Переустройство столбчатых фундаментов в ленточные

Обновлено: 13.05.2024

В практике реконструкции возможно переустройство столбчатых фундаментов в перекрестно-ленточные и плитные, а также перекрестно-ленточных в плитные. Рассмотрим характерные примеры усиления ленточных и столбчатых фундаментов.

При проведении в 1968—1969 гг. реконструкции травильного отделения трубного цеха с одновременным усилением фундаментов выполнялась их защита от коррозии. Здание цеха размером 108,6×16 м возводилось в 30-е годы. Столбчатые фундаменты (из горнблендита на растворе марки М50) под железобетонные колонны располагались с шагом 5,2 м в средней части и 7,8 м — в крайних частях; глубина их заложения составляла 2 м; основание сложено маловлажными элювиальными суглинками и глинами в твердом состоянии; среднее давление по подошве 0,15—0,20 МПа. Травильные ванны размещались на бетонных опорах — столбиках, опирающихся непосредственно на бетонный пол.

Детальным обследованием* фундаментов, выполненным с разработкой шурфов до кровли глинистых грунтов, выявлено следующее. Значительная часть бутовых фундаментов подверглась коррозии с разрушением бутового камня до состояния дресвы и щебня на глубину до 0,5 м, при этом фактическая прочность раствора составляла менее половины первоначальной. В фундаментных балках встречались места с разрушенным защитным слоем и оголенной коррозированной арматурой. Подушка из щебня горнблендита, являющаяся основанием под бетонный пол, оказалась разрушенной до состояния дресвы на всю высоту в 1,2 м. Грунтовые воды имели общекислотную агрессивность с содержанием ионов SO₄", превышающим его содержание при нормативной сульфатной агрессивности более чем в 10 раз; значение рН не превышало 3. Грунтовые воды находились в среднем на глубине 1 м от пола. Несмотря на некоторое снижение механических свойств глинистого основания под воздействием агрессивной среды, исследования выявили в целом достаточно высокие физико-механические показатели грунтов: γ = 1,96 т/м 3 , ω = 0,26, е = 0,8, с = 0,04 МПа, φ = 15°, Е = 10,2 МПа. Наружные кирпичные стены, уложенные на фундаментных балках, со стороны травильного отделения оказались в значительной степени деформированными. Травильные ванны вследствие неравномерного проседания бетонного пола получили перекос.

Работы по усилению столбчатых фундаментов производились в условиях работы травильных ванн. Уровень грунтовых вод понижали способом скрытого водоотлива из разработанных по периметру шурфов. Для каждого обследуемого фундамента составлялась дефектная ведомость. В случае относительно удовлетворительного состояния фундамента (рис. 4.8, а) выполняли только ремонтные работы с одновременной защитой их от воздействия агрессивной среды путем битумной обмазки слоем толщиной до 50 мм. Перед обмазкой боковую поверхность фундаментной кладки частично очищали с последующей двух-трехразовой промывкой известковым молоком и нанесением выравнивающего слоя известково-цементного раствора. Битум заливали между отремонтированным фундаментом и опалубкой с последующим устройством глиняного замка толщиной 300—400 мм. При неудовлетворительном состоянии фундамента (рис. 4.8, б)его поверхность расчищали на глубину разрушения кладки с последующей промывкой известковым молоком. После этого фундамент восстанавливали до прежних размеров путем устройства подбетонки из бетона марки M100 и железобетонной обоймы толщиной 150—200 мм из бетона марки М200 с конструктивным армированием сетками с размером ячеек 100×100 мм из арматуры диаметром 8—10 мм класса А-II. После устройства обоймы выполняли работы по защите от агрессивной среды.

1 — фундамент; 2 — битумная обмазка; 3 — глиняный замок; 4 — фундаментная балка; 5 — колонна; 6 — обойма

Усиление фундаментных балок выполняли с очисткой арматуры от коррозии и обетонирования этих мест бетоном марки М300 с последующей битумной обмазкой за 2 раза. В процессе усиления фундаментов и фундаментных балок вели постоянные наблюдения за возможным развитием деформаций в несущих конструкциях (стенах, рамах и др.).

