Повышение прочности и уширение фундамента
При реконструкции здания, когда существенно возрастают нагрузки на фундамент, а также когда в результате неравномерных осадок появляются трещины в здании и фундаменте, рекомендуется усилять фундамент выполнением обойм из бетона или железобетона.
В старом фундаменте устраивают штрабы бурят шпуры, цилиндрическое отверстие Æдо 7,5м и глубиной до 5м, получаемая в результате бурения, в которые устанавливают закладные детали (балки, арматуру), обеспечивающие совместную работу старых фундаментов и обойм. Кроме того, в обоймах увеличивают арматуру, рассчитанную на обеспечение прочности стен в продольном направлении. Этим способом достигается также развитие опорной площади фундаментов, снижается давление на основание, а, следовательно, уменьшается осадки зданий.
Для обеспечения совместной работы обоймы и фундамента обойму выполняют в траншеях. В отверстие, просверленные перфораторами или пробитые в старом фундаменте, вставляют стяжки. Сцепление бетона с кладкой обуславливается неровной боковой поверхностью кладки, очищенной и продутой сжатым воздухом.
На рисунке показано усиление фундамента с одновременным увеличением опорной площади выполнением обоймы.
Увеличение площади подошвы кирпичного или бетонного фундамента
1 – железобетонная обойма; 2 – шпонки; 3 – продольная арматура;
4 – существующий ослабленный фундамент; 5 – щебень втрамбованный в грунт; 6 – стяжки.
Если требуется расширить фундамент с обжатием основания под полосами расширения или выправить фундамент и стену, то рекомендуется следующая технология: в траншеях устраивают из сборных блоков или из монолитного бетона банкетки на утрамбованной щебеночной подготовке; пробивают отверстия сквозь фундамент и штрабы вдоль фундамента; устанавливаютв отверстия металлические балки; вдоль фундамента бетонируют железобетонные балки или устраивают металлические; домкратами обжимают основание банкетками и, если требуется, выравнивают фундамент и стену; между домкратами устраивают бетонное заполнение; вынимают домкраты и омоноличивают конструкцию.
1 – существующий фундамент; 2 – бетонная банкетка; 3 – продольная железобетонная балка;
4 – поперечная металлическая балка; 5 – домкрат; 6 – щебень, втрамбованный в грунт;
7 – бетонное заполнение.
Пример увеличения опорной площади отдельно стоящего железобетонногофундамента.
1 - существующий фундамент; 2 – арматура существующего фундамента;
3 – новая арматура; 4 – новый бетон; 5 – поверхности вырубки существующего фундамента
При наличии в геологическом разрезе основания прочного слоя, пригодного для опирания на него свай, в проектах усиления фундаментов следует рассматривать вариант подведения свай под существующие фундаменты.
1 – свая; 2 – ростверк; 3 – домкрат, удаляемый перед обетонированием; 4 – подставки;
5 – балка; 6 – обетонирование; 7 – существующий фундамент; 8 – штрабы.
Подведение под фундамент буронабивных свай
Подведение свай вблизи стены чрезвычайно затрудняет работу. Для выполнения буронабивных свай необходимо, чтобы минимальное расстояние от свай до стены составляло не менее 2,5м.
При этом поперечные балки получаются громоздкими, что осложняет их монтаж и вызывает большие расходы металла. Кроме того, бурение крупных скважин сопровождается сотрясением, а часто и увлажнением грунта, что может повлечь дополнительные осадки здания под нагрузкой.
Внутри здания работы еще более осложняются из-за стесненности пространства и недопустимости нарушения технологических процессов, поэтому приходится применять также конструкции усиления, в которых стена подвешивается на консольные балки, и часть буронабивных свай работает на увеличенную нагрузку по сравнению с нагрузкой на существующие фундаменты.
Зачастую забивка свай и бурение недопустимы по грунтовым условиям, по состоянию здания или по требованиям, исключающим шумы и вибрации. В этом случае применяются вдавливаемые сваи.
Расположение свай может быть ближе к стене и даже под существующим фундаментом. Для этого надо сначала укрепить фундамент, а иногда и укрепить и стену, затем, отрывая последовательно шурфы под фундаментом (на 1,8–2м глубже их подошвы), подводить и вдавливать в грунт отрезки металлических труб, свариваемых одна с другой и заполняемых бетоном. Вдавливание производится домкратом. Иногда такие сваи вдавливают на глубину 25м. Преимуществом этих свай является возможность определить их несущую способность в процессе производства работ.
Устройство буронабивных и вдавливаемых свай требует соединения этих свай со старым фундаментом, что выполняется либо с помощью металлических конструкций, вдавливаемых (вставляемых)в проемы и штрабы фундамента, либо с помощью железобетонных обойм.
В последнее время начинают применяться для укрепления фундаментов буроинъекционные сваи, называемые корневидными.
Для устройства этих свай нет необходимости выполнять большие земляные работы, пробивать вручную проемы и штрабы в старых фундаментах, зачищать боковую поверхность для сцепления нового бетона с материалом старого фундамента, расходовать стальной прокат.
С поверхности земли и с уровня пола первого этажа или подвала бурят вертикально и наклонно через существующий фундамент скважины до опирания на прочный грунт. Диаметр скважины обычно100–250мм.
Усиление фундаментов корневидными сваями:
а – висячими; б – усиление фундамента сваями-стойками
1 – буроинъекционные (корневидные) сваи;
2 – фундамент; 3 – слабый грунт; 4 – прочный грунт.
Этот вид укрепления фундаментов наиболее индустриален. Корневидные сваи особенно целесообразно применять для усиления старых фундаментов при реконструкции здания с увеличением нагрузок на фундамент, а также при опасности нарушения естественного основания глубокими выемками или подземными выработками около здания.
В отличие от буронабивных свай, корневидные сваи бурят с помощью станков с малыми габаритами и массой, не нарушающими фундамент и грунт основания.
Основные этапы обследования фундаментов зданий и сооружений:
Обследование оснований и фундаментов эксплуатационных зданий;
Сбор нагрузок;
Анализ причин деформации стен и фундаментов;
Проектирование новых, и реконструкция и усиления существующих фундаментов;
Производство работ при устройстве фундаментов в стесненных условиях для реконструируемых зданий;
Технико-экономическая оценка способов усиления оснований и фундаментов;
Техника безопасности при выполнении работ.
Исходные данные включают в себя следующее:
- материалы, обследования здания или сооружения и, в частности, фундаментов;
- инженерно-геологические и топографические материалы по площадке;
- общие чертежи существующего здания;
- исполнительные чертежи фундаментов;
- данные о нагрузках на фундаменты (исходя из нормативных документов);
- материалы геодезических наблюдений;
- намечаемые решения по реконструкции надфундаментной части здания;
- данные о предельных деформациях фундаментов (исходя из эксплуатационных условий и требований).
№3