33 Усиление фундаментов реконструируемых зданий.

Новые фундаменты необходимо закладывать на одной отметке с существующими. При невозможности соблюдения этих требований до отрывки котлована должны быть выполнены ограждения в виде шпунта, свай, «стена в грунте», которые обеспечивают устойчивость основания существующего фундамента. Закрепление грунтов возможно также с помощью химических методов (силикатизации, смолизации), цементизацией и термическим обжигом.

Рис. 8.1. Усиление основания ограждающими сваями: 1 — колонна; 2 — фундамент; 3 — обвязочная балка; 4 — сваи усиления

При усилении основания контурным ограждением рекомендуется устройство по верху ограждения обвязочной балки.

33 Усиление фундаментов.

Фундаменты являются важным элементом здания, обеспечивающим его прочность, устойчивость и долговечность, в связи с чем вопросам их усиления придается большое значение.

Понятие "усиление фундаментов" включает в себя несколько моментов: усиление грунтового основания, увеличение площади подошвы фундамента и его разгрузка за счет устройства дополнительных опор. Особенно неблагоприятна для большинства зданий неравномерная осадка фундаментов, обусловленная неоднородностью грунтового основания и ухудшением его свойств при замачивании. Поэтому при усилении фундаментов часто оказывается достаточным улучшить физико-механические характеристики грунтового основания.Наибольшее распространение получили цементация и силикатизация грунтов.

1 Усиление без обжатия грунта основания

1 Балка I 16...24

2 Бетон наращивания кл. В12,5...В20

3 Арматурная сетка из стержней кл. А1Ø10... 12 с шагом 200

2 Усиление с обжатием грунта основания

1 Балка I 16...24

2 Бетон наращивания кл. В12,5...В20

3 Домкрат

4 Бетонный блок (сборный)

3 Усиление стальной обвязкой и обжатием грунта основания

1 Балка I 16...2

2 Бетон наращивания кл. В12,5...В2

3 Домкрат

4 Бетонный блок

5 Балка [ 20...26

Таблица 4.12 Усиление фундамента сваями

1 Усиление буронабивными сваями

1 Балка 16...24

2 Бетон кл. В12,5...В20

5 Буронабивная свая Ø120...200

6 Арматурный каркас

2 Усиление вдавливанием свай вне фундамента

7 Железобетонная балка (ростверк)

8 Стальные тяжи Ø20...25

9 Домкрат

10 Элемент свай

3 Усиление вдавливанием свай под фундаментом

9 Домкрат

10 Элемент сваи

11 Распределительная плита

12 Направляющая стойка

Усиление жестких фундаментов может осуществляться путем увеличения их подошвы или с помощью свай различного типа. При проектировании усиления необходимо максимально использовать существующий фундамент, обеспечив его совместную работу с элементами усиления.

Несущую способность фундаментов реконструируемого объекта определяют с учетом фактических прочностных и деформативных характеристик материала фундамента и грунтов основания, а при свайных фундаментах используют также результаты полевых испытаний (зондирование, статические испытания и др.).

Увеличение размеров подошвы фундаментов необходимо при росте нагрузок, недостаточной несущей способности грунтов основания, а также при существенном повреждении фундаментов в процессе эксплуатации. Эффективными средствами увеличения подошвы фундаментов являются железобетонные «рубашки», наращивание, частичная или полная подводка новых фундаментов.

Железобетонная «рубашка» представляет собой монолитную оболочку, которая охватывает существующий фундамент со всех сторон. Арматура оболочки образует пространственный каркас, и для обеспечения совместной работы старого фундамента с конструкцией усиления обязательно стыкуется на сварке с предварительно обнаженной арматурой усиливаемого фундамента. Рабочую арматуру «рубашки» устанавливают вдоль граней усиливаемого фундамента (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Усиление фундаментов железобетонной «рубашкой»:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — железобетонная «рубашка»; 3 — арматура усиления; 4 — усиливаемая колонна; 5 — обойма колонны

Рис. 10.2. Усиление ленточного фундамента подводкой:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — разгружающая балка; 3 — подставка; 4 — распределительный ростверк; 5 — домкрат

Если, кроме усиления фундаментов требуется также усиление колонны, то бетонирование обоймы для колонны и «рубашки» следует выполнять одновременно.

Ленточные неармированные фундаменты могут наращиваться с помощью арматуры, заанкеренной в тело фундамента и обетонированной на расчетную ширину усиления (рис. 10.3).

Рис. 10.3. Усиление ленточных фундаментов наращиванием:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — арматурный каркас наращивания; 3 — металлические трубы; 4 — шпуры

Подводка новых частей фундамента может осуществляться рядом с существующим (рис. 10.4). В этом случае нагрузка от несущего элемента передается на фундамент усиления через подкосы и металлическую (железобетонную) обойму.

Рис. 10.4. Усиление фундаментов подводкой:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — дополнительные фундаменты; 3 — колонка; 4 — металлическая обойма; 5 — металлические подкосы; 6 — элемент усиления

Эффективным средством усиления фундаментов, особенно при неравномерных деформациях сооружения, являются составные сборные сваи «Мега», которые не требуют больших габаритов помещения и включаются в работу сразу после вдавливания.

Для воспринятия значительных растягивающих усилий применяют винтовые сваи. При усилении фундаментов используют также монолитные сваи различных типов.

Рис. 10.5. Усиление фундамента с помощью свай Мега:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — распределительный элемент; 3 — домкрат; 4 — подпорка; 5 — головной элемент; 6 — рядовой элемент; 7 — нижний элемент сваи

При передаче на фундамент дополнительных горизонтальных и вертикальных нагрузок эффективны буроинъекционные (корневидные) сваи, которые могут также просверливаться через существующий фундамент, используемый в этом случае как ростверк (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Усиление фундамента с помощью корневидных свай:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — корневидные сваи

Расчет усиления фундаментов выполняется по двум группам предельных состояний с учетом требований соответствующих нормативных документов СНиП

По первой группе выполняется расчет прочности конструкций фундамента и несущей способности грунта основания, по второй — расчет оснований по деформациям, который требует учета совместной работы здания с основанием.

Несущая способность существующего фундамента определяется с учетом его фактического состояния (степени износа), прочностных характеристик материалов и грунтов основания.

Рис. 10.9. Схемы усиления фундаментов на свайном (а) и естественном (б) основаниях:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — ростверк усиления; 3 — сваи усиления

Рис. 10.10. Усиление ленточного фундамента на естественном основании сваями с устройством рамной системы:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — сваи усиления; 3 — железобетонный ригель; 4 — железобетонная подушка; 5 — омоноличивание пробитого под ригель отверстия