Лазовский_Ч2_УМК_Проектирование реконструкции

ной арматуре фундамента (рис. 17.2, б). Верхняя грань обоймы выводится вы- ше обреза фундамента не менее чем на ширину сечения столба и не менее чем на 5∆, где ∆ – толщина слоя обоймы, примыкающего к столбу. Кроме того, грани столба делаются шероховатыми путем насечки поверхности.

Примыкание обоймы к столбчатому фундаменту может произво- диться путем объединения в единый пространственный каркас арматуры обоймы с оголенной арматурой подошвы фундамента и подколонной его части (рис. 17.3). При этом арматура подколонной части оголяется по уг- лам фундамента.

Рис. 17.3. Уширение подошвы фундамента под колонну: 1 – существующий фундамент; 2 – наращивание части фундамента; 3 – щебеночно-песчаная подготовка; 4 – сварка

Обеспечение совместной работы при усилении ленточных фундамен- тов наращиванием может быть выполнено с помощью продольных металли- ческих балок (рис. 17.4, а). Такой способ обеспечения совместной работы ре- комендуется использовать при отсутствии значительных поверхностных раз- рушений. Стальные балки в виде швеллеров стягивают болтами, установлен- ными с шагом 500…750 мм. К полкам балок крепят плоские металлические зубья шириной не менее 50 мм, толщиной 10 мм, с шагом 250 мм. Зубья за- водят в предварительно очищенные от раствора швы кладки. Глубина задел- ки зуба в стене принимается в зависимости от состояния кладки и должна быть не менее 30 мм.

Одностороннее наращивание с упорными элементами в виде подко- сов (рис. 17.4, б) применяют для усиления ленточных фундаментов кир- пичных стен толщиной не менее 250 мм при значительном увеличении на- грузки на фундамент, изменении эксцентриситета приложения нагрузки, выправлении кренов. Стальные подкосы устанавливают в заранее подго-

231

товленных углублениях с шагом 1,5…2 м. Глубина заделки подкосов при- нимается не менее 120 мм.

Рис. 17.4. Уширение подошвы ленточного фундамента: а – двухсторонним наращиванием с опорными элементами в виде продольных балок; б – односторонним наращиванием с подкосами: 1 – существующий фундамент; 2 – наращивание;

3 – продольные металлические балки; 4 – подготовка, 5 – стяжной болт; 6 – плоские металлические зубья; 7 – анкер, 8 – стальной подкос; 9 – бетон

Наращивание с обеспечением совместной работы с существующим фундаментом при помощи поперечных балок (рис. 17.5) применяют в слу- чае значительного увеличения опорной площади (более 400 мм с каждой стороны). Балки изготавливают из прокатных профилей, площадь попе- речного сечения которого определяется расчетом.

Опорные балки устанавливают с тем же шагом, что и подкосы при од- ностороннем наращивании, и замоноличивают мелкозернистым бетоном.

В случае если вылет свободной части наращивания превышает 0,9h (где h – высота наращивания), в уровне подошвы фундамента устанавли- вают поперечную арматуру, заанкеренную в фундаменте. Если шаг балок в продольном направлении превышает 2h , то наращивание армируется в продольном направлении в верхней зоне.

При усилении столбчатых фундаментов под кирпичные столбы поперечные балки устанавливают в горизонтальных штрабах и стяги- вают болтами. Балки выполняют перекрестными из двух пар швелле- ров, сваренных между собой. При устройстве элементов уширения ос- лабленную зону кирпичных столбов омоноличивают на высоту не ме- нее 250 мм от края ослабления.

232

При усилении ленточных фундаментов в качестве поперечных балок могут использоваться железобетонные балки. Ширина балки назначается не менее 200 мм, высота в зоне заделки балки в стене не менее 300 мм.

По длине ленточного фундамента наращивание может быть выпол- нено переменного сечения (рис. 17.7). В этом случае подошва наращива- ния дополнительно армируется сварными сетками.

Рис. 17.7. Уширение фундамента с применением поперечных железобетонных балок: а – поперечный разрез; б – вид сбоку: 1 – существующий фундамент; 2 – элементы уширения; 3 – железобетонная балка; 4 – подготовка

17.3.Усиление фундаментов уширением подошвы

собжатием основания

Уширение фундаментов сборными элементами (банкетами) выполня- ют с предварительным обжатием грунта под подошвой наращиваемых час- тей фундамента. Предварительное обжатие грунтов позволяет наиболее пол- но использовать прочностные свойства основания, включить в работу допол- нительные элементы сразу после проведения усиления. При предваритель- ном обжатии выбираются деформации, связанные с деформациями опорных балок, обжатием контактного слоя грунта.

Усилие предварительного обжатия создают гидравлическими дом- кратами, упирающимися в поперечные балки, или при помощи клиньев. Усилие предварительного обжатия также может создаваться путем пово- рота 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 α принимается не более 10°.

234

Расклинивание производится при помощи домкратов или специаль- ных 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 не- водонасыщенных ( Sr ≤ 0,8) 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 дости- жения требуемого давления обжатия может быть определен по величине осадки блока, обжимающего грунт

буемое давление обжатия; bad – ширина подошвы наращиваемого блока; E –

осредненный модуль деформации в пределах глубины b/2 сжимаемой толщи.

