30.Конструктивные решения по усилению фундаментов существующих зданий.

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.

Цементизация 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 бетонным и железобетонными обоймами применяется в том случае, когда цементизацию 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 (рис. 11.7).

Такие обоймы могут быть односторонними и двусторонними.

Минимальная толщина обоймы 10 см, крепление их между собой производят анкерами диаметром 20 мм.

Укрепление фундамента с расширением подошвы осуществляют с помощью как односторонних, так и двусторонних банкет (рис. 11.8). Из условия производства работ ми­нимальная ширина банкета в нижнем обрезе должна состав

лять 30 см, в верхнем — 20 см. Высота железобетонного банкета на концах консолей должна быть 20...25 см. Для опирания разгружающих балок применяют швеллеры или двутавры № 16—18. Разгружающие балки рассчитывают, исходя из действующих нагрузок, и выполняют из металлического проката или железобетона. Армирование гибких железобетонных обойм производят по расчету, для бетонирования применяют литой бетон классов В25...В30.

При расширении подошвы фундаментов отдельно Стоящих опор одновременно устраивают обойму со всех сторон колонны (рис. 11.8). Для расширения подошвы фундаментов следует применять металлические разгружающие консоли. Работы по расширению отдельно стоящих опор выполняют поочередно со всех сторон. Следует обращать особое внимание на качество и тщательность уплотнения грунта под подошвой банкета и бетона в штрабе после установки разгружающей консоли.

Усиление оснований и фундаментов можно выполнить с помощью буроинъекционных свай. Один из вариантов такого усиления, примененный Гидроспецстроем при реконструкции оснований и фундаментов Государственной Третьяковской галереи, приведен на рис. 11.10. Особенность этого способа усиления состоит в том, что буроинъекционные сваи несут полную вертикальную нагрузку от стен и фундаментов как в эксплуатационный, так и в строительный период, когда после разработки котлована вскрываются фундаменты и стены и на противоположной стороне возникают активные силы давления грунта.

Рис. 11.10. Схема усиления основания и фундаментов буроинъекционными сваями: / — усиливаемый фундамент, 2 — ростверк,

3. — вертикальные сваи подпорной стенки,

4. — откос котлована, 5 — дно котлована вновь строящегося заглубленного помеще­ния, 6 — наклонные сваи козловой схемы

Для усиления основания стен здания без вскрытия фундамента буроинъекционные сваи выполнялись диаметром 150 мм, длиной до 13 м и устанавливались в шахматном порядке под углом друг к другу (козловая схема) с шагом 1,0...1,2 м.

Усиление оснований и вывешивание стен фундаментов, которые вскрывались котлованами заглубленных помещений, производилось наклонными и вертикальными буроинъекционными сваями. Наклонные сваи размещались с обеих сторон вывешиваемых стен на расстоянии 1,0...1,5 м друг от друга, вертикальные — на бровке котлована с шагом 0,4...0,8 м, образуя подпорную стенку.

В целях передачи давления на большую площадь подошву фундаментов уширяют (рис. 11.11). Если при уширении фундаментов не производят предварительного обжатия грунтов основания, то они включаются в работу только при увеличении нагрузки, при этом возникают дополнительные осадки. В этом случае уширенная часть фундамента воспринимает только часть увеличивающейся нагрузки (рис. 11.11, а), так как ее значительная часть воспринимается существующим фундаментом. Более предпочтительной является схема уширения фундамента, предусматривающая предварительное обжатие грунта (рис. 11.11, б) с помощью домкратов. При такой схеме грунт под уширенной частью фундамента сразу вступает в работу и дополнительных осадок не возникает.

Рис. 11.11. Схемы уширения подошвы фундамента с эпюрами давления в плоскости подошвы (по Б. И. Дал-матову):

а — без обжатия грунта основания (верхняя эпюра — до усиления, нижняя — после усиления и загрузки фундаментов), б — с обжатием грунта основания (верхняя эпюра после обжатия, нижняя — -после усиления и загрузки фундамента), 1 — существующий фундамент, 2—конструкция уширения, 3 — арматура, 4 — домкрат

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

В настоящее время зачастую усиление фундаментов производят путем пересадки их на сваи. Для этого вдавливают звенья железобетонных или металлических свай в грунт с помощью домкратов и таким образом передают нагрузку от здания на свайный фундамент (рис. 11.12).

Свайные фундаменты усиливаются в случае их недостаточной несущей способности путем задавливания свай с опиранием их на плотные грунты или наращиванием существующих свай дополнительными секциями.

Чаще всего усиление свайных фундаментов производится путем погружения дополнительных свай вне контура фундамента (выносные сваи) с передачей на них нагрузки от реконструируемых фундаментов. С помощью упорных горизонтальных балок, пробиваемых через стену или ростверк здания, передается нагрузка на сваи. В единый фундамент объединяются усиливаемый ростверк, горизонтальные (поперечные, продольные) балки, передающие нагрузку на выносные сваи (рис. 11.13, а). Такая схема усиления наиболее эффективна для ленточных свайных фундаментов. Как вариант возможна передача нагрузки на сваи с помощью нового ростверка (рис. 11.13, б). В этом случае для связи дополнительного ростверка с усиливаемым заделываются штыри из арматуры.

Можно оголять арматуру усиливаемого ростверка и приваривать к ней арматуру нового ростверка.

Усиление фундамента под машины связано с образованием в них трещин, в результате чего установленные на фундаменте машины получают различные деформации и выходят из строя. На практике применяются следующие способы усиления таких фундаментов.

Рис. 11.12. Пересадка фундамента на сваи: I — фундамент, 2 — упорная плита, - домкрат. 4 — свая

1 — сваи усиливаемого фундамента, 2 — дополнительная свая, 3 — новый ростверк, 4 — продольная балка, 5 — поперечная балка, 6 — отверстие для горизонтальной балкн, 7 — ростверк усиливаемого фундамента, 8 — плотный грунт, 9 — штыри для связи