ТВЗ Лекции 4,5,6 / Лекция № 6.2 Временное укрепление конструкций зданий при реконструкции фундаментов
.pdf
Технология возведения зданий и сооружений. |
Лекция 6.2 |
Временное укрепление конструкций зданий и сооружений при усилении и реконструкции фундаментов
Для обеспечения безопасности работ по усилению и реконструкции фундаментов часть здания, участки стен или отдельные колонны укрепляют временными опорами, т. е. производят их вывешивание. Временное укрепление выполняют с помощью продольных балок (рандбалок), врубаемых в стену или фундамент; разгрузочных поперечных балок; подкосных и подкосно-ригельных конструкций; рамных конструкций; систем стоечных конструкций; вывешиванием на сваях и шпренгельным вывешиванием.
Число креплений и опор при вывешивании и их тип зависят от конструкции усиливаемого или реконструируемого сооружения, прочности отдельных частей сооружения, конструктивного решения усиления, а также методов производства работ.
При подводке отдельно стоящих фундаментов небольшой площади устройство временных опор является, как правило, обязательным. При усилении ленточных фундаментов, столбчатых с большой площадью подошвы, а также свайных фундаментов из отдельных кусков при достаточной прочности этих фундаментов можно обойтись без устройства каких-либо дополнительных временных креплений. В этом случае работы производят на отдельных участках в определенной последовательности так, чтобы площадь грунта, нарушаемого в период производства работ на данном участке, составляла небольшую часть (не более 20 %) всей площади подошвы фундамента.
Вывешивание с помощью рандбалок, врубаемых в кладку стены или фундамента, применяют при усилении ленточных фундаментов, воспринимающих небольшие нагрузки. При этом способе нагрузка передается на соседние участки фундамента. Для установки рандбалок с обеих сторон стены последовательно вырубаются горизонтальные штрабы, в которые на растворе устанавливают металлические балки. Благодаря рандбалкам фундамент работает на изгиб, что позволяет производить работы по разработке грунта и усилению фундаментов без дополнительных опор.
Другим способом вывешивания является применение разгрузочных стальных балок из прокатных профилей или сварной конструкции. При таком вывешивании в стенах пробивают сквозные отверстия, через которые пропускают поперечные балки. Стену у отверстия усиливают металлической или бетонной прокладкой для предотвращения разрушения кладки при концентрации местных напряжений. Концы балок опираются на временные опоры (рис. 1).
Рисунок 1. Вывешивание фундамента с помощью разгрузочных поперечных балок: 1 – усиляемый фундамент; 2 – усиленный фундамент; 3 – балка; 4 – приямок; 5 – подкладка; 6 - опора.
Нагрузку на балки передают клиньями или домкратами. Для уменьшения пролета балки временные опоры располагают ближе к стене, но не в ущерб устойчивости грунта в откосах котлована у фундамента. Для тяжелых сооружений и слабых грунтов временные опоры устраивают из бетона или железобетона.
Горизонтальными балками можно вывешивать и фундаменты под колонны. В этом случае в колонне делают борозды, в которые заводят балки. При невозможности ослабления колонн бороздами, нагрузки на балки передают специальными хомутами. Недостатком горизонтальных балок является то, что они занимают много места и стесняют произ-
- 1 -
Технология возведения зданий и сооружений. |
Лекция 6.2 |
водство работ. При больших нагрузках требуется большое поперечное сечение балок, так как они работают на изгиб.
При усилении ленточных фундаментов вывешивание стен выполняют с помощью подкосных креплений, которые могут быть двухсторонними и односторонними с разгрузочной горизонтальной балкой (рис. 2). Верхние концы подкосов упирают в гнезда, выполненные в стене и усиленные прокладкой обрезок балок, нижние — в подушки, которые чаще всего выполняют в виде перекрещенных деревянных брусьев. Включение подкосов в работу осуществляют путем подбивки клиньев или обжатия домкратами. Вертикально около стены подкос и горизонтальный брус соединяют между собой металлическими стяжками. Подкосы принимают на себя основную нагрузку, а горизонтальные балки поддерживают кладку, расположенную ниже верхнего упора подкосов. При устройстве временных опор необходимо тщательно укреплять вертикальные откосы.
Рисунок 2. Вывешивание ленточных фундаментов с помощью подкосных креплений:
а – двухсторонние; б – односторонние; 1 – усиляемый фундамент; 2 – подкосы; 3 – клинья; 4 – упорные подушки; 5 – приямок; 6 – металлические стяжки; 7 – горизонтальный металлический брус.
