних венцов при ремонте фундамента деревянного дома

Такая технология предусматривает ремонт фундамента за счет переноса части или всей массы здания на новый фундамент, возведенный под основной подушкой. Фактически, это пересадка старого основания на новые железобетонные сваи, а грунт закрепляется с помощью инъекции строительного раствора.

Но такая технология себя оправдывает, если под основанием обнаружен прочный слой почвы на относительно небольшой глубине. В иных случаях нужно использовать другие методы усиления фундамента здания.

Тут также нужно помнить, что сваи для усиления конструкций отличаются от обычных свай, на которых возводятся дома. Тут используются специальные буронабивные и инъекционные сваи, а также сваи вдавливания.

Особенность технологии  в том, что нужно использовать малогабаритную технику, а если есть доступ до строительной площадки, то и вид ремонта можно подобрать.

Как использовать буронабивные сваи

Этапы работ по усилению ленточных фундаментов набивными сваями

Как правило, в условиях заселенного города часто ограничен доступ до строительной площадки. Поэтому, если есть достаточно места для подвода тяжелой техники, тогда стоит использовать буронабивные сваи, ведь они устанавливаются на расстоянии не менее 2.5 метра от стены.

Но при установке свай часто возникает сильная вибрация грунта, а это может привести к дальнейшему разрушению основания. Также стоит помнить, что поперечные балки громоздкие и требуют расхода большого количества металла.

Технология установки свай:

  1. Сначала проводится подготовка строительной площадки, она тщательно выравнивается.
  2. Затем монтируются и открываются шурфы, в которые подводят и вдавливают металлические трубы, которые между собой сваривают арматурой.
  3. Трубы заливают бетоном.

Преимущество технологии очевидно, ведь можно трубы установить на глубину до 25 метров, а на месте определяется их несущая способность, а реконструкция основания будет проведена за считанные недели.

Использование инъекционного усиления

Инъекционное закрепление фундамента

Ключевое отличие инъекционной технологии от буронабивной – это использование бетона, подаваемого под большим давлением. Когда бетон попадает на нижнюю часть сваи, он выдавливает грунт и заполняет полученную полость. В результате происходит надежное уплотнение грунта под основанием с одновременным формированием новой подушки.

Вариантов бурения существует большое количество, тип и способ подбирается исходя от ситуации на строительной площадке, а также типа фундамента. Все сваи имеют наклонную конструкцию, пробивают фундамент и углубляются до уровня прочного грунта. Также допускается бурение с двух сторон с небольшим интервалом.

Инъекционное закрепление оправдано при ремонте зданий, возведенных на песчаных грунтах. Ведь в таких случаях происходит локальное насыщение грунта строительными растворами, которые улучшают механические характеристики почвы.

Прежде чем приступить к выполнению работ по ремонту и

усилению фундаментов , необходимо установить причину повреждения фундаментов и устранить ее. Для выявления причин, вызвавших повреждения фундаментов, а также при их реконструкции проводят сбор сведений по истории здания или сооружения, а также выполняют

техническое обследование

надземной и подземной частей здания и прилегающей территории. Это особенно актуально для зданий старой постройки.

Сбор сведений по истории здания дает возможность установить дату постройки; первоначальный вид; изменения, которые происходили в процессе эксплуатации (надстройки, пристройки, перепланировка); аварийные состояния. Наличие технической документации значительно сокращает объем дальнейших обследований.

Обследование надземной части здания позволяет установить его фактические размеры, оценить состояние несущих и ограждающих конструкций, определить фактически действующие нагрузки, выявить внешние повреждения, установить, по возможности, причины их возникновения.

Обследование подземной части здания выполняют с целью определения конструкции, размеров и материала фундамента, его прочностных характеристик, глубины заложения, наличия и состояния гидроизоляции, а также типа грунтов в основании. Для этого производят откопку шурфов, количество которых зависит от физического состояния здания в целом и его конструкций.

Если при реконструкции или капитальном ремонте здания нагрузки на фундамент не возрастают, то достаточно отрыть два-три шурфа. При наличии деформаций и трещин в стенах шурфы обязательно выполняют в местах предполагаемых повреждений фундамента. Их отрывают на 0,5 м ниже уровня подошвы фундамента. В плане шурф имеет форму прямоугольника, причем большая его сторона длиной 1,5…3 м примыкает к фундаменту. Прочность фундаментов и стен подвала определяют известными неразрушающими методами, например, акустическим, радиометрическим, механическим и т.п.

Осадку здания контролируют инструментально, а раскрытие трещин — с помощью маяков, устанавливаемых поперек трещин на стене здания (рис. 1). Маяки устраивают в виде мостика длиной 250…300, шириной 50…70 и толщиной 15…20 мм. Место, где устраивают маяк, очищают от штукатурки, краски, облицовки. На каждой трещине устанавливается два маяка: один — в месте наибольшего раскрытия, другой — в ее начале. Если в течение 15…20 дней на маяках не появились трещины, то можно считать, что деформации здания стабилизировались. Маяки делают из гипса, можно из металла или стекла.

Обследование прилегающей территории способствует выяснению причин повреждений, таких как неправильный отвод поверхностных вод, наличие вблизи русл старых рек, засыпанных оврагов и т.п. (см. таблицу ниже).

Работы по переустройству фундаментов могут выполняться по двум направлениям:

  • восстановление несущей способности оснований и ее повышение;
  • ремонт и усиление фундаментов.

В отдельных случаях эти работы могут выполняться совместно.

Восстановление несущей способности оснований, ее повышение является сложным и дорогостоящим процессом, сущность которого заключается в увеличении плотности и несущей способности грунта основания. Известны различные пути решения поставленной задачи, такие как цементизация, битумизация, силикатизация и т.п.До начала работ по ремонту и усилению фундаментов должны быть исключены причины, вызывающие его неравномерную осадку или разрушение. Если деформация фундамента вызвала соответствующие деформации стен и перекрытий, то работы выполняют в следующей последовательности:

  • укрепление (вывешивание) перекрытий;
  • укрепление стен в местах деформаций;
  • ремонт и усиление фундаментов;
  • ремонт стен;
  • ремонт перекрытий.

К основным работам по ремонту и усилению фундаментов относятся:

  • усиление оснований и фундаментов;
  • уширение подошвы фундаментов;
  • увеличение глубины заложения;
  • полная или частичная их замена.

Перед началом работ необходимо принять меры по обеспечению устойчивости здания и предохранению конструкций от возможных деформаций, т.е. выполнить частичную или полную разгрузку фундаментов.Частичную разгрузку выполняют путем установки временных деревянных опор, а также деревянных и металлических подкосов. Для установки временных деревянных опор (рис. 2) в подвале или на первом этаже на расстоянии 1,5…2 м от стены укладывают опорные подушки, на них размещают опорный брус, на который устанавливают деревянные стойки. По верху стоек укладывают верхний прогон, который крепится к стойкам с помощью скоб. Затем между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, включая тем самым стойки в работу, и нагрузка от перекрытия частично снимается со стен и передается на временные опоры. Опоры на этажах должны устанавливаться строго одна над другой. Для увеличения устойчивости конструкции стойки раскрепляют раскосами.

Полную разгрузку фундаментов осуществляют с помощью металлических балок (рандбалок), заделываемых в кладку стены, а также поперечных металлических или железобетонных балок. Рандбалки (рис. 3, а) устанавливают выше обреза фундамента в заранее пробитые с обеих сторон стены штрабы на постель из цементно-песчаного раствора. Штрабы необходимо пробивать под тычковым рядом кирпичной кладки. Временное закрепление рандбалки в штрабе выполняют клиньями. В поперечном направлении через 1,5…2 м балки стягивают болтами диаметром 20…25 мм. Пространство между временно закрепленной балкой и стеной заполняют цементно-песчаным раствором состава 1:3. Стыки рандбалок по фронту соединяют накладками на электросварке. В этом случае нагрузка передается на соседние участки фундамента.