После усиления фундаментов выполняли разборку деформированного бетонного пола в местах размещения травильных ванн с предварительным их демонтажем. Вместо выбранной щебеночной подушки из разрушенного горнблендита устраивали засыпку гранитным щебнем на полную высоту выемки с послойным трамбованием и обработкой горячим битумом. Под устанавливаемыми новыми ваннами фундамент выполнен в виде железобетонной подушки толщиной 200 мм с легким конструктивным армированием двумя арматурными сетками (вверху и внизу) из проволоки диаметром 5 мм с ячейками размером 100×100 мм из арматуры класса A-I. Замена щебеночной подушки и устройство новых фундаментов под травильные ванны были выполнены в минимальные сроки.

Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов

После возведения строения на основе столбчатого фундамента через несколько лет начинаются определенные трудности и проблемы, которые связаны с тем, что здание начинает наклоняться в сторону, что в свою очередь заставляет людей задуматься над вопросом, как из столбчатого фундамента сделать ленточный фундамент? Дело в том, что такая ненадежность столбчатого фундамента объясняется тем, что, во-первых, само строение неравномерно давит на свою основу, а во-вторых, не стоит забывать, что весной солнце приходит с юга и растапливает зимний лед и снега с южной стороны, в то время как северная часть фундамента остается замершей. Фактически часть дома оказывается на рыхлой размерзшей почве, в то время как вторая – пока еще опирается на твердый промерзший грунт.

В общем, рано или поздно владелец жилища окончательно принимает решение о том, что ему требуется ленточный фундамент на столбах, как альтернатива старому фундаменту. Как правило, замена одного фундамента на другой по срокам занимает от пяти до десяти дней, причем подъем самого дома осуществляется снизу, что позволяет не разбирать пол, а это, в свою очередь, облегчает труд владельца строения.

После разборки старого фундамента выставляется опалубка и вяжется арматура, после чего заливается монолитная лента, имеющая ширину до 40 см и высоту не менее 50 см. Но стоит сразу сказать, что, несмотря на то, что вроде бы немного нужно совершить действий, ремонт, а конкретнее замена фундамента, требует навыков и квалификации. То есть это самая сложная работа по благоустройству жилища! Но при этом стоит отметить, что качественная замена обеспечит вашей семье самое важное – безопасность, ведь не зря же говорят: «Мой дом – моя крепость!».

Если подвести итог, то, естественно, нужно знать грунт, который имеется под вашим строением, конечно же, на основании грунта нужно будет определиться с видом ленточного фундамента, но при этом стоит реально оценить свои силы и решить, нужно ли Вам самим совершать замену или воспользоваться услугами специалистов? Кстати, говоря о виде ленточного фундамента, стоит понимать, что в данной ситуации в процессе замены ленточный монолитный фундамент на столбах будет самым правильным выбором, так как данный фундамент сможет всей своей объемной массой крепко держать строение, независимо от того, какой грунт находится под домом, естественно, кроме скалистого, так как при этом виде грунта существуют свои отдельные подходы к фундаменту.

Всем удачного строительства. Если было интересно/полезно, жмите палец вверх, ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА КАНАЛ!

Все чаще в популярной технической литературе и на страницах интернета встречаются предложения по устройству под легкие малоэтажные дома двойных фундаментов: ленточно-столбчатых, ленточно-свайных, плитных с забивными блоками или сваями, ленточных сборных на монолитной плите. Похоже, такие авторы путают ростверк с ленточным фундаментом. Обе эти конструкции внешне похожи, но по-разному взаимодействуют с грунтом основания.

Ростверк это

Известно, что столбчатые и свайные фундаменты применяют с ростверком (сборным или монолитным), а в некоторых случаях и без него (когда сборные цокольные панели устанавливают непосредственно на фундаментные конструкции).

Назначение ростверка - объединить оголовки свай или столбов фундамента (в том числе - буровых опор) в единую пространственную конструкцию ( рис. 1 ). На ростверке можно возвести цоколь, например, из кирпичной или блочной кладки или непосредственно на него положить плиты цокольного перекрытия или деревянные балки (лаги) и вести кладку стен. Нагрузки от надфундаментных конструкций ростверк передает на основание через фундамент.