Для усиления ленточных фундаментов многоэтажных зданий нагрузку от перекрытия целесообразно передавать на временные вертикальные опоры (рис. 3), которые выполняют снизу вверх:
Рисунок 3. Схема разгрузки ленточного фундамента с помощью временных опор: 1 – стена; 2 – старый фундамент; 3 – стойки; 4 – перекрытие.
Устраивают временные опоры в подвале. В местах установки временных оснований разбирают недостаточно прочные конструкции пола и утрамбовывают грунт. На подготовленное основание укладывают подушку из деревянных брусьев, располагаемых в два ряда перпендикулярно один к другому. По верхнему ряду укладывают опорный брус, на который устанавливают металлические стойки. По верху стоек перпендикулярно несущим балкам перекрытий укладывают деревянный брус. Далее стойки поднимают до упора балок (бруса) с перекрытием и расклинивают регулировочную гайку - создается распор
- 2 -
Технология возведения зданий и сооружений. |
Лекция 6.2 |
между основанием и несущими балками перекрытий, вследствие чего вся нагрузка от перекрытий снимается со стен и принимается на временные опоры. После устройства временных опор в нижнем этаже, такие же опоры устраивают над ними на следующем этаже и так до самого верхнего этажа. Во всех последующих этажах основаниями для стоек служат брусья, уложенные поперек направления балок перекрытия. Опорные конструкции на всех этажах делают одну над другой в одной вертикальной плоскости и на расстоянии 1,5— 2 м от стены, чтобы исключить влияние нагрузки от основания временных опор на котлован и шурфы, устраиваемые при работах по усилению оснований и фундаментов. В целях увеличения устойчивости конструкций между стойками устанавливают через 1—2 пролета подкосы.
Усиление столбчатого фундамента с разгрузкой нижней части колонны можно выполнить с использованием раскосной системы. Укрепление выполняют в следующей последовательности: рядом с существующим фундаментом устанавливают сборные железобетонные балки усиления, на колонне закрепляют металлическую обойму. К обойме и поперечному элементу прикрепляют предварительно сжатый раскос. После снятия предварительного напряжения в металлических тяжах предварительно сжатые раскосы включаются в работу, передавая расчетную часть нагрузки с колонн на железобетонные элементы усиления.
В стесненных условиях реконструкции возможно вывешивание колонн с помощью шпренгельной системы, передающей нагрузку на смежные колонны (рис. 4). Последние применяют тогда, когда каркас здания имеет достаточную несущую способность. При использовании шпренгельных систем для вывешивания колонн должно обеспечиваться особо тщательное и качественное выполнение конструкций. Хомуты на колоннах не должны вызывать местных концентраций напряжений и разрушения конструкций.
Рисунок 4. Схема разгрузки фундамента путем вывешивания колонн: 1 – старый фундамент; 2, 3 – элементы шпренгельной системы; 4 – вывешиваемая колонна.
При значительных и в особенности неравномерных осадках основания возникает необходимость возвращения фундамента или надфундаментной конструкции в первоначальное положение, что является особенно важным для столбчатых фундаментов. В зависимости от вида колонн и передаваемых нагрузок подъем фундамента может быть осуществлен следующими способами.
В качестве временных опор могут применяться сваи, использование которых рационально при строительстве на слабых грунтах, при больших нагрузках и в стесненных условиях работ.
Для вывешивания колонн вокруг фундамента погружают металлические трубчатые сваи и по ним устраивают временный металлический ростверк (рис. 5). Нагрузку от колонны на ростверк передают с помощью жестких ребер, приваренных к колонне. Для этого после срезки анкерных болтов колонну вывешивают двумя домкратами, расположенными между балками, на величину ожидаемых осадок временного свайного фундамента. В зазор между ростверком и жесткими ребрами колонны устанавливают металлические прокладки, которые затем обваривают.
В процессе разработки грунта металлические трубчатые сваи объединяют в пространственную систему с помощью раскосов, соединяемых сваркой. Число свай и их длину подбирают в зависимости от величины нагрузок, глубины заложения фундамента и характеристик грунтов основания.
- 3 -
Технология возведения зданий и сооружений. |
Лекция 6.2 |
Рисунок 5. Схема разгрузки фундамента с помощью временных опор из свай: 1 – свая; 2 – ростверк; 3 - старый фундамент; 4 – новый фундамент; 5 - колонна; 6 – гидродомкраты.
После возведения нового фундамента производят постепенное загружение его путем подрезания жестких ребер колонн и разборки временных креплений. Трубчатые сваи извлекают из грунта или срезают на уровне подошвы фундамента.
Для вывешивания конструкций в некоторых случаях используют подкосы с затяжкой, которые также можно использовать для восстановления зданий, находящихся в аварийном состоянии.
- 4 -