На поперечные балки стены вывешивают следующим образом (рис. 3, б). В нижней части стены вблизи верхнего обреза фундамента через 2…3 м пробивают сквозные отверстия, в которые заводят поперечные балки. Под каждой поперечной балкой устраивают две опорные подушки на уплотненном основании. Передача нагрузки на опорные подушки осуществляется через продольные балки с помощью клиньев или домкратов. При неудовлетворительном состоянии стены ее предварительно усиливают путем установки рандбалок, которые располагаются выше пробиваемых отверстий.

Ремонт кирпичных и бутовых фундаментов предусматривает выполнение следующих работ:

  • расшивка трещин;
  • перекладка отдельных участков;
  • цементация; устройство обоймы из стального профиля с последующим оштукатуриванием по сетке;
  • устройство сжимов с обетонированием;
  • замена бутового фундамента на бутобетонный;
  • восстановление отмостки; ремонт или устройство гидроизоляции.

Ремонт бетонных и железобетонных фундаментов заключается в устранении волосяных трещин, ремонте или восстановлении отмостки и гидроизоляции. Способы усиления и реконструкции фундаментов мелкого заложения, применяемые в настоящее время, отличаются большим многообразием и их можно классифицировать в зависимости от конструктивно-технологических способов их выполнения (см. таблицу ниже).

Работы по ремонту и усилению фундаментов сложны, трудоемки и очень ответственны. Их выполняют специализированные бригады по захваткам. Протяженность захваток не должна превышать 2 м, чтобы не повредить смежные участки фундамента и вышележащие конструкции здания или сооружения. Работы обязательно должны производиться по предварительно разработанным и утвержденным технологическим картам в составе проекта производства работ при наличии рабочих чертежей.

Рассмотрим отдельные способы ремонта и усиления фундаментов, обращая внимание на особенности технологии выполнения работ.При расшивке трещин в кладке вначале с обеих сторон обнажают фундамент до его подошвы. Из кладки удаляют раздробленные и отслоившиеся камни, а трещины расчищают и промывают. Удаленные камни заменяют новыми, которые подбирают по размеру и устанавливают на постель из цементно-песчаного раствора. Трещины заполняют пластичным цементно-песчаным раствором марки 50. После этого восстанавливают гидроизоляцию и выполняют обратную засыпку с послойным трамбованием.

При перекладке отдельных участков фундамента работы выполняют в следующей последовательности:

  • Производят полную разгрузку перекладываемого участка фундамента: отрывают его с обеих сторон котлованы (шурфы); разбирают старую кладку и выполняют новую, соблюдая перевязку швов и оставляя штрабы для связи с кладкой на смежных участках.
  • Перекладку фундамента выполняют по захваткам длиной не более 2 м в очередности, предусмотренной проектом. Допускается одновременное выполнение работ на захватках, удаленных друг от друга на расстояние не менее 4…6 м. В первую очередь перекладывают участки с наиболее ослабленной кладкой. Работы на соседних захватках производят с технологическим перерывом 7… 10 дней.

При повышении прочности фундамента методом цементации с обеих его сторон в шахматном порядке отрывают шурфы размером 1×1 м с шагом 1…2 м для кладки из валунов. Для бутовых фундаментов отрывают траншеи шириной 1 м. В теле фундамента просверливают отверстия (обычно в швах кладки), в них устанавливают инъекторы с шагом: 1…2 м — для кладки из валунов; 0,2…0,25 м — для кладки из бутового камня. Затем производят нагнетание пластичного цементного раствора под давлением 0,02…0,03 и 0,04…0,05 МПа соответственно для кладки из валунов и бутового камня. Состав цементно-песчаного раствора соответственно 1:1…1:1,5 и 1:1…1:2. Нагнетание цементного раствора производят до полного насыщения кладки, что сопровождается повышением давления на 15…25%. При наличии подвала инъекторы устанавливают из подвальных помещений. Шаг иньекторов, состав раствора, его расход и величина давления нагнетания принимаются согласно проекта и уточняются пробным нагнетанием.

№ п/п Метод усиления или реконструкции Условия применения
1 Усиление фундаментов методом цементации пустот в кладке При образовании пустот в швах кладки и небольших разрушений материала фундамента; нагрузка на фундамент не увеличивается или увеличивается незначительно
2 Усиление фундаментов при помощи частичной замене кладки фундамента При средней степени разрушения материала фундамента (нагрузка на фундамент не увеличивается или увеличивается незначительно; при достаточной несущей способности основания)
3 Усиление фундаментов обоймами:без уширения подошвы фундамента;

с уширением подошвы фундамента

Без уширения подошвы фундамента — при значительном разрушении материала фундамента (нагрузка на фундамент не увеличивается или увеличивается незначительно; при достаточной несущей способности основания);с уширением подошвы фундамента — при увеличении нагрузки на фундамент и недостаточной несущей способности основания
4 Усиление фундаментов при помощи подведения конструктивных элементов под существующие фундаменты:плит;столбов;

стен

Плит — при большой толще слабых грунтов в основании;столбов — при неглубоком залегании несущего слоя грунта;

стен — то же, а также в случае увеличения глубины заложения фундамента при устройстве подвалов, при необходимости передачи нагрузки на более прочные грунты

5 Усиление фундаментов подведением новых фундаментов При коррозионном или ином разрушении фундамента;при необходимости значительного увеличения нагрузок, глубины заложения и изменении конструкций подземной части зданий и сооружений
6 Усиление фундаментов при помощи вдавливаемых свай При значительном увеличении нагрузок;при наличии подстилающих прочных грунтов;

при невозможности проведения работ непосредственно под подошвой фундамента

7 Усиление фундамента подведением свай под подошву фундамента В маловлажных грунтах;при небольшой глубине существующего фундамента и невозможности уширения его подошвы
8 Усиление фундамента при помощи пересадки его на выносные сваи В водонасыщенных грунтах;при относительно большой глубине залегания прочного слоя грунта
9 Усиление фуедамента буронабивными сваями При значительном увеличении нагрузок и большой толще слабых грунтов в основании;в сложных условиях реконструкции и строительства
10 Усиление фундамента корневидными буро-инъекционными сваями То же, а также при невозможности частичной разборки существующих фундаментов и в стесненных условиях строительства
11 Усиление фундамента конструкциями, возводимыми способом «стена в грунте» При значительном увеличении нагрузок;в сложных условиях реконструкции подземных частей зданий и сооружений
12 Усиление фундаментов опускными колодцами
13 Усиление фундаментов при помощью передачи части нагрузок на дополнительные фундаменты При сложных сочетаниях нагрузок и в особых условиях выполнения работ по реконструкции
14 Переустройство столбчатых фундаментов в ленточные и ленточных в плитные При значительных неравномерных деформациях основания;изменении величины нагрузок и статической схемы работы фундаментов;установке дополнительного оборудования;изменении конструктивной схемы здания или сооружения;

необходимости значительного повышения жесткости здания

15 Возвращение просевшего фундамента в первоначальное или горизонтальное положение При просадке и значительном перекосе (крене) фундаментов для исправления положения эксплуатируемых зданий или сооружений в случае сохранения их устойчивости

При устройстве обоймы из стального профиля с последующим оштукатуриванием по сетке выполняют следующие виды работ:

  • на захватке с обеих сторон фундамента отрывают траншеи; фундамент очищают от грязи и промывают водой; производят разметку и устройство сквозных отверстий под стяжные болты.
  • на выровненную цементно-песчаным раствором поверхность фундамента устанавливают стальной профиль и стяжные болты. Затем в шахматном порядке на расстоянии 0,5… 1 м друг от друга просверливают отверстия диаметром 37 мм на глубину до середины фундамента, в них устанавливают инъекторы и производят нагнетание цементного раствора состава 1:1 до полного насыщения кладки. Расход раствора предварительно назначается в количестве 20…30% от объема ремонтируемого участка кладки фундамента.
  • к стальному профилю приваривают с шагом 500…600 мм арматурные стержни Ø12 мм класса А400. к ним на скрутках прикрепляют сварную сетку из стали А240 Ø4 мм с размером ячейки 100×100 мм и производят оштукатуривание фундамента цементным раствором состава 1:3. Шаг инъекторов, расход раствора и давление нагнетания принимаются согласно проекта и уточняются пробным нагнетанием.

Устройство сжимов с обетонированием выполняют в следующей последовательности:

  • обнажают, очищают от грязи и промывают водой верхний обрез фундамента;
  • просверливают сквозные отверстия диаметром 22 мм с шагом 1,2… 1,4 м;
  • устанавливают с обеих сторон стальные утолки 75x75x3 и соединяют их между собой сжимными болтами Ø20 мм;
  • выполняют цементацию кладки фундамента (аналогично, как в ранее описанных способах) и производят с двух сторон обетонирование по всей длине ремонтируемого участка бетоном класса В7,5…В10 для защиты стальных деталей от коррозии.

При реконструкции фундаментов с целью повышения их несущей способности выполняются следующие виды работ:

  • усиление фундаментов;
  • уширение подошвы фундамента;
  • увеличение глубины заложения фундамента;
  • полная или частичная замена фундамента.

Усиление фундаментов

Усиление выполняется в основном для фундаментов, выложенных из бутового камня, бутобетонной кладки и кирпича. Причем, основной материал (бутовый камень, кирпич) обладает достаточной прочностью, но сам фундамент ослаблен в результате разрушения раствора, появления трещин и пустот. Усиление фундаментов выполняют путем цементации или силикатизации кладки, укрепления отдельных камней (кирпичей) кладки и устройством железобетонных обойм.

Цементация кладки производится путем нагнетания в пустоты фундамента через инъекционные трубки цементно-песчаного раствора состава 1:1…1:2 под давлением 0,2… 1 МПа. В большинстве случаев цементация кладки производится одновременно с цементацией основания. При подготовке фундамента к инъецированию выполняют его вскрытие (при необходимости), бурение шпуров, установку инъекторов, их соединение с инъекционной установкой и проверку работы смонтированной системы. Шпуры для инъекторов бурят или пробивают перфораторами в шахматном порядке на расстоянии 0.8… 1,2 м друг от друга. Затем устанавливают инъекционные трубки (стальные перфорированные трубы диаметром 50 мм), закрепляя их в теле шпуров с помощью цементно-песчаного раствора. Радиус действия инъекторов составляет 0,6… 1,2 м. Расход цементно-песчаного раствора для инъецирования зависит от степени физического износа фундаментов и плотности материала кладки и ориентировочно составляет 0,2…0.4 от объема усиливаемой кладки фундамента.

При силикатизации нагнетание рабочего раствора по одним и тем же инъекторам выполняют в два этапа: вначале жидкое стекло, а затем хлористый кальций. Технологический перерыв при их нагнетании не должен превышать 6 часов. Жидкое стекло нагнетают до полного насыщения тела фундаментов путем ступенчатого повышения давления от 0,05 до 0,4 МПа. Нагнетание хлористого кальция осуществляется при начальном давлении 0,4 МПа с постепенным его повышением до 0,5 МПа.

Укрепление отдельных камней кладки выполняют при незначительной степени физического износа фундаментов. Камни, которые слабо держатся в кладке фундамента, вынимают; гнездо очищают стальной щеткой от грязи и старого раствора, смачивают водой и заполняют цементно-песчаным раствором. Камни устанавливают обратно в гнезда, втапливая их в раствор с помощью последовательных ударов молотком.

Устройство железобетонных обойм выполняют в тех случаях, когда на отдельных участках фундамента прочность кладки нижележащих слоев меньше прочности вышележащих. Работы выполняют по захваткам длиной 2…2,5 м. Железобетонные обоймы могут устраиваться с одной или с двух сторон. Способы устройства обойм могут быть различны. Рассмотрим некоторые из них. При устройстве двухсторонней железобетонной обоймы (рис. 4, а) в теле фундамента в шахматном порядке через 1…1,5 м просверливают сквозные поперечные отверстия. Затем с обеих сторон устанавливают арматурные сетки с размерами ячеек от 100×100 до 150×150 мм из арматурной стали диаметром 12…20 мм. Арматурные сетки соединяют между собой арматурными стержнями диаметром 12…20 мм, которые устанавливают в просверленные отверстия. Затем устанавливают опалубку и выполняют бетонирование литой бетонной смесью (осадка конуса более 15 см) класса бетона В10 и более. Бетонирование может выполняться методом послойного торкретирования. Минимальная толщина обоймы — 150 мм. При устройстве односторонней железобетонной обоймы (рис. 4, б) поперечные арматурные стержни заделывают в ранее просверленные гнезда в теле фундамента на цементно-песчаном растворе. А затем к ним крепят арматурные сетки. В отдельных случаях армирование железобетонных обойм выполняют одиночными арматурными стержнями. Для этого по всей длине фундамента отрывают траншею глубиной на 1 м выше отметки заложения фундамента. На проектной отметке в теле фундамента с шагом 1,5 м пробивают сквозные отверстия, устанавливают в них на цементно-песчаном растворе поперечные балки из двутавра №18…20. К поперечным балкам в продольном направлении приваривают уголки №75 длиной 500…700 мм или двутавр №18. Затем после углубления траншеи в теле фундамента в шахматном порядке с шагом 80… 120 см сверлят отверстия Ø18…20 мм глубиной 150… 180 мм, в которые забивают отдельные стержни Ø18…20 мм. Устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь с тщательным уплотнением. После набора бетоном требуемой прочности разбирают опалубку и выполняют обратную засыпку пазух с постойным уплотнением.

Увеличить одновременно несущую способность фундамента и основания можем путем устройства буроинъекционных свай. Их применение позволяет производить работы по усилению фундамента без разработки траншей и нарушения структуры грунта в основании. Сущность способа заключается в устройстве под зданием буроинъекционных (корневидных) свай, которые передают значительную часть нагрузки на более плотные слои грунта (рис. 5). Сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, которые позволяют пробуривать скважины диаметром от 80 до 250 мм не только в грунтах основания, но и в теле фундамента.

Устройство буроиньекционных свай выполняется в следующей по-следовательности:

  • бурение «лидерной» скважины;
  • заполнение ее пластичным цементно-песчаным раствором;
  • установка трубы-кондуктора до начала схватывания раствора;
  • технологический перерыв для набора раствором требуемой прочности;
  • бурение рабочей скважины до проектной отметки под защитой глинистого раствора или обсадной трубы;
  • заполнение скважины цементно-песчаным раствором через буровой остов или трубу-инъектор снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора;
  • посекционная установка арматурных каркасов;
  • опрессовка свай.

При установке арматурных каркасов понижение уровня раствора в скважине не должно превышать более 0,5 м. Для опрессовки сваи на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор. При значительном расходе раствора из-за фильт-рации грунта основания делают технологический перерыв в течение 1 суток и опрессовку повторяют.

Уширение подошвы фундамента

Уширение подошвы фундамента выполняют банкетами из бутовой кладки или из монолитного бетона и железобетона, банкетами балочного типа, а также с помощью монолитных и сборных железобетонных подушек.Устройство банкет из бутовой кладки выполняется крайне редко из-за большой трудоемкости работ. Чаще всего применяют одно- и двусторонние банкеты из монолитного бетона и железобетона. Конструкция банкет зависит от способа их связи с существующим фундаментом и схем передачи нагрузки от сооружения на усиляемый фундамент. Наибольшее распространение получили банкеты, где передача нагрузки от сооружения осуществляется с помощью опорных балок (рис. 6). Для этого в стене пробивают сквозные отверстия с шагом 1,5…2 м. в которые перпендикулярно к стене устанавливают опорные балки из стального швеллера (двутавра) или железобетона. Нагрузка на банкеты передается через распределительные балки из швеллера или двутавра №16… 18, которые располагают вдоль стены.

Работы выполняются в следующей последовательности:

  • разбирают отмостку (при необходимости) и пол первого этажа;
  • устраивают водосборные колодцы, ограждения;
  • в пределах захватки (длина 1,5…2 м) отрывают траншею с одной или обеих сторон фундамента;
  • очищают боковые поверхности фундамента;
  • устраивают основание под банкет из щебня толщиной 50… 100 мм путем втрамбовывания его в грунт;
  • в теле фундамента просверливают отверстия (в шахматном порядке через 0,25…0,35 м по высоте 1,2… 1,5 м по длине фундамента) и забивают в них анкерные стержни диаметром 16 мм;
  • устанавливают опалубку и бетонируют банкет до отметки низа распределительных балок;
  • после набора бетоном требуемой прочности (не менее 70% проектной) устраивают в стене «окна» и устанавливают в них опорные балки;
  • монтируют распределительные балки и сваривают их с опорными балками;
  • производят добетонирование банкета на высоту распределительных балок и заделку зазоров в «окнах»‘ для опорных балок. Допускается также и обетонированне опорных балок. Класс бетона — не менее В12,5.

Увеличение площади опирания фундаментов может осуществляться с помощью сборных железобетонных отливов и стальных тяжей (рис. 7).

Работы выполняются в следующей последовательности:

  • отрывают с обеих сторон фундамента траншею по захваткам длиной 1,5…2,0 м;
  • в теле фундамента сверлят сквозные отверстия;
  • монтируют железобетонные отливы;
  • устанавливают стальные тяжи;
  • с помощью домкратов или клиньев выполняют разжатие отливов в их верхней части;
  • укладывают бетонную смесь в зазор между существующим фундаментом и железобетонными отливами. В результате разжатия отливов они поворачиваются внизу во-круг своей нижней оси и дополнительно обжимают грунт основания.

К недостаткам этого способа следует отнести значительный объем земляных работ и большие затраты ручного труда.

При уширении подошвы фундамента путем подводки монолитных или сборных железобетонных плит (рис. 8) из-под него в пределах захватки длиной 1,5…2 м удаляют грунт. Железобетонные плиты монтируют на подготовленное выровненное основание. Зазор между поверхностью плит и подошвой фундамента зачеканивают жестким цементно-песчаным раствором марки 100.

Процесс устройства монолитной железобетонной подушки менее трудоемок. Для этого на подготовленное основание укладывают арматурные сетки, устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь. Уплотнение бетонной смеси выполняют вибрированием. Для обеспечения надежного контакта укладываемой бетонной смеси с фундаментом бетонирование производят на 100… 150 мм выше отметки его подошвы. Класс бетона В12,5 и более.

Увеличение глубины заложения фундамента

Углубление фундаментов выполняют с применением бутовой (кирпичной) кладки, монолитного бетона и железобетона.

Способ углубления фундаментов с использованием бутовой кладки отличается высокой трудоемкостью и применяется при незначительных нагрузках. В этом случае вначале разгружают фундаменты и при наличии ослабленных участков стен устанавливают рандбалки. Затем на отдельных захватках длиной 1,5…2 м в заранее намеченной очередности отрывают колодцы на проектную глубину с временным креплением стенок, разбирают нижнюю ослабленную часть фундамента (при необходимости) и удаляют грунт, подводя под фундамент временные крепления. Кладку нового фундамента выполняют с перевязкой швов, удаляя крепление снизу вверх. Зазор между верхним обрезом новой кладки и нижним обрезом старого фундамента зачеканивают полусухим цементно-песчаным раствором состава 1:3.

Более эффективным является способ углубления фундаментов с применением монолитного бетона (рис. 9). Как и в предыдущем случае, вначале разгружают фундамент, а затем отрывают шурфы на 0,7…1 м ниже подошвы фундамента, стенки шурфов крепят щитами. У передней стенки устанавливают прочную раму из бруса или круглого леса. Верхняя перекладина рамы должна находиться на 30…50 мм ниже подошвы фундамента. Между подошвой и верхней перекладиной рамы в грунт забивают доски, т.е. устраивают забирку, под защитой которой на проектную глубину отрывают колодец. Затем в колодец укладывают и уплотняют бетонную смесь, оставляя между подошвой фундамента и поверхностью бетона зазор 300…400 мм. После набора бетоном требуемой прочности с помощью домкратов производят обжатие основания новой части фундамента, используя при этом массу существующего здания. После этого бетонируют зазор, укладывая бетонную смесь на 100 мм выше подошвы старого фундамента с целью обеспечения плотного контакта.

Исключить трудоемкие работы по разгрузке фундамента позволяет технология выполнения работ по его углублению и одновременному расширению (рис. 10). На захватке отрывают траншею на глубину заложения фундамента. Затем устраивают подкоп под подошву существующего фундамента по всей длине захватки на половину его ширины. В боковую стенку подкопа забивают горизонтальные поперечные арматурные стержни диаметром 14…18 мм. Нижний ряд стержней устанавливают с шагом 200 мм на 100 мм выше дна траншеи, а верхний ряд — с таким же шагом на 50…70 мм ниже подошвы существующего фундамента. К поперечным стержням приваривают профильные стержни такого же диаметра с шагом 200 мм. В траншее устанавливают щит опалубки на уровне подошвы фундамента и на расстоянии 200 мм от его боковой поверхности. Затем укладывают и уплотняют бетонную смесь, монтируют вертикальную арматурную сетку (размер ячейки 200×200 мм, диаметр вертикальных стержней 14…18 мм, горизонтальных — 6 мм). Арматурную сетку втапливают на 200…250 мм в свежеуложенный слой бетонной смеси, устанавливают опалубку второго яруса, укладывают и уплотняют бетонную смесь. После набора бетоном требуемой прочности опалубку разбирают, выполняют гидроизоляцию и обратную засыпку траншеи. Затем аналогично выполняют работы с противоположной стороны (исключая установку горизонтальных поперечных стержней).

Полная или частичная замена фундамента

При полной или частичной замене фундаментов укрепляют перемычки над проемами, а при необходимости — и стены. Затем отрывают траншеи и разбирают ослабленные участки фундамента на захватках длиной 1…2 м. Разборку начинают с верхних рядов с одновременным раскреплением вышележащих участков стены. При этом оставляют штрабы и уступы для последующей перевязки новой кладки cо старой. Основание под новый участок фундамента уплотняют путем втрамбовывания в грунт слоя щебня на глубину 50…100 мм. Новую кладку выполняют с перевязкой швов, выполняя также перевязку с соседними участками существующего (неразбираемого) фундамента и новой кладки.

Горизонтальную гидроизоляцию между фундаментом и стеной выполняют по выровненной цементно-песчаным раствором поверхности. Зазор между верхним обрезом нового фундамента и нижней поверхностью стены тщательно зачеканивают полусухим цементно-песчаным раствором (желательно применять саморасширяющие цементы).

Замену фундаментов начинают с наиболее слабых участков и по возможности под теми участками стен, где отсутствуют проемы. Разбивку фундамента на захватки производят с таким расчетом, чтобы между захватками, где одновременно выполняются работы, находилось не менее двух захваток, на которых работы еще не начинались или уже выполнены и кладка (или бетон) набрала требуемую проектную прочность.

Известен способ усиления основания существующих фундаментов железобетонными опускными колодцами (рис. 11). Фундамент в этом случае может иметь в плане любые габариты и конфигурацию. Кроме того, исключается необходимость его разгрузки для ведения работ. Внутренние размеры опускного колодца должны превышать габариты подошвы фундамента на 15…20 см. В плане колодец может иметь форму окружности или прямоугольника с закругленными углами. Его выполняют из монолитного или сборного железобетона на поверхности земли или в котловане, отметка дна которого должна быть выше отметки подошвы фундамента на 20…30 см. Колодец опускается по мере выемки грунта по наружному периметру его стен, при этом основание под существующим фундаментом сохраняется ненарушенным и заключается в обойму. Для обеспечения достаточной стабильности грунтового ядра внутри опускного колодца грунт необходимо разрабатывать только в сухом состоянии, выполняя при необходимости водопонижение. После погружения колодца траншея засыпается грунтом или песком с тщательным послойным уплотнением.

В особо сложных случаях усиления фундаментов, когда нагрузку необходимо передать на глубоко залегающие прочные грунты, особенно при наличии высокого уровня грунтовых вод, применяют вдавливаемые сваи. Различают два способа усиления фундаментов:

  • передача нагрузки от фундамента на выносные сваи
  • передача нагрузки подведением свай под подошву фундамента.

Выносные сваи применяют при высоком уровне грунтовых вод, а сваи, подводимые под подошву фундамента — при низком. Расстояние между сваями должно быть не менее трех диаметров. Головы свай с существующим фундаментом соединяют с помощью ростверков, которые выполняют в виде железобетонных поясов (для ленточных фундаментов) или железобетонных обойм (для столбчатых фундаментов). Для лучшей передачи нагрузки от усиливаемого фундамента на сваи применяют металлические или железобетонные балки, которые пропускают через тело фундамента. Длина свай устанавливается в зависимости от характеристики грунтов, размеров поперечного сечения свай и нагрузок на фундамент.

Выносные сваи выполняются в виде набивных свай или способом вдавливания. При этом способе усиления необходимо обеспечить надежное сопряжение существующего фундамента со сваями. С этой целью в фундаменте или в стене устанавливают в продольных штрабах рандбалки. Кроме того, могут применяться поперечные балки, которые заводят в предварительно пробитые сквозные отверстия. Балки связывают между собой и с выносными сваями с помощью монолитного железобетонного ростверка (рис. 12).

Сваи, подводимые под подошву фундамента, обычно выполняются составными и погружают способом вдавливания (рис. 13). Сваи из металлических труб 237×8 длиной 1 м располагают попарно — с двух сторон фундамента. Для погружения свай применяют домкраты, которые упираются в железобетонные балки, изготовляемые одновременно со сплошным железобетонным поясом, связанные конструктивно со сваями. Железобетонный пояс устраивают на уровне пола первого этажа до начала работ по задавливанию свай. Задавливание свай выполняют одновременно с двух сторон фундамента по всему периметру здания с помощью сварки секций. Для подвески домкрата и равномерного распределения усилий применяют инвентарную металлическую упорную балку, которую крепят параллельно стене здания (с каждой ее стороны) к трем соседним железобетонным балкам. После установки последней секции домкрат и инвентарную балку демонтируют, устанавливают армокаркасы и опалубку оголовка свай. Полость трубчатой сваи заполняют литой бетонной смесью (класс бетона В15) и бетонируют оголовок сваи. Подача бетонной смеси осуществляется через отверстия в железобетонных балках.

При выборе того или иного способа усиления фундаментов необходимо, как правило, рассматривать несколько вариантов. Окончательный выбор осуществляется на основании сравнения по технико-экономическим показателям.

Добавил(а): Валентина Трубич 27 июля

Фундамент — это основа любого здания. От его надёжности и качества зависит долголетие постройки. Ошибочный выбор типа фундамента, просчёты при его закладке со временем вызывают дефекты, которые рано или поздно приведут к разрушению всего строения. Поэтому при первых признаках деформации следует немедленно установить причины её появления и приступить к их ликвидации, чтобы избежать дорогостоящей полной замены фундамента.

Признаки и причины частичного разрушения основания

Усиление фундамента нужно проводить в двух случаях: при обнаружении признаков деформации конструкции и когда планируется достройка этажей. Прежде чем начинать работы, нужно тщательно проанализировать состояние дома, оценить степень разрушения фундамента или вероятность появления дефектов в ближайшем будущем и только после этого приступать к укрепительным работам.

Чаще всего для выявления изъянов приглашают профессионалов со специальным оснащением. Но можно проделать работы самостоятельно, если правильно оценить все факторы и придерживаться пошаговой инструкции по усилению фундамента. Одного только нельзя делать при обнаружении дефектов — игнорировать их, чтобы впоследствии неизбежная замена фундамента не вылилась в круглую сумму.

Выявить первоначальные этапы разрушения можно по нескольким явным или скрытым признакам. Явные признаки видно невооружённым глазом, к ним относятся:

  • появление деформаций на поверхности пола;
  • изменение уровня почвы и образование провалов вокруг цоколя;
  • дефекты на внешней отделке дома или её разрушение;
  • мелкие трещины на стенах и цоколе;
  • локальные небольшие разрушения в самой постройке и на прилегающем участке.

На цоколе этого дома уже появились едва заметные трещины. Если не принять срочные меры, то вся эта красота, к сожалению, будет разрушена

Со скрытыми дефектами посложнее, здесь потребуется специальное оборудование. Однако если хоть что-то вас настораживает, например, отслоилась часть декоративной штукатурки на фасаде или цоколе либо слегка просел грунт вокруг дома, не пожалейте времени и средств на специалистов.

Таким образом, вы убережёте себя от более серьёзных проблем. Специалисты быстро выяснят причину и подскажут, как её устранить. А уж сами работы при желании вы выполните собственноручно.

Разрушение основания дома происходит по многим причинам. Основные из них:

  • изначально ошибочный расчёт нагрузки на фундамент;
  • проводимые невдалеке масштабные земляные работы;

    Масштабные земляные работы вблизи дома с использованием тяжёлой строительной техники приводят к разрушению его основания

  • нарушение методики закладки основания;
  • промерзание грунта;
  • некачественная гидроизоляция фундамента или её отсутствие;
  • чрезмерная экономия на строительстве, в частности, использование стройматериалов низкого качества;
  • изменение качества грунта со времени возведения строения;
  • постоянная вибрация (близость дома к железной дороге);
  • неправильная эксплуатация здания (отсутствие отопления в зимний период);
  • увеличение давления на основание из-за реконструкции дома или его перепланировки.

Помимо этого, сказывается влияние окружающей среды: небольшие подземные колебания, резкое потепление, перепады температур, затяжные дожди и обилие снега, в результате чего повышается уровень грунтовых вод и начинаются процессы пучения грунта.

Под влиянием морозного пучения на стенах дома появляются трещины. Это говорит о начале деформации фундамента

Конечно же, предвидеть все пагубные последствия природных катаклизмов невозможно, но просчитывать риски нужно ещё на стадии проектирования дома.

Подготовительные работы перед укреплением фундамента

Подготовка к усилению фундамента делится на 2 этапа — экспертиза основания и его разгрузка.

Обследование фундамента

Ревизия основы здания бывает плановой (периодический осмотр, чтобы не пропустить начало разрушений) и внеплановой. Последняя проводится:

  • в случае появления перекосов в проёмах или трещин на стенах;
  • если есть сомнения в правильной закладке фундамента согласно нормативам и правилам;
  • когда старая постройка требует реконструкции или есть необходимость в увеличении этажности дома;
  • при приобретении земельного надела с уже начатым строительством дома;
  • когда замечено в регулярное наличие воды в подвале;
  • если визуально обнаружена просадка фундамента;

    При визуальном осмотре видно, как просадка фундамента привела к его разрушению. Теперь нужны соответствующие меры не только по уплотнению грунта, но и по усилению всей конструкции основания

  • в случае необходимости установки дополнительных производственных мощностей, что существенно увеличит давление на основание;
  • при физической и моральной изношенности фундамента.

Исследование проводят по-разному в зависимости от подхода к составным элементам конструкции и величины разрушения. Проще всего провести визуальный осмотр с фиксацией обнаруженных изъянов на фото или видео, чтобы понаблюдать за дефектами.

Наружную проверку делают в легкодоступных хорошо обозреваемых местах без каких-либо инструментов. В основном осматривают приямки, верхнюю поверхность основания, его цоколь и ростверк. Обращают внимание на коррозию бетона, оголившуюся из-за сколов арматуру, разрушения кладки, появление зазоров, ржавчины и трещин, нарушение цельности монолита.

Визуальный осмотр обычно проводится в течение дня, но он не даёт таких явных результатов, как инструментальное обследование с помощью спецоснастки.

Инструментальный контроль необходим в случаях:

  • когда площадь деформации всех участков суммарно превышает 10%;
  • при нарушении пространственного расположения конструкции (это может быть наклон, сдвиг или осадка);
  • если глубина сколов достигает 1,5 см.

Перед усилением железобетонного фундамента вначале определяют, прекратилась ли его усадка — поперёк трещин устанавливают маячки и наблюдают в течение месяца. Если изменений не обнаружено, приступают к укрепительным работам.

Разгрузка фундамента

Это завершающий, но очень важный этап подготовительных работ, поскольку он позволяет не допустить перекосов при укреплении фундамента. Да и вмешиваться в конструктивную основу любого строения, не перераспределив нагрузку полностью или частично на временные конструктивные опоры, чревато разрушением его в целом.

Частичную разгрузку (перераспределение) проводят с помощью преходящих опор из древесины, а также металлических или деревянных подкосов. В подпольном помещении или на нижнем этаже дома на расстоянии примерно 2 м от стеновых перегородок укладывают опорные подушки, а сверху на них — брус со стойками. Верхний прогон крепят к стойкам анкерами (как показано на рисунке). После этого между опорным нижним брусом и стойками вбивают клинья, передавая нагрузку от перекрытий на преходящие опоры.

Схема частичной разгрузки фундамента с применением временных деревянных опор: 1 — фундамент, 2 — стены, 3 — перекрытия, 4 — верхний прогон, 5 — стойка, 6 — клинья, 7 — опорный брус, 8 — опорная подушка

Полную разгрузку основания делают, используя фундаментные балки-обвязки (их называют рандбалками) либо поперечные и продольные балки из железобетона или металла:

  1. Перераспределение нагрузки с применением балок-обвязок, которые заделывают в стеновую кладку. С обеих сторон стены под тычковым рядом кирпичной кладки пробивают штробы. В них закрепляют рандбалки и через каждые 1,5 или 2 м в горизонтальной плоскости стягивают их болтами Ø 20–25 мм. Промежуток между стеновой перегородкой и рандбалкой уплотняют цементно-песчаным (1:3) раствором. Стыки рандбалок соединяют накладками, используя электросварку.

    Схема полной разгрузки фундаментов с помощью: а) рандбалок и б) поперечных балок: 1 — фундамент, 2 — стена, 3 — штроба, 4 — рандбалка, 5 — стяжной болт, 6 — сквозное отверстие, 7 — поперечная балка, 8 — продольная балка, 9 — опорная подушка

  2. Перераспределение тяжести с использованием поперечных (горизонтальных) балок. Внизу кирпичной перегородки около верхнего обреза основания делают сквозные отверстия через 2–3 м и заводят в них балочные конструкции. Под каждую из балок с обеих сторон на уплотнённую основу укладывают опорные подушки. Именно на них и передаётся нагрузка через установленные продольные балки с помощью колышков. Если стена находится в плохом состоянии, то вначале укрепляют её, устанавливая рандбалки выше сквозных отверстий.

Способы усиления фундаментов

После проведённого обследования наземных конструкций здания и самого фундамента, установления причин разрушения и частичной или полной разгрузки основания можно начинать работы по укреплению.

Усиление фундамента железобетонной обоймой

Это лёгкая и удобная технология, которая подходит для укрепления фундаментов неглубокого залегания. Её под силу сделать самостоятельно.

Усиление фундамента железобетонной обоймой — простая и доступная технология, помощью которой можно легко отремонтировать деформированный фундамент самостоятельно

Для работ нужен бетон марки 400, арматура Ø 16–18 мм, проволока, анкеры и инъекционные трубки (если предусмотрено их использование).

  1. По периметру здания выкапывают траншею на глубину, равную глубине фундамента плюс 50 см и шириной около метра. Стенки основания очищают от грязи и промывают цементным молочком.
  2. По высоте фундамента в шахматном порядке высверливают отверстия. В них забивают арматурные прутки так, чтобы они выступали за стенки основания на 15 см. Крепят к ним арматурный остов.

    Арматурный каркас крепится к основному фундаменту с помощью прутов арматуры, вбитых в специально высверленные отверстия

  3. Монтируют опалубку и заполняют её внутреннее пространство бетонным раствором.

Получается железобетонный пояс (обойма), который жёстко фиксирует фундамент и предотвращает его дальнейшую деформацию. Если несущая способность первоначального основания недостаточна, обойму выполняют с уширением в нижней части.

Для бутовых оснований с большим количеством пустот используют инъекционные трубки, установленные в фундаменте так, чтобы они выходили на 35–40 см за стенки обоймы. Через них в полость фундамента нагнетают цементный раствор после полного застывания обоймы. Раствор заполняет пустоты и схватывается с поверхностью фундамента, а обойма образует дополнительный контур, обеспечивающий целостность и прочность основания. Через два-три дня инъекционные трубки обрезают.

Усиление фундаментов, имеющих большое количество пустот, производится с помощью бетонной обоймы и инъекционных трубок

Усиление фундамента железобетонной рубашкой

Укрепление основания рубашкой производится аналогично. Разница лишь в величине охвата — обойма обтягивает весь периметр фундамента, а укрепление рубашкой делается только на повреждённых поверхностях.

Технология усиления железобетонной рубашкой хорошо зарекомендовала себя для реконструкции и ремонта ленточных и столбчатых фундаментов

  1. Проблемные места откапывают на длину не более трёх метров, начиная с углов. Глубина траншеи, как и при усилении обоймой, равна глубине основания плюс 50 см.

    Работы по усилению фундамента начинают с угла здания

  2. Формируют каркас из прутков, располагая их горизонтально и вертикально. В местах пересечения прутки фиксируют проволокой, а затем арматурный каркас крепят анкерами к основанию.
  3. Компонуют опалубку с подпорками и заливают в неё бетон.

Этот метод укрепления хорошо усиливает столбчатые и ленточные фундаменты.

Усиление фундамента с помощью отливов

Эта методика применяется для укрепления кирпичных и бутовых оснований. Принцип её заключается в следующем: вместо арматурного остова используют железобетонные отливы:

  1. С одной или с двух сторон основания (в зависимости от разделения нагрузки — центральная или боковая) устанавливают отливы так, чтобы их нижняя часть касалась стены фундамента, а верхняя — находилась на расстоянии 15–20 см от неё. Длина участка, на котором выполняется работа, не должна превышать двух метров.

    Увеличение площади опирания фундамента с помощью ж/б отливов: 1 — фундамент, 2 — стальная стяжка, 3 — железобетонный отлив, 4 — домкрат, 5 — стена

  2. Весь блок фиксируется стяжками или домкратами, а пространство между стеной основания и отливами заполняется бетоном.

Усиление фундамента уширением подошвы

Подошва — это опорная железобетонная конструкция для основания. Уширить её можно закладкой плит или устройством железобетонной подушки. Технология уширения подошвы и в том, и в другом случае достаточно сложна, но с помощью нескольких человек можно справиться с этой задачей, не привлекая профессионалов.

  1. Фундамент дома размечается на отрезки (захватки) длиной 2–3 м.
  2. Из-под основания и по бокам вынимается грунт.

    Схема укрепления фундамента с помощью уширения его подошвы: слева изображена закладка железобетонных плит, справа — устройство железобетонной опорной подушки с поднятием по бокам на цоколь

  3. Под основу заводятся плиты или же монтируется арматурная стяжка (в этом варианте необходима опалубка). Затем захватка наполняется бетонным раствором. По бокам подошву поднимают примерно на 15 см выше цоколя.

Усиление фундамента торкретбетоном

Укрепление торкретбетоном — идеальный вариант ремонта фундамента кирпичного дома. Выполнить такую работу самостоятельно очень сложно, лучше доверить её специалистам.

Схема усиления фундамента торкретбетоном: 1 — усиливаемый фундамент, 2 — усиливаемая кирпичная стена, 3 — железобетонная обойма, 4 — анкеры, 5 — надподвальное перекрытие, 6 — отметка пола подвала, 7 — зона обжатого грунта основания

Если же вы уверены в своих силах, то вам потребуются:

  • перфоратор;
  • торкрет-пушка;
  • гравий, песок и цемент;
  • лопата.

Усиление фундамента проходит в 2 стадии: сначала делают работы с одной стороны основания и лишь через неделю переходят к противоположной стороне. Такой временной интервал позволяет максимально усилить конструкцию. Участки захвата должны быть не менее 2,5 м в длину.

  1. Выкапывают траншею глубиной 1,5 м и шириной 2 м, освобождённую от земли кладку очищают и наносят неглубокие (1,5 см) насечки. Можно использовать и накладной арматурный каркас (если необходимо повысить этажность дома).
  2. Готовят бетонный раствор, смешивая песок, цемент, гравий и воду (в соотношении 3:2:1:2) и с помощью торкрет-пушки распыляют на основание, заполняя все щели и трещинки.

    Усиление фундамента торкретбетоном считается одной из самых эффективных методик, поскольку не только существенно повышает несущую способность основания, но и увеличивает его водонепроницаемость

Усиление торкретбетоном считается одной из лучших укрепительных схем, поскольку значительно повышает не только несущую способность фундамента, но и его водонепроницаемость.

Усиление фундамента дома цементацией

Цементация (инъектирование) — заполнение полостей основания, пустот и трещин по всей длине. Её делают как для упрочения основы дома, так и для предотвращения просачивания излишней влаги вглубь конструкции.

Усиление проводят вручную или с помощью специального инъекционного насоса.

  1. В основание, предварительно очищенное от земли и грязи, вставляют полые трубки, которые на 40 см должны выходить за ж/б пояс (обойму).
  2. Внутреннюю полость заполняют раствором (немного реже, чем для обоймы), а незначительные трещинки замазывают.

    Усиление фундамента цементацией — простая и понятная технология. Эту работу сделать самому с помощью полых инъекционных трубок или с использованием инъекционного насоса

Следует выдержать интервал в два-три дня между сооружением обоймы и заполнением предварительно вставленных трубок. Цементацию имеет смысл проводить, если фундамент постройки не утратил свою несущую способность.

Восстановить несущие способности фундамента, заполнив трещины, пустоты и швы, можно также с использованием современных смесей и смол, например, MC-Injekt 2700 (инъекционная смола) и насоса.

Усиление фундамента сваями

На сегодняшний день в районах с неоднородной почвой популярной является методика укрепления основания винтовыми сваями. Она хороша тем, что используемые сваи, благодаря уникальному устройству лопастей, выдерживают нагрузку до 25 тонн. Однако этот способ усиления весьма дорогой, требует спецтехники и участия строителей-профессионалов.

  1. Проводят исследование грунта, чтобы определить уровень его влажности и плотность. На основании результатов исследования и данных о состоянии фундамента рассчитывают количество свай, места их установки и необходимое количество бетона.
  2. Усиливают углы дома — делают подкопы для подступа к фундаменту, затем фундамент моют и просушивают в течение суток. В фундаментные стенки закладывают армирующие прутки с таким расчётом, чтобы они выходили в траншею, где на их основе формируют силовой каркас.

    Сначала усиливают углы дома — делают подкоп под фундамент и очищают его от земли

  3. В каждом углу с обеих сторон вкручивают по две (или больше) сваи и приваривают к ним арматурные пруты. Получается монолитный блок вокруг основания из армирующего пояса и свай.

    Армирующий пояс приваривается к сваям, которые устанавливаются в углах здания

  4. В траншею заливают бетон. Это делается в 2 приёма: сначала бетон закладывается на половину высоты основы строения, и утрамбовывается вибратором. После застывания первого слоя делают опалубку и заливают оставшийся раствор.
Видео: усиление фундамента — закручивание винтовых свай

Микросваи Ø 150–300 мм

Хороший способ укрепления — удобный, несложный и доступный. Позволяет совместить бурение с инъектированием. Используемые при этом шланги остаются внутри сваи, что обеспечивает надёжность и высокое качество усиления.

Вдавливаемые сваи

Их используют для укрепления основания построек на твёрдых грунтах. Для выполнения работ потребуется специальное оборудование. Чтобы обеспечить лучшую стыковку фундамента со сваями, в основание монтируют балки.

Выносные сваи

Этот метод укрепления применяют на участках с высоким уровнем подземных вод. Основание выносят на сваи, пропустив предварительно сквозь него железобетонную балку, которая и будет удерживать конструкцию.

Для укрепления фундамента через него пропускают железную балку и затем подводят под нее выносные сваи

Буронабивные сваи

Под углом к старому основанию пробуривают глубокие шурфы, армируют их и заливают бетоном.

  1. Выбирают места укрепления и под наклоном в 45° пробуривают внутренние и внешние скважины диаметром 170–240 мм на глубину до твёрдого грунта.
  2. В них опускают сделанный заранее арматурный остов и заливают под большим давлением бетонную смесь. После застывания всю конструкцию крепят к основанию анкерами.

Укрепление фундамента буронабивными сваями нетрудно выполнить своими руками при наличии соответствующего оборудования

Преимущества этой методики:

  • укрепляются все несущие элементы: фундамент, межэтажные и чердачные перекрытия, отмостка, стены, цоколь;
  • не нужен большой объём земляных работ;
  • подходит к любому типу построек;
  • хорошие результаты за относительно короткое время;
  • вместе с усилением дополнительно обеспечивается гидроизоляция основания;
  • данная схема эффективна на самых сложных почвах.

Главным недостатком описанной схемы является необходимость применения специального оборудования. Поэтому, несмотря на то, что сам процесс является не очень сложным, используют эту методику достаточно редко.

Технология усиления ленточного фундамента

Усиление ленточного фундамента проводится участками, не допуская раскапывания всего основания сразу. Ускорить работы можно, если проводить их с разных сторон одновременно.

  1. По всей длине строения прорывают траншею шириной не меньше полуметра и глубиной до нижнего уровня основания.
  2. Очищают поверхность от грязи и отслоившегося старого бетона.
  3. В землю под углом к основанию вкручивают металлические сваи (используют бурильно-крановое устройство). В котловане устанавливают армирующий пояс и заливают бетоном. После его высыхания переходят к следующему участку.

    При ремонте ленточного фундамента сваи вкручиваются под углом

Если делать ремонт самостоятельно, то можно обойтись без свай. После очистки старого фундамента в траншее создают армирующую конструкцию. Делают опалубку и заливают её бетоном.

Видео: усиление ленточного фундамента

Новые высокотехнологичные способы усиления фундамента

Одним из новых способов усиления является методика DEEP INJECTION (глубинное инъектирование), которая помогает восстановить и усилить несущую способность фундамента. Она требует проведения большого количества земляных работ и использования тяжёлой строительной техники.

При помощи технологии глубинного инъектирования DEEP INJECTION геополимерный состав вводят непосредственно под подошву фундамента

Метод основан на точечном введении в толщу земли полимерной двухкомпонентной смолы. Благодаря действию полимера заполняются пустоты, из пор вытесняется влага, основание дома уплотняется и поднимается на прежний уровень. Одновременно увеличивается несущая способность всех конструктивных элементов.

Если дом построен на слабом участке и уже начал проседать, значит, пришло время попробовать ещё одно ноу-хау — технологию POWERPILE, которая усиливает грунт и восстанавливает несущие свойства фундамента.

На глубину 6 м в грунт заводят инъекционные трубы в кевлавровой оболочке и под давлением заполняют их геополимерным составом, который расширяется и затвердевает. Образуется своеобразная полимерная свая. Она одинаково хорошо противодействует сдвиговым и изламывающим нагрузкам, поэтому существенно увеличивает прочность основания.

Заслуживает внимания и технология SLAB LIFTING, которая застопорит проседание бетонной напольной плиты, поднимет конструкцию до отметки, предусмотренной по проекту, и увеличит несущую мощь фундамента.

Видео: ремонт фундамента своими руками

Описать все технологии укрепления фундаментов, конечно же, невозможно. Каждая методика разрабатывается индивидуально с учётом результатов обследований и проектных показателей. Владельцам частного домостроения нужно помнить — укрепительные работы своими руками можно проводить лишь после тщательного осмотра, получения результатов экспертиз и соответствующих заключений.

Не идеальная, зато настоящая )))

Усиление и реконструкция оснований фундаментов (стр. 1 из 2)

УСИЛЕНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

1.1. Общие положения

Усиление оснований и фундаментов осуществляется при реконструкции зданий и сооружений для предотвращении осадок ниже допустимых. Описаны основные способы усиления фундаментов.

Под реконструкцией фундаментов зданий и сооружений понимается выполнение работ, проводимых в связи с изменением геометрических размеров зданий, возрастанием постоянных или временных нагрузок, устройством подземных сооружений в пределах габаритов здания, а также восстановлением (усилением) несущей способности оснований и фундаментов, утраченной вследствие суффозии, колебания уровня подземных вод и др., а также возникшими деформациями конструкций и их износом.

Надежность работы реконструируемых зданий обеспечивается совместной работой системы “основание, фундамент – подземные конструкции”. Дефекты в работе сооружений – следствие полного или частичного нарушения надежного взаимодействия элементов этой системы:

- суффозионные процессы, а также колебания УПВ (уровня подземных вод), вызванные изменением гидрогеологических условий в районе расположения здания, атмосферными водами, аварийными и систематическими утечками из коммуникаций;

- проявление карстовых деформаций;

Повреждения оснований и фундаментов возникают за счет природных и техногенных процессов, за счет нарушений требований нормативных документов, допускаемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации. Основными причинами повреждений являются:

снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при увлажнении, а также проявление процесса набухания и пучения грунтов;

проведение земляных работ в пределах здания или вблизи него;

прокладка коммуникаций;

увеличение нагрузок на основание, сопровождаемое появлением эксцентриситета их приложения;

вибрационные или динамические воздействия как внутренние, так и внешние.

При реконструкции фундаментов отсутствует возможность применения типовых схем усиления. Схемы усиления должны применяться в каждом конкретном случае в зависимости от нагрузок на фундаменты, конструктивных особенностей здания (наличие подвала и других подземных сооружений), инженерно-геологических и гидрогеологических условий и др.

При этом применяемые методы усиления оснований и фундаментов должны обеспечивать их совместную работу с существующими фундаментами.

Следует учитывать, что работы по усилению оснований и изменению конструкций фундаментов могут вызвать при их осуществлении деформации оснований и осадки фундаментов.

Повышение несущей способности оснований и фундаментов при реконструкции может быть обеспечено за счет:

- изменения конструкции или размера фундамента;

- усиления физико-механических характеристик грунтов основания

1.2. Инженерно-геологические изыскания

Инженерно-геологические изыскания при реконструкции оснований и фундаментов должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки реконструируемого здания или подземного сооружения и получения исходных данных для проектирования и устройства усиления фундаментов или укрепления основания.

Состав, объем и методы изысканий зависят от целей реконструкции, типа здания или подземного сооружения, их состояния и степени сложности инженерно-геологических условий.

1.3. Обследование фундаментов

Программа обследования составляется на основании технического задания заказчика и ознакомления с проектно-технической документацией реконструируемого здания.

Обследование конструкций фундаментов производится методом их вскрытия при проходке шурфов и других выработок.

По результатам обследования составляется технический отчет, содержащий результаты обследования и техническое заключение о возможности использования конструкций фундаментов и подземных сооружений при их реконструкции и рекомендации по типу рекомендуемых конструкций и технологии их устройства.

1.4. Проектирование и устройство оснований и фундаментов реконструируемых зданий

Проектирование и устройство оснований и фундаментов реконструируемых зданий и подземных сооружений следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами (см. приложение 1).

Допускается одностадийное проектирование, т.е. разработка непосредственно рабочих чертежей.

Проектирование и устройство оснований и фундаментов должно производиться с использованием расчетных значений физико-механических характеристик грунтов оснований и характеристик материала существующих и возводимых (реконструируемых) фундаментов. При этом должно учитываться состояние конструкций подземной и надземной частей, а также особенности производства работ по усилению оснований, фундаментов, подземной и надземной частей сооружения.

В проектах должны приниматься такие решения по устройству оснований и фундаментов, при которых максимально используются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований, определенные по данным инженерных изысканий.

Производство работ при реконструкции (усилении) не должно приводить к возникновению недопустимых осадок здания (сооружения).

1.5. Реконструкция и усиление фундаментов на естественном основании

1.5.1. Укрепление фундаментов

В результате механических повреждений, осадочных трещин, растрескивания и расслоения тела фундамента вследствие промораживания, воздействия грунтовых вод, агрессивности среды, температурных перепадов материал фундаментов с течением времени теряет свою прочность и становится легко разрушимым.

Для восстановления кладки фундаментов из бутового камня, керамического кирпича, а также бетонных и железобетонных конструкций фундаментов используется метод инъектирования цементным раствором, синтетическими смолами и т.п. Для цементации в теле фундамента бурятся шурфы или пробиваются отверстия для установки инъекторов. Диаметр отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра инъектора, диаметр инъектора обычно принимается равным 25 мм. Расстояние между инъекторами обычно принимают равным 50-100 см. Глубина погружения инъектора в тело фундамента принимается равной 0,4-0,6 толщины (ширины) фундамента. При давлении нагнетания закрепляющего раствора 0,2-0,6 МПа диаметр закрепления может составить 0,6-1,2 м (рис.1-4)*.

_____________

* Здесь и далее номера рисунков даны по приложению 2.

Обычно при цементации тела фундамента проводят цементацию контакта “фундамент-грунт”. Эта операция целесообразна в случае основания сложенного насыпными, песчаными, гравийно-галечниковыми грунтами. В случае залегания в уровне подошвы фундамента глинистых грунтов цементация контакта “фундамент-грунт” может привести к неконтролируемому распространению цементирующего раствора.

При неэффективности усиления дефектных фундаментов путем цементации, фундаменты могут быть усилены бетонными или железобетонными обоймами на всю высоту фундамента или его части. В фундаментах противоположные стенки обоймы соединяют арматурными стержнями, которые крепятся к арматуре обойм.

При устройстве обойм главным является обеспечение совместной работы нового бетона со старым или старой кладкой, после устройства обойм для дополнительного упрочнения фундамента можно провести инъекцию цементного раствора или синтетических смол во внутреннюю часть растрескавшегося или расслоенного фундамента (рис.5-7).

Усиление фундамента обоймами, без углубления фундаментов, производят как без увеличения подошвы, так и с ее увеличением в случае недостаточной несущей способности основания, частичного разрушения фундамента или существенного возрастания нагрузки при реконструкции.

При большом увеличении нагрузки элементы укрепления фундаментов должны быть введены в работу путем предварительной передачи давления на основание (обжатия).

1.5.2. Усиление фундаментов

Усиление фундаментов мелкого заложения может быть осуществлено путем их уширения и углубления подведением дополнительных конструктивных элементов. Такими элементами могут быть плиты, столбы или сплошные стены (рис.8-9).

На участках длиной 1-2 м грунт под фундаментом удаляют и на месте изготавливают железобетонную монолитную плиту или монтируют заранее заготовленные железобетонные элементы. После обжатия грунта в основании гидравлическими домкратами и подклинки плиты, промежуток между плитой и подошвой старого фундамента заполняют пластичным бетоном с тщательным уплотнением (рис.10).

В ряде случаев ленточный фундамент усиливают отдельными столбами. В этих случаях старый фундамент может быть усилен рандбалками.

Для переустройства столбчатого фундамента в ленточный между существующими фундаментами устраивается железобетонная стенка в виде перемычки. При необходимости устройства подвала перемычка делается на всю высоту столбчатых фундаментов.

Переустройство ленточных или столбчатых фундаментов в плитные производится путем подведения концов плит под существующие фундаменты (рис.11, 12) произведя расчет на скалывание зоны опирания ленточного или столбчатого фундамента и конца плиты.

В практике реконструкции возможно переустройство столбчатых фундаментов в перекрестно-ленточные и плитные, а также перекрестно-ленточных в плитные.

Необходимость устройства подвала, подземного сооружения, переноса подошвы фундамента на менее сжимаемые слои грунта и пр. становится причиной проведения работ по заглублению фундаментов реконструируемого здания (рис.14-21).

1.5.3. Применения свай для усилении фундаментов мелкого залегания

Для усиления фундаментов мелкого залегания могут быть использованы сваи различных конструкций: буронабивные, буровые, буроинъекционные, завинчиваемые, а также конструкции “стена в грунте” (рис.22-27).

Буронабивные и буровые сваи используются при увеличении нагрузок и большой толщине слабых грунтов в основании; в сложных условиях реконструкции.


Смотрите также