Под легкими домами на пучинистых грунтах, чтобы исключить вредное воздействие нормальных сил пучения на целостность конструкций, цоколь отрывают от основания. При этом его устраивают выше или ниже поверхности грунта ( рис. 2 ). Величина зазора между грунтом и нижним краем цоколя зависит от степени пучинистости грунта. В слабопучинистых грунтах достаточно зазора в 5 см, в сильнопучинистых его увеличивают до 15-20 см.

Рис. 2. Варианты устройства цоколей: а - цоколь поднят над грунтом; б - цоколь заглублён в грунт с зазором; в, г - опирание цоколя на грунт. 1 - столбчатый фундамент; 2 - ростверн; З - зазор между грунтом и ростверном; 4 - песчаная выравнивающая подушна.

В более тяжелых домах на слабопучинистых и практически непучинистых грунтах ростверк может опираться непосредственно на грунт (см. рис. 2 в, г) - на поверхности или на некотором заглублении. Ростверк можно устраивать различной высоты - от 0,2 до 0,6 м и выше. При повышенной высоте он может выполнять функцию цоколя.

В ряде случаев строители не принимают во внимание особенности пучинистых грунтов, составляющих подавляющее большинство строительных площадок, и без всякого расчетного обоснования устраивают для легкого дома заглубленный ростверк, опирая его на грунт.

Ростверк и лента фундамента - в чем отличие

Ростверк, устроенный на грунте, очень похож на ленточный фундамент, поэтому некоторые строители называют такой фундамент, например, ленточно-столбчатым. Похож-то он похож, но все же не является ленточным фундаментом, так как не передает нагрузку на основание. Нагрузка на основание, как отмечалось выше, передается через фундаментные конструкции, на которые ростверк опирается.

Чтобы ростверк мог включиться в работу как ленточный фундамент, столбчатые, буровые опоры или сваи должны получить некоторую осадку. Это возможно в следующих случаях:

фундамент применяют без каких-либо расчетов, и его несущая способность оказывается меньше нагрузок от дома;
при некачественном выполнении технологических операций, когда, например, при изготовлении буровых опор разрыхленный грунт в забое скважины перед бетонированием не уплотняют или бетон укладывают в скважину с грунтовой водой. В этом случае для качественной укладки бетона в промышленном строительстве применяют специальное оборудование с бетонолитными трубами. При обычной укладке бетона в жилом малоэтажном строительстве вода вытесняется из скважины вместе с цементным молоком, и что остается в забое, проконтролировать невозможно;
фундамент специально запроектирован с несущей способностью меньшей, чем требуется по действующим нагрузкам. Этот вариант маловероятен, так как в фундаментостроении такой подход до последнего времени не применялся.

Если даже ростверк частично или полностью включится в работу, для надфундаментных конструкций дома ничего хорошего из этого не последует. Так как нагрузки от дома по разным стенам существенно различаются, осадка фундаментных опор происходит неравномерно.

Так как большинство строительных площадок имеют пучинистые грунты, касательные силы пучения, действующие по боковой поверхности опор, как правило, превышают нагрузки от малоэтажных домов. Из года в год накапливаются остаточные деформации пучения. Неравномерность осадки дополняется неравномерными деформациями пучения. При недостаточной высоте ростверка его жесткости не хватает для компенсации неравномерных деформаций.

Особенно чувствительны к неравномерным деформациям дома со стенами из кладочных материалов (кирпичные, блочные). Когда неравномерные деформации превышают допустимые значения, строительные конструкции разрушаются. Например, для кирпичных домов допустимые относительные деформации составляют 0,0005. Это значит, что прогиб (выгиб) ростверка и кирпичной стены длиной 10 м не должен превышать 5 мм, а стены длиной 5 м - 2,5 мм. Многие загородные дома на таких фундаментах имеют повреждения стен.

Столбчатые фундаменты с уширением

В последнее время при строительстве малоэтажных домов нашли применение столбчатые фундаменты из небольших буровых опор с уширенной опорной частью.

Если нагрузка, которую можно на них передать по грунтовым условиям, больше или равна нагрузкам от дома, то второго фундамента не требуется. Если при этом уширение в пучинистых грунтах устроено ниже глубины возможного промерзания (максимальное промерзание по Московской области за десятилетний период наблюдений составило 1,95 м), а ростверк приподнят над грунтом, то такие фундаменты надёжны.

