17.3. Усиление фундаментов уширением подошвы с обжатием основания

Уширение фундаментов сборными элементами (банкетами) выполняют с предварительным обжатием грунта под подошвой наращиваемых частей фундамента. Предварительное обжатие грунтов позволяет наиболее полно использовать прочностные свойства основания, включить в работу дополнительные элементы сразу после проведения усиления. При предварительном обжатии выбираются деформации, связанные с деформациями опорных балок, обжатием контактного слоя грунта.

Усилие предварительного обжатия создают гидравлическими домкратами, опирающимися в поперечные балки, или при помощи клиньев. Усилие предварительного обжатия также может создаваться путем поворота сборного элемента уширения вокруг его нижней грани.

Клинья рекомендуется применять для предварительного обжатия слабо сжимаемых грунтов, модуль деформации которых превышает 15 МПа. Угол наклона клина  принимается не более 10.

Расклинивание производится при помощи домкратов или специальных струбцин. По окончании обжатия грунтов клинья сваривают между собой и производят заполнение зазора между фундаментом и элементами уширения мелкозернистым бетоном (рис. 17.8).

Рис. 17.8. Уширение подошвы фундамента железобетонными банкетами с предварительным обжатием грунта: 1 – существующий фундамент, 2 – банкеты до обжатия, 3 – банкеты после обжатия, 4 – клинья, 5 – опорная балка, 6 – мелкозернистый бетон замоноличивания

Гидравлические домкраты применяют для обжатия песчаных, а также неводонасыщенных ( ) пылевато-глинистых сильно сжимаемых грунтов.

Домкраты устанавливают либо непосредственно между элементом уширения и поперечной балкой, либо с применением специальных упоров (рис. 17.9). Давление обжатия контролируют по манометру, включенному в гидравлическую цепь домкрата.

При использовании других силовых приспособлений момент достижения требуемого давления обжатия может быть определен по величине осадки блока, обжимающего грунт

, (17.1)

где – величина контрольной осадки наращиваемых частей; – требуемое давление обжатия; – ширина подошвы наращиваемого блока; – осредненный модуль деформации в пределах сжимаемой толщи.

Обжатие грунтов производят одновременно с двух сторон фундамента. После достижения требуемого усилия обжатия банкеты фиксируют при помощи металлических вставок, соединяемых сваркой к опорной балке. Зазоры между банкетами и фундаментом заполняют мелкозернистым бетоном.

Рис. 17.9. Уширение подошвы фундамента с предварительным обжатием грунтов гидравлическими домкратами: 1 – существующий фундамент, 2 – банкеты, 3 – опорная балка, 4 – домкрат, 5 – мелкозернистый бетон замоноличивания, 6 – щебеночно-песчаная подготовка, 7 – инвентарный упор, 8 – штамп

При уширении железобетонными сборными элементами, обжимающими грунты основания при их повороте, домкраты устанавливают горизонтально и упирают непосредственно в фундамент либо в стену здания (рис. 17.10). В нижней части сборные элементы связаны анкерным стержнем, пропущенным через существующий фундамент. Количество анкеров принимается не менее двух на один сборный элемент. Элементы уширения разводят домкратами в стороны от фундамента, при этом по подошве блока развивается давление обжатия. Поворот банкет рекомендуется производить одновременно с двух сторон фундамента. При повороте контролируют величину отклонения верхнего ребра сборного элемента от фундамента. После достижения значения, соответствующего положению, при котором среднее давление под сборным элементом равно среднему давлению под подошвой усиливаемого фундамента, зазор между сборными элементами и фундаментом надежно расклинивают и заполняют бетоном.

Для обжатия грунтов оснований могут использоваться плоские гидравлические домкраты. Домкраты изготавливаются из двух тонких стальных листов толщиной 1…3 мм, соединенных между собой контурным валиком диаметром 20…80 мм (рис. 17.11).

а

б

Рис. 17.10. Уширение подошвы фундамента с предварительным обжатием грунтов за счет их поворота вокруг нижнего ребра сборного элемента: а – стадия обжатия; б – схема усилий: 1 – существующий фундамент; 2 – сборные элементы; 3 – домкраты; 4 – мелкозернистый бетон; 5 – анкерный стержень; 6 – щебеночно-песчаная подготовка

Рис. 17.11. Предварительное обжатие грунтов плоскими домкратами: 1 – существующий фундамент; 2 – наращивание; 3 – плоские домкраты; 4 – щебеночно-песчаная подготовка

Установку домкратов производят на уплотненную щебеночно-песчаную подготовку до бетонирования элементов уширения. После набора бетоном прочности не ниже 75 % проектной в полость домкрата нагнетают под давлением твердеющие растворы (эпоксидные смолы, цементный раствор). Давление обжатия контролируют по манометру, установленному на устройстве нагнетания твердеющего раствора.