235

Обжатие грунтов производят одновременно с двух сторон фунда- мента. После достижения требуемого усилия обжатия банкеты фикси- руют при помощи металлических вставок, соединяемых сваркой к опор- ной балке. Зазоры между банкетами и фундаментом заполняют мелко- зернистым бетоном.

Рис. 17.9. Уширение подошвы фундамента с предварительным обжатием грунтов гид- равлическими 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, обжимаю- щими грунты основания при их повороте, домкраты устанавливают гори- зонтально и упирают непосредственно в фундамент либо в стену здания (рис. 17.10). В нижней части сборные элементы связаны анкерным стерж- нем, 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 бло- ка развивается давление обжатия. Поворот банкет рекомендуется произво- дить одновременно с двух сторон фундамента. При повороте контролиру- ют величину отклонения верхнего ребра сборного элемента от фундамен- та. После достижения значения, соответствующего положению, при кото- ром среднее давление под сборным элементом равно среднему давлению под подошвой усиливаемого фундамента, зазор между сборными элемен- тами и фундаментом надежно расклинивают и заполняют бетоном.

236

Для обжатия грунтов оснований могут использоваться плоские гид- равлические домкраты. Домкраты изготавливаются из двух тонких сталь- ных листов толщиной 1…3 мм, соединенных между собой контурным ва-

Рис. 17.10. Уширение подошвы фундамента с предварительным обжатием грунтов

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

237

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

17.4. Расчет основания фундаментов, усиленных уширением подошвы

Расчет основания фундаментов, усиленных уширением подошвы, производится по второй группе предельных состояний (по деформациям основания). Расчет осадок основания методами, предусматривающими ог- раничение давления по подошве фундамента расчетным сопротивлением, производится с учетом:

−частичной разгрузки фундамента в ходе реконструкции;

−неравномерной эпюры контактных давлений под подошвами ста- рой и новой частей фундамента.

Значение эпюры контактных напряжений под подошвой усиленного фундамента определяют от полной нагрузки, ожидаемой после реконст- рукции, с учетом начального давления под старой частью фундамента, действующего в период реконструкции.

Допускается значения контактных давлений определять суммирова- нием эпюры начального давления фундамента до уширения и эпюры дав- лений от дополнительной нагрузки на основание после уширения, постро- енной в предположении о линейном характере ее изменения. Дополни- тельная нагрузка в этом случае определяется по фактическим прочностным свойствам грунта. При этом учитывают:

−изменение свойств грунта основания, обжатого длительно дейст- вующей нагрузкой в период эксплуатации здания (повышающим коэффи- циентом KR к расчетному сопротивлению R );

−увеличение расчетного сопротивления под подошвой усиливаемо- го фундамента за счет боковой пригрузки от уширяемых элементов, изме- няющих условия деформирования грунта основания под усиливаемым фундаментом.

Учет благоприятного влияния боковой пригрузки от дополнитель- ных элементов на величину расчетного сопротивления основания усили- ваемого фундамента производят путем введения повышающего коэффици-

238

ента Kq к расчетному сопротивлению грунта в подошве с учетом его дли-

тельного обжатия Rt

Коэффициент Kq принимается по табл. 17.1 в зависимости от свойств грунта и соотношения ширины дополнительных элементов bad к ширине усиливаемого фундамента b .

Примечания:

1.Промежуточные значения принимаются по интерполяции.

2.Коэффициент Kq = 1, если уширение производится с одной стороны ленточ-

ного фундамента или с трех и менее сторон столбчатого фундамента.

Давление под подошвой реконструируемого фундамента ограничи- вается условиями:

− среднее давление под подошвой дополнительных частей фунда- мента должно быть меньше расчетного сопротивления грунта в естествен- ном состоянии

− среднее давление под подошвой усиливаемого фундамента после реконструкции должно быть меньше расчетного сопротивления

− максимальное давление под подошвой усиливаемого фундамента должно быть не более 1, 2Rtq

239

Площадь наращиваемых частей фундамента Aad определяется из выражения

где Nenl – расчетная нагрузка на фундамент после реконструкции с уче-

том собственного веса и грунта на его обрезах (среднее взвешенное значе- ние удельного веса фундамента и грунта на его обрезах допускается при-

нимать γmt = 20кН/м3 ); Nr – расчетная нагрузка на фундамент в период реконструкции с учетом собственного веса и грунта на его обрезах; Rtq –

расчетное сопротивление грунта под подошвой усиливаемого фундамента; A – площадь подошвы фундамента до усиления.

Площадь дополнительных частей фундамента, устраиваемых с пред- варительным обжатием грунтов, определяется из условия, что при обжатии происходит выравнивание давления под подошвами старой и новой частей

где Rred – приведенное расчетное сопротивление грунта под подошвой усиленного фундамента

Давление обжатия, при котором происходит выравнивание контакт- ных давлений под подошвами старой и новой частей фундамента, равно

17.5. Усиление фундаментов увеличением их глубины заложения

Увеличение глубины заложения с подводкой нового фундамента применяется при недостаточной несущей способности и высокой деформа- тивности верхних слоев основания, а также при возможности промерзания грунтов под подошвой фундамента.

Подводка новых фундаментов (рис. 17.12) осуществляется захватками шириной 2…2,5 м. Предварительно несущие конструкции вывешивают на

240