Если несущей способности буровых опор с уширением недостаточно для восприятия нагрузок от дома, и ростверк включается в работу как ленточный фундамент, то решение одной проблемы порождает другие.

За счет уширения буровые опоры как якоря могут удержать ростверк от выпучивания. Но в средне- и сильнопучинистых грунтах развиваются огромные нормальные силы пучения - до 80 тс/м2, которые действуют на подошву ростверка. Тогда требуется усиленное армирование ростверка и опор.

Расчеты показывают, что при высоте ростверка 0,2 м и шаге опор 1,5 м в сильнопучинистых грунтах для верхнего пояса армирования требуется арматура диаметром 26 мм, а при высоте ростверка 0,6 м - диаметром 14 мм. При армировании буровой опоры четырьмя стержнями требуется арматура диаметром 16 мм. Получается, что при двух фундаментах требуется еще и мощное армирование, что существенно влияет на стоимость.

Непонятно, что мешает создателям двойных фундаментов запроектировать один, но надежный. Что это за ленточный фундамент, которому нужны подпорки? Что это за столбчатый фундамент или буровая опора, которые не могут нести нагрузку от дома без второго фундамента? Ведь задача в этом случае решается просто: рассчитывают такой фундамент, который может нести проектные нагрузки без усиления другими конструкциями. При этом стоимость даже трудоемкого проектирования на 1-2 порядка ниже стоимости устройства дополнительного фундамента.

Если нет технологического оборудования, позволяющего изготовить требуемую конструкцию, обычно применяют другой тип фундамента.

Проблема двойных фундаментов, кроме технической составляющей, имеет еще и экономическую. Двойной фундамент в 1,5-2,0 раза дороже одинарного. Строителям это на руку - чем больше объем работы, тем выше оплата. В этом нет никакого противоречия, так как они хотят заработать. Однако застройщика (заказчика) такие фундаменты вряд ли могут устроить.

Со столбиками под домом могут возникать проблемы. Столбики могут проседать, выпирать (выпучиваться), заваливаться, сдвигаться, рассыпаться или разваливаться на влажном грунте.

Столбчатый фундамент представляет собой несущие опоры из кирпича, строительных блоков, монолитного бетона, труб, заполненных раствором, покрышек, заполненных песком, столбов из бревен или других видов и из материалов. При этом опоры не связаны между собой достаточно жестко.

Можно конечно ремонтировать-подправлять каждый сезон как эта женщина с домкратом и золотыми руками.

Что бы отремонтировать столбчатый фундамент нужно понимать, как работает столбик и какие силы на него действуют.

Причина всех бед вода и мороз. Вода размягчает грунт и снижает его несущую прочность. Под действием тяжести грунт под столбиком проседает. В мороз, при замерзании вода увеличивается в объеме примерно на 9% и разрыхляет грунт. Разрыхленный грунт еще менее прочный и столбик на таком грунте «тонет» еще заметнее. Так как нагрузка на столбы часто неравномерная, и водонасыщенность грунта под разными частями строения то же разная, то столбики просаживаются неравномерно, перекашивая все строение. Год за годом просаживание и перекос столбиков становится все сильнее. Особенно активно в зиму с сильными морозами и оттепелями. Весной это становится явно заметно.

Во многих случаях снизить темп просадки можно с помощью водосливной системы с кровли в водосточный канал или дренажный колодец в стороне от строения. Помогает снизить сырость под домом перехватывающий дренаж вокруг постройки.

Более сильное воздействие на столбики оказывает морозное пучение. При замерзании влажный грунт «пучит». Чем больше воды в грунте, тем сильнее морозное пучение. Сила морозного пучения грунта (по разным источникам) может достигать 25 и до 80 тонн на квадратный метр и может поднимать грунт (для М.О.) до 15 сантиметров.

Морозное пучение, промораживая фундаментные столбы давит не только снизу вверх, но еще с боков (касательное пучение) и еще в сторону не промёрзшего грунта горизонтально (горизонтальное пучение)

Касательное и горизонтально направленное морозное пучение заметно сдвигают столбики в сторону улицы, где грунт укрыт снегом и промерзание меньше.

