Повышение прочности и расширение фундамента

Рисунок 8. Расширение фундамента и выправление деформаций: 1 – фундамент; 2 – банкетка; 3 – железобетонная балка; 4 – поперечная балка; 5 – домкрат; 6 – щебень; 7 – бетонное заполнение.

Традиционные способы усиления заключаются в увеличении ширины подошвы фундаментов для обеспечения уменьшения удельного давления на грунт.

Также выполняется углубление подошвы основания с целью замены минеральным материалом сгнивших деревянных элементов и обеспечения опирания на подстилающий плотный грунт. Это является оптимальным при углублении подвалов. Основание расширяется строительным камнем на растворе. Новая кладка придает основанию трапецеидальную или призматическую форму, что позволит усилить фундамент.

Усиление фундаментов в зоне строительства метрополитена осуществляется подведением сплошных плит под здание. Такие плиты делаются из железобетона. Плиты заделываются в штробы, вырубаемые в стенах подвалов на уровне полов. Плиты работают вместе с существующими основаниями и повышают устойчивость основания за счет повышения общей жесткости зданий и уменьшения давления на грунт.

Представленные технологии нетрудно выполнить в сухих грунтах, но проблематично в водонасыщенных. В этих условиях «приклад» к фундаменту делали выше уровня подошвы и уровня грунтовых вод. Такое усиление зачастую является недостаточно эффективным.

Рисунок 9. Расширение фундамента с использованием домкратов: 1 – домкрат Фрейсине; 2 – железобетонная конструкция расширения; 3 – фундамент; 4 – нагнетательная трубка.

Усиление фундаментов традиционным способом является непростым делом. Существует ряд недостатков. Новые плиты и «приклад» опираются на необжатый грунт, включаемый в работу после некоторой осадки, что может вызвать развитие деформации здания. Поэтому в некоторых случаях старое здание разбирается и на его месте строится новое, что позволяет избежать трудоемкого и дорогостоящего процесса усиления.

При реконструкции существенно растут нагрузки на фундамент. В результате неравномерной осадки образуются трещины в сооружении. В этих условиях рекомендуется усиление фундаментов посредством выполнения обойм из железобетона или бетона. В старом основании и цоколе устраиваются штробы и бурятся шпуры. В них устанавливаются закладные детали (арматура, балки), которые обеспечивают совместную работу старых оснований и обойм. Дополнительно в обоймах устанавливается арматура для обеспечения прочности стен в продольном направлении. Таким способом достигается развитие опорной площади, то есть снижается давление на основание и уменьшается осадка здания.

Для совместной работы обоймы и основания из бутового камня на слабом цементном растворе обойма выполняется в траншеях. В отверстия, сделанные перфоратором, вставляются стяжки. Сцепление бетона с бутовой кладкой обеспечивается неровной поверхностью кладки, которая очищается от грунта, промывается и продувается сжатым воздухом.

ПРИМЕРЫ РАСШИРЕНИЯ ФУНДАМЕНТА

Рисунок 10. Расширение опорной площади и усиление основания: 1 – фундамент; 2 – арматура; 3 – арматура; 4 -бетон; 5 – поверхность вырубки фундамента.

На Рис. 7 показано усиление из бетона, гладкой каменной или кирпичной кладки с увеличением опорной площади и выполнением обоймы.

Размер шпонок по высоте определяется на основании необходимости обеспечения передачи поперечных усилий от обоймы. Рекомендуется выполнение обоймы с применением расширяющегося цемента. При необходимости вставляется продольная арматура. Например, при трещинах, которые лишают фундамент необходимой жесткости.

При расширении основания с обжатием под полосами расширения или выправке фундамента и стены используется технология, представленная на Рис. 8.

Рисунок 11. Подведение буронабивных свай под фундамент: 1 – свая; 2 – ростверк; 3 – домкрат; 4 – надставки; 5 – балка; 6 – обетонирование; 7 – фундамент; 8 – штробы.

В траншеях устраиваются банкетки на щебеночной подготовке из сборных блоков или монолитного бетона. Далее пробиваются отверстия через фундамент и штробы вдоль фундамента, в отверстия устанавливаются металлические балки, а вдоль фундамента бетонируются железобетонные или металлические балки. Потом обжимают основание домкратами под банкетками. В случае необходимости фундамент и стена выравнивается. Устраивается бетонное заполнение между домкратами. В конце процесса домкраты вынимаются и конструкция омоноличивается.

В такой ситуации удобно использовать домкраты Фрейсине, которые представляют собой плоские плиты из двух сваренных стальных листов небольшой толщины в 1-2 мм. По периметру плиты выполняется валик с диаметром до 80 мм. В домкраты нагнетается жидкая твердеющая смесь. Например, эпоксидная смола или цементный раствор, сохраняющие напряженное состояние из-за затвердевания после обжатия грунта основания. Расширение с применением плоских домкратов представлено на Рис. 9.

Рисунок 12. Сопряжение фундаментов здания и пристройки: 1 – буронабивная свая; 2 – ростверк для пристройки; 3 – сетка, объединяющая ростверки; 4 – вырубаемый слой бетона; 5 – обнажаемая арматура ростверка; 6 – существующий ростверк; 7 – забивная свая; 8 – поддерживающий консольный выступ.

Конструкция подобных домкратов крайне проста. Их можно изготовить в любой мастерской. Форма домкратов может быть прямоугольной, квадратной и круглой. Контроль обжатия ведется по манометру.

Необходимая площадь поверхности банкеток, деревянных клеток, временных подкладок под домкратами рассчитывается с учетом повышенных нагрузок на грунт в период установки и использования надземных конструкций. Временные нагрузки на уплотненный насыпной грунт достигают до 500 кН/м², на ненарушенный тугопластичный глинистый грунт – до 1000 кН/м² и на песчаный грунт – до 2000 кН/м².

Пример увеличения опорной площади железобетонного основания представлен на рисунке 10.

ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ

ПОДВЕДЕНИЕ СВАЙ

Рисунок 13. Варианты решений «пересадки» фундаментов на вертикальные сваи: а -с поперечными распределительными балками; б – с продольными; в – сечение по 1-I; 1 – фундамент; 2 – стена, 3 – сваи, 4 – поперечная балка; 5 – продольная балка в штробе.

Суть современных способов усиления фундаментов основаны на 2 принципах: «пересадке» сооружения на сваи и закреплении грунтов с помощью инъекции строительных растворов в грунт.

Если в геологическом разрезе основания есть прочный слой, пригодный для опирания свай, то при усилении фундаментов рассматривается вариант подведения свай (см. Рис. 11 и 12).

Сваи, используемые при усилении, отличаются от свай, используемых в обычных условиях. При усилении оснований используются буровые и буроинъекционные сваи, сваи вдавливания. Особенность свайных технологий заключается в необходимости применения малогабаритной техники для работы в низких помещениях (подвалы, первые этажи зданий).

От возможностей их применения зависит выбор способов усиления фундаментов.

ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