В середине весны с солнечной стороны дома грунт оттает. А с теневой стороны и особенно под неотапливаемым строением еще долго сохранится промерзшая ледяная линза.

В конце весны все растает и дом вроде бы встанет на свое место. Начнут нормально открываться двери и окна. Но некоторая деформация останется. С каждым годом эта деформация увеличивается и перекосы становятся все заметнее.

Если основной дом стоит на более надежном фундаменте, а легкие пристройки поставлены на столбики, то морозное пучение очень легко и заметно поднимает такую пристройку. Веранда или крыльцо после оттаивания уже не опускаются на прежнее место и остаются перекошенными.

Какие неправильные методы часто применялись для ремонта такого фундамента? На многочисленных моих объектах хозяева всегда рассказывали, что они предпринимали. Те, у кого столбики малозаглубленные переделывали их на заглубление ниже глубины промерзания. Конечно, это не помогало, так как касательное пучение все равно их выдергивало каждый год.

Более прогрессивные дачники применяли столбы с гладкой поверхностью (например, из пластиковых труб) или оборачивали трубы рубероидом. В некоторых случаях это помогало. Расширение столба внизу по технологии ТИСЭ тоже сдерживает выпирание такого столбика. Однако жалоб на такие столбы тоже много. Сказывается человеческий фактор и сложность, казалось бы, простой технологии.

В случае значительных разрушений материала фундамента приходится производить полную разборку и замену фундамента, технология замены фундаментов рассмотрена в п. 4.7.

Величина снижения осадок реконструируемых и надстраиваемых зданий зависит от формы фундамента в плане [19, 31], поэтому при разработке вариантов усиления фундаментов ее необходимо учитывать. При увеличении нагрузок на фундаменты давление по их подошве становится более расчетного. Однако грунт основания за время эксплуатации здания, намеченного к реконструкции, уже сжат под действием его веса и достигнута полная стабилизация осадок здания. Новые нагрузки вызовут меньшие дополнительные осадки, поскольку модуль деформации уплотненного грунта будет больше.

При усилении столбчатых фундаментов возможны случаи переустройства этих фундаментов в ленточные, а ленточных — в плитные. Такие случаи возникают при значительных неравномерных деформациях основания, изменении величины нагрузок и статической схемы работы фундаментов, установке нового оборудования, изменении конструктивной схемы здания или сооружения, необходимости значительного повышения жесткости здания и в ряде других случаев.

Для переустройства столбчатого фундамента в ленточный (рис. 4.7, а) между существующими фундаментами устраивается железобетонная стенка в виде перемычки. Для лучшего сопряжения перемычки на существующих фундаментах делаются насечка и штрабы, а также оголяется арматура для приварки арматуры перемычки. Кроме того, нижняя часть перемычки подводится под подошву существующего столбчатого фундамента. Перемычка охватывает подколонник железобетонной обоймой. Для повышения несущей способности нижняя часть перемычки может выполняться уширенной. При необходимости устройства подвала перемычка делается на всю высоту столбчатых фундаментов. В других случаях она может выполняться меньшей высоты. Арматуру устанавливали таким образом, чтобы во вновь образованном ленточном фундаменте все перемычки работали совместно. Для этой цели арматурные стержни перепускаются у подколонника из одной перемычки в другую, а понизу арматурные каркасы заводятся под подошву существующих фундаментов. Такое переустройство выполняется последовательно без нарушения устойчивости здания.

Переустройство ленточных фундаментов в плитные производится путем подведения концов плит под ленточный фундамент (см. рис. 4.7, б). Плиты между лентами объединяют обоймами, проходящими через отверстия, пробитые в нижней части стены ленточного фундамента. Через 3—4 м плиты между лентами объединяют железобетонными перемычками, проходящими под подошвами ленточных фундаментов.

1 — столбчатый фундамент; 2 — железобетонная перемычка; 3 — арматурные каркасы; 4 — уширенная часть железобетонной перемычки; 5 — ленточный фундамент; 6 — отверстия в ленточном фундаменте; 7 — подводимая плита; 8 — пропуски плиты под ленточным фундаментом

Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов

Читайте также: