Работы по восстановлению и усилению фундаментов как правило начинают с

Обновлено: 01.05.2024

Прежде чем приступить к выполнению работ по ремонту и усилению фундаментов, необходимо установить причину повреждения фундаментов и устранить ее.

Для выявления причин, вызвавших повреждения фундаментов, а также при их реконструкции проводят сбор сведений по истории здания или сооружения, а также выполняют техническое обследование надземной и подземной частей здания и прилегающей территории. Это особенно актуально для зданий старой постройки. Сбор сведений по истории здания дает возможность установить дату постройки; первоначальный вид; изменения, которые происходили в процессе эксплуатации (надстройки, пристройки, перепланировка); аварийные состояния.

При наличии деформаций и трещин в стенах шурфы обязательно выполняют в местах предполагаемых повреждений фундамента. Их отрывают на 0,5 м ниже уровня подошвы фундамента. В плане шурф имеет форму прямоугольника, причем большая его сторона длиной 1,5. 3 м примыкает к фундаменту. Прочность фундаментов и стен подвала определяют известными неразрушающими методами, например, акустическим, радиометрическим, механическим и т.п.

Осадку здания контролируют инструментально, а раскрытие трещин - с помощью маяков, устанавливаемых поперек трещин на стене здания (рис. 1). Маяки устраивают в виде мостика длиной 250. 300, шириной 50. 70 и толщиной 15. 20 мм. Место, где устраивают маяк, очищают от штукатурки, краски, облицовки. На каждой трещине устанавливается два маяка: один - в месте наибольшего раскрытия, другой - в ее начале. Если в течение 15. 20 дней на маяках не появились трещины, то можно считать, что деформации здания стабилизировались. Маяки делают из гипса, можно из металла или стекла.

2. Характерные виды деформаций фундаментов.

Изучение основных видов повреждений фундаментов позволило выполнить их систематизацию по характеру развития трещин в фундаментах и стенах здания:

1.Осадка средней части здания. Основные причины: слабое основание в средней части здания; просадка просадочных грунтов основания; карстовые пустоты в средней части здания

2. Осадка крайней части здания (левой или правой). Основные причины: слабое основание под крайней частью здания; просадка грунтов от замачивания; карстовые пустоты;отрывка котлована или траншеи рядом со зданием; сдвиг рядом расположенной подпорной стенки; затопление подвала

3. Осадка обеих крайних частей здания. Основные причины: аналогичные причины, указанные в предыдущем пункте, но действующие в обеих частях здания; размещение под средней частью крупного включения (валуна, старого фундамента и т.п.)

4. Выпучивание и искривление стен в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Основные причины: распор стропильной системы;горизонтальные усилия от растяжек, прикрепленных к зданию; эксцентричная передача нагрузки от перекрытий; динамические нагрузки от оборудования, расположенного в здании; сейсмические подвижки

3. Подготовительные работы при усилении фундаментов

До начала работ по ремонту и усилению фундаментов должны быть исключены причины, вызывающие его неравномерную осадку или разрушение. Если деформации фундамента вызвали соответствующие деформации стен и перекрытий, то работы выполняют в следующей последовательности: укрепление (вывешивание) перекрытий; укрепление стен в местах деформаций; ремонт и усиление фундаментов; ремонт стен; ремонт перекрытий.

К основным работам по ремонту и усилению фундаментов относятся: усиление оснований и фундаментов; уширение подошвы фундаментов; увеличение глубины заложения; полная или частичная их замена.

Разгрузка фундаментов.

Перед началом работ необходимо принять меры по обеспечению устойчивости здания и предохранению конструкций от возможных деформаций, т.е. выполнить частичную или полную разгрузку фундаментов.

Частичную разгрузку выполняют путем установки временных деревянных опор, а также деревянных и металлических подкосов.

Для установки временных деревянных опор (рис. 2) в подвале или на первом этаже на расстоянии 1,5. 2 м от стены укладывают опорные подушки, на них размещают опорный брус, на который устанавливают деревянные стойки. По верху стоек укладывают верхний прогон, который крепится к стойкам с помощью скоб. Затем между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, включая тем самым стойки в работу, и нагрузка от перекрытия частично снимается со стен и передается на временные опоры. Опоры на этажах должны устанавливаться строго одна над другой. Для увеличения устойчивости конструкции стойки раскрепляют раскосами.

Полную разгрузку фундаментов осуществляют с помощью металлических балок (рандбалок), заделываемых в кладку стены, а также поперечных металлических или железобетонных балок. Рандбалки (рис. 3, а) устанавливают выше обреза фундамента в заранее пробитые с обеих сторон стены штрабы на постель из цементно-песчаного раствора. Штрабы необходимо пробивать под тычковым рядом кирпичной кладки. Временное закрепление рандбалки в штрабе выполняют клиньями. В поперечном направлении через 1,5. 2 м балки стягивают болтами диаметром 20. 25 мм. Пространство между временно закрепленной балкой и стеной заполняют цементно-песчаным раствором состава 1:3. Стыки рандбалок по фронту соединяют накладками на электросварке. В этом случае нагрузка передается на соседние участки фундамента.

На поперечные балки стены вывешивают следующим образом (рис. 3, б). В нижней части стены вблизи верхнего обреза фундамента через 2. 3 м пробивают сквозные отверстия, в которые заводят поперечные балки. Под каждой поперечной балкой устраивают две опорные подушки на уплотненном основании. Передача нагрузки на опорные подушки осуществляется через продольные балки с помощью клиньев или домкратов.

При неудовлетворительном состоянии стены ее предварительно усиливают путем установки рандбалок, которые располагаются выше пробиваемых отверстий.

Устройство железобетонной обоймы

1.Устройство железобетонных обойм выполняют в тех случаях, когда на отдельных участках фундамента прочность кладки нижележащих слоев меньше прочности вышележащих. Работы выполняют по захваткам длиной 2. 2,5 м. Железобетонные обоймы могут устраиваться с одной или с двух сторон. При устройстве двухсторонней железобетонной обоймы (рис. 4, а) в теле фундамента в шахматном порядке через 1. 1,5 м просверливают сквозные поперечные отверстия. Затем с обеих сторон устанавливают арматурные сетки Арматурные сетки соединяют между собой затяжками (арматурными стержнями диаметром 12. 20 мм), которые устанавливают в просверленные отверстия. Затем устанавливают опалубку и выполняют бетонирование подвижной бетонной смесью (осадка конуса более 15 см). Бетонирование может выполняться методом послойного торкретирования. Минимальная толщина обоймы - 150 мм.

При устройстве односторонней железобетонной обоймы (рис. 4, б) поперечные арматурные стержни анкеруют в ранее просверленные гнезда в теле фундамента, а затем к ним крепят арматурные сетки.

2. Устройство буроинъекционных свай

Увеличить одновременно несущую способность фундамента и основания можем путем устройства буроинъекционных свай. Их применение позволяет производить работы по усилению фундамента без разработки траншей и нарушения структуры грунта в основании.

Сущность способа заключается в устройстве под зданием буроинъекционных (корневидных) свай, которые передают значительную часть нагрузки на более плотные слои грунта (рис. 5). Сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, которые позволяют пробуривать скважины диаметром от 80 до 250 мм не только в грунтах основания, но и в теле фундамента. Устройство буроиньекционных свай выполняется в следующей последовательности:

бурение "лидерной" скважины; заполнение ее пластичным цементно-песчаным раствором; установка трубы-кондуктора до начала схватывания раствора; технологический перерыв для набора раствором требуемой прочности; бурение рабочей скважины до проектной отметки под защитой глинистого раствора или обсадной трубы; заполнение скважины цементно-песчаным раствором через буровой остов или трубу-инъектор снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора; посекционная установка арматурных каркасов; опрессовка свай.

При установке арматурных каркасов понижение уровня раствора в скважине не должно превышать более 0,5 м. Для опрессовки сваи на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор. При значительном расходе раствора из-за фильт-рации грунта основания делают технологический перерыв в течение 1 суток и опрессовку повторяют.

3. Уширение подошвы банкетамии сборными ж/б отливами

Уширение подошвы фундамента выполняют банкетами из бутовой кладки или из монолитного бетона и железобетона, банкетами балочного типа, а также с помощью монолитных и сборных железобетонных подушек.

Устройство банкет из бутовой кладки выполняется крайне редко из-за большой трудоемкости работ. Чаще всего применяют одно- и двусторонние банкеты из монолитного бетона и железобетона. Конструкция банкет зависит от способа их связи с существующим фундаментом и схем передачи нагрузки от сооружения на усиляемый фундамент.

Наибольшее распространение получили банкеты, где передача нагрузки от сооружения осуществляется с помощью опорных балок (рис. 6). Для этого в стене пробивают сквозные отверстия с шагом 1,5. 2 м. в которые перпендикулярно к стене устанавливают опорные балки из стального швеллера (двутавра) или железобетона. Нагрузка на банкеты передается через распределительные балки из швеллера или двутавра №16. 18, которые располагают вдоль стены. Работы выполняются в следующей последовательности:

разбирают отмостку (при необходимости) и пол первого этажа;

устраивают водосборные колодцы, ограждения;

в пределах захватки (длина 1,5. 2 м) отрывают траншею с одной или обеих сторон фундамента;

очищают боковые поверхности фундамента;

устраивают основание под банкет из щебня толщиной 50. 100 мм путем втрамбовывания его в грунт;

в теле фундамента просверливают отверстия (в шахматном порядке через 0,25. 0,35 м по высоте 1,2. 1,5 м по длине фундамента) и забивают в них анкерные стержни диаметром 16 мм;

устанавливают опалубку и бетонируют банкет до отметки низа распределительных балок;

после набора бетоном требуемой прочности (не менее 70% проектной) устраивают в стене "окна" и устанавливают в них опорные балки;

монтируют распределительные балки и сваривают их с опорными балками;

производят добетонирование банкета на высоту распределительных балок и заделку зазоров в "окнах"' для опорных балок. Допускается также и обетонированне опорных балок. Класс бетона - не менее В12,5.

Также известен способо устройства сборных железобетонных отливов (рис. 7).

4. Уширение подошвы сборными и монолитными железобетонными плитами

При уширении подошвы фундамента путем подводки монолитных или сборных железобетонных плит (рис. 8) из-под него в пределах захватки длиной 1,5. 2 м удаляют грунт.

Железобетонные плиты монтируют на подготовленное выровненное основание. Зазор между поверхностью плит и подошвой фундамента зачеканивают жестким цементно-песчаным раствором марки 100.

Процесс устройства монолитной железобетонной подушки менее трудоемок. Для этого на подготовленное основание укладывают арматурные сетки, устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь. Уплотнение бетонной смеси выполняют вибрированием. Для обеспечения надежного контакта укладываемой бетонной смеси с фундаментом бетонирование производят на 100. 150 мм выше отметки его подошвы. Класс бетона В12,5 и более.

5. Увеличение глубины заложения фундаментов

Увеличение глубины заложения фундамента

Углубление фундаментов выполняют с применением бутовой (кирпичной) кладки, монолитного бетона и железобетона.

Способ углубления фундаментов с использованием бутовой кладки отличается высокой трудоемкостью и применяется при незначительных нагрузках. В этом случае вначале разгружают фундаменты и при наличии ослабленных участков стен устанавливают рандбалки. Затем на отдельных захватках длиной 1,5. 2 м в заранее намеченной очередности отрывают колодцы на проектную глубину с временным креплением стенок, разбирают нижнюю ослабленную часть фундамента (при необходимости) и удаляют грунт, подводя под фундамент временные крепления. Кладку нового фундамента выполняют с перевязкой швов, удаляя крепление снизу вверх. Зазор между верхним обрезом новой кладки и нижним обрезом старого фундамента зачеканивают полусухим цементно-песчаным раствором состава 1:3.

Более эффективным является способ углубления фундаментов с применением монолитного бетона (рис. 9). Как и в предыдущем случае, вначале разгружают фундамент, а затем отрывают шурфы на 0,7. 1 м ниже подошвы фундамента, стенки шурфов крепят щитами. У передней стенки устанавливают прочную раму из бруса или круглого леса. Верхняя перекладина рамы должна находиться на 30. 50 мм ниже подошвы фундамента. Между подошвой и верхней перекладиной рамы в грунт забивают доски, т.е. устраивают забирку, под защитой которой на проектную глубину отрывают колодец. Затем в колодец укладывают и уплотняют бетонную смесь, оставляя между подошвой фундамента и поверхностью бетона зазор 300. 400 мм. После набора бетоном требуемой прочности с помощью домкратов производят обжатие основания новой части фундамента, используя при этом массу существующего здания. После этого бетонируют зазор, укладывая бетонную смесь на 100 мм выше подошвы старого фундамента с целью обеспечения плотного контакта.

Исключить трудоемкие работы по разгрузке фундамента позволяет технология выполнения работ по его углублению и одновременному расширению (рис. 10). На захватке отрывают траншею на глубину заложения фундамента. Затем устраивают подкоп под подошву существующего фундамента по всей длине захватки на половину его ширины. В боковую стенку подкопа забивают горизонтальные поперечные арматурные стержни диаметром 14. 18 мм. Нижний ряд стержней устанавливают с шагом 200 мм на 100 мм выше дна траншеи, а верхний ряд - с таким же шагом на 50. 70 мм ниже подошвы существующего фундамента. К поперечным стержням приваривают профильные стержни такого же диаметра с шагом 200 мм. В траншее устанавливают щит опалубки на уровне подошвы фундамента и на расстоянии 200 мм от его боковой поверхности. Затем укладывают и уплотняют бетонную смесь, монтируют вертикальную арматурную сетку (размер ячейки 200x200 мм, диаметр вертикальных стержней 14. 18 мм, горизонтальных - 6 мм). Арматурную сетку втапливают на 200. 250 мм в свежеуложенный слой бетонной смеси, устанавливают опалубку второго яруса, укладывают и уплотняют бетонную смесь. После набора бетоном требуемой прочности опалубку разбирают, выполняют гидроизоляцию и обратную засыпку траншеи. Затем аналогично выполняют работы с противоположной стороны (исключая установку горизонтальных поперечных стержней).

Работы по восстановлению и усилению фундаментов, как правило, начинают со вскрытия участками тела фундамента. Если необходима замена участка фундамента, то на время проведения работ обязательно выполняется усиление вышележащих элементов здания. Например, усилия от массы перекрытий можно с помощью системы стоек передать непосредственно на грунт, минуя стены. Другой вариант усиления – установка в нижней части стены над поврежденными участками фундамента металлических балок, расположенных в горизонтальной штрабе. Выбор метода ремонта определяется состоянием фундамента, его конструкцией, материалом и пр. (рис 2, 3, табл.3).
Старые фундаменты разбирают, как правило, блочным методом, применяя буровзрывной, электрогидравлический методы разрушения, раскалывание с применением гидравлических раскалывателей.
Методы реконструкции и усиления оснований и фундаментов:
1) Укрепление тела фундамента путем инъекций цементного раствора, синтетических смол и др.
Применяется при небольших разрушениях материала фундамента (механические повреждения, наличие осадочных трещин, расслоение и растрескивание тела фундамента в результате промораживания и т.д.). Для цементации в теле фундамента бурят перфораторами шпуры или пробивают отверстия для установки инъекторов диаметром не менее 25 мм. Диаметр пробиваемых отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра инъектора. Расстояние между ними вдоль ленточного фундамента 50-100 см. При одиночных фундаментах пробивают не менее двух отверстий с каждой стороны. Глубина погружения инъектора в кладку составляет 0,4-0,6 ширины фундамента. В отверстие вводят инъектор, через который под давлением 0,2-0,6 МПа нагнетают жидкий цементный раствор. Цементный раствор также нагнетается в трещины и пустоты в теле фундамента. (рис 3-А)

Таблица 3 Основные методы восстановления и усиления фундаментов эксплуатируемых зданий
Метод реконструкции фундамента
Область применения
(состояние фундамента)
Наименование
Конструктивно-технологическое решение
Укрепление кладки фундамента без расширения подошвы
Нагнетание (инъекции) цементного раствора в трещины и пустоты в теле фундамента
Снижение прочности кладки по всей толще фундамента, расслоение кладки
Штукатурка или торкретирование
Снижение прочности наружного слоя массива фундамента, незначительные трещины в нем
Устройство обойм
Устройство железобетонных или металлических обойм усиления (в том числе, и напрягаемых для столбов и простенков)
Недостаточная несущая способность, возможное увеличение нагрузки
Применение разгружающих конструкций
Устройство жестких поясов из металлического проката, размещенных в горизонтальных штрабах и обеспечивающих перераспределение нагрузки
Наличие ослабленных участков в теле фундамента
Передача нагрузки на систему выносных опор в виде банкетов, отдельных свай (или кустов), кессонов через систему балок и прогонов
Наличие ослабленных участков в стенах, углах здания, при возможности выполнения ремонтных работ только снаружи и пр.
Изменение конструктивной схемы фундамента
Устройство дополнительных (промежуточных) опор
Значительные осадочные деформации. Увеличение нагрузки
Подведение фундаментной плиты

2) Устройство обойм без уширения или с уширением подошвы фундамента.
Для укрепления деформировавшихся или ослабленных фундаментов рекомендуется провести его сплошное обетонирование с добавочным армированием (устройство обойм, называемых часто рубашками). (рис 3-Б).
Фундаменты можно укреплять путем устройства двух- или односторонних бетонных либо железобетонных обойм. При этом достигается некоторое уширение фундаментов: для бетонных обойм — на 20-30 см с каждой стороны, для железобетонных — не менее чем на 15 см.
Для связи с фундаментом обойму анкеруют стержнями, железобетонную обойму армируют сеткой. Стойки обоймы выполняют из прокатного металла (швеллеров, уголков и т.п.). Для устройства рубашек усиления при обильном насыщении их арматурой целесообразно использовать разжиженный пластификатором бетон. При последующей обработке вибраторами разжиженный бетон без разделения фракций заполняет самые узкие щели.
Одной из главных задач при устройстве обойм является обеспечение прочного сцепления нового бетона с поверхностью существующего фундамента. Для этого выполняется очистка поверхности усиливаемого фундамента: удаляются не только грязь, сажа, масла и прочие химические вещества, но и поврежденный, а также низкокачественный бетон или раствор кладки. Наиболее эффективны:

— промывка водой под высоким давлением или смесью воды со сжатым воздухом;
— промывка химическими веществами (раствором соляной кислоты);
— пескоструйная очистка сухим или мокрым способом;
— механическая обработка поверхности для обеспечения ее шероховатости (создается насечкой перфораторами или отбойными молотками со специальными насадками).
При небольшом объеме работ обработка поверхности усиливаемого фундамента производится вручную (зубилом или металлическими щетками).
После устройства обойм для дополнительного упрочнения фундаментов возможно предусмотреть инъекцию цементного раствора или синтетических смол во внутреннюю часть растрескавшегося или расслоенного фундамента. В ряде случаев достаточно покрыть поверхность усиливаемых фундаментов торкрет-бетоном, который хорошо проникает в щели между камнями.

Рисунок 2. Установка разгрузочных балок в стене здания
1-кирпичная стена здания; 2 и 3 –обрез фундамента и гидроизоляция; 4 — поврежденный участок фундамента; 5 – разгрузочная балка, обернутая металлической сеткой и установленная с расклиниванием в горизонтальных штрабах; 6 — стяжные болты (шаг 120 мм); 7 – бетон омоноличивания разгрузочной балки.

Рисунок 3. Усиление бутового фундамента и
стен подвала:
А – методом цементации бутового фундамента;
Б – усиление фундамента и стен подвала железобетонными обоймами;
1 – кирпичная стена здания; 2 – горизонтальная рулонная гидроизоляция; 3 и 4 – трубки для нагнетания цементного раствора; 5 – наплывы раствора на поверхности фундамента; 6 – железобетонная обойма; 7 – кирпичная стена подвала; 8 – бутовый фундамент.

3) Усиление фундаментов с помощью свай
Широко применяются буронабивные (рис 4), пневмонабивные, буроинъекционные (корневидные) сваи, которые могут просверливаться через существующий фундамент, используемый как ростверк (рис. 5), бурозавинчивающихся, а также конструкции «стена в грунте». Буроинъекционные сваи имеют диаметр 50…250 мм и большую длину –до 40 м. (рис 6) При устройстве таких свай мелкозернистую бетонную смесь инъецируют под давлением в скважину с предварительно установленной арматурой. После заполнения скважины бетонной смесью устье ее закупоривают и отпрессовывают, создавая избыточное давление сжатым воздухом или растворонасосом. Скважины для свай бурят станками вращательного бурения СБА-500, которые работают без вибрации и ударов.
При работах по реконструкции фундаментов неизбежно встает задача ремонта и устройства гидроизоляции. При проектировании восстановления или устройства новой изоляции фундаментов и стен подвалов зданий, следует рассматривать следующие варианты:
— необходимость устройства противофильтрационной или антикоррозионной гидроизоляции;
— если уровень подземных вод находится выше отметки пола подвала или при сильноагрессивных водах, рекомендуется оклеечная гидроизоляция из рулонных материалов на негниющей основе (гидроизол, стеклорубероид, металлоизол, полиэтилен и др.) на битумном растворе, а также литая гидроизоляция, коллоидно-цементные растворы, различные мастики и др.;
— для защиты фундаментов в малоагрессивной среде применяется наружная обмазочная гидроизоляция из водонепроницаемой прослойки из жирного цементного раствора толщиной 2-3 см или двух слоев битумной или полимерной мастики;
— для восстановления гидроизоляции при реконструкции зданий рекомендуется рассмотреть возможность использования завес, устраиваемых путем нагнетания в грунт через инъекторы раствора битума, жидкого стекла, петролатума, различных смол и др., а также инъецирование растворов в тело фундаментов.

Рисунок 4. Усиление каменных и бетонных фундаментов:
1 – буронабивные сваи; 2 – ростверк; 3 – гидравлический домкрат; 4 – подставка; 5 – отверстие; 6 – бетон; 7 – существующий фундамент; 8 – штраба.

Рисунок 5 Усиление фундамента корневыми сваями:
1 – существующий фундамент;
2 – корневые сваи.

Статья посвящена ремонту и усилению фундаментов, рассматриваются методы укрепления и усиления фундаментов.

Ключевые слова: усиление, укрепление, фундамент, ремонт.

Сколько прослужит жилое здание и будет ли оно соответствовать назначению зависит от основания и фундамента. Иногда возникает необходимость для его переустройства. Например, если возрастает нагрузка на существующий фундамент или изменяется его функциональное назначение.

Фундамент — это несущая строительная конструкция, которая является частью здания или сооружения, выполняет функцию распределения всей нагрузки по основанию.

Фундамент — это система, которая считается более трудной в проектировании и прогнозировании ее функционирования в процессе эксплуатации.

На практике выяснилось, что укрепить готовый фундамент гораздо сложнее чем спроектировать новый. Происходит это потому, что необходимо учитывать условия эксплуатации. Ремонтируя и укрепляя фундамент необходимо учитывать разнообразие проявлений деформации зданий и сооружений. Этот процесс трудоемкий, тяжелый и ответственный.

Причины, вызывающие повреждение или разрушение фундаментов:

– Природные (грунтовые воды, низкие температуры, размягчение грунта)

– Техногенные (нагрузка на фундамент неравномерна, структура грунта подверглась изменению, почва подверглась загрязнению).

Для того, чтобы предотвратить аварийную деформацию зданий, чаще всего приходится увеличивать площадь подошвы фундаментов.

Основные работы при ремонте и усилении фундамента:

– усиление оснований и фундаментов;

– уширение подошвы фундаментов;

– увеличение глубины заложения;

– полная или частичная их замена.

Методы усиления фундаментов

При незначительном износе применяется метод устройства защитных растворных рубашек. В уже существующую кладку заделывают металлические анкеры соблюдая шахматный порядок через 0,5 м. Далее к ним крепят арматурную сетку и наносят раствор.

На рисунке 4 представлены два варианта устройства железобетонной обоймы — двусторонней (рис.4, а) и односторонней (рис. 4, б).

Рис. 1. Усиление бутовых фундаментов путем устройства железобетонной обоймы: а-двусторонней, б-односторонней:1-бутовый фундамент, 2-анкер, 3-арматурная сетка, 4-опалубка, 5-бетонная смесь.

При усилении фундаментов эффективно применять корневидные сваи (буроинъекционными) — это позволяет работать без разработки котлована, обнажения фундамента, а также не нарушая структуру грунта у основания. При этом способе усиления здания используется так называемый подпорок — жестких корней в грунте, который переносит большую часть нагрузки на плотный слой грунта.

Рис. 2. Усиление фундаментов буроинъекционными сваями: 1-фундамент, 2-буроинъекционные сваи, 3-стена

Так же можно использовать способ «стена в грунте». Он хорошо подойдет если работы производятся недалеко от зданий и в сложных грунтовых условиях. Если условия строительства вызывают сложности, то при усилении фундамента можно комбинировать два способа «стена в грунте» и устройство набивных и корневидных свай.
При необходимости углубления фундамента применяют монолитный бетон. Сначала фундамент необходимо разгрузить, далее отрывают шурфы на 0,7. 1 м ниже, чем подошва фундамента, а затем стенки закрепляют щитами. К передней стенке устанавливают раму. В колодец заливают бетон, с дальнейшим обжатием основания. Далее зазор бетонируется.

Рис. 3. Углубление фундамента отдельными блоками: 1-стена, 2-фундамент, 3-забирки, 4-домкрат, 5-бетонный блок, 6-деревянная рама, 7-инвентарные щиты

Усиление с помощью железобетонных опускных колодцев. Этот способ не требует разгрузки фундамента и может иметь любые габариты. Размер колодца должен быть больше подошвы фундамента (15–20 см.). Его опускают по наружному периметру стен, не нарушая фундамент и заключают в обойму. После этого траншея послойно засыпается песком или грунтом.

Рис. 4. Усиление фундаментов с помощью опускного колодца: а-установка колодца в приямке на опоры, б-колодец в проектном положении:1-фундамент, 2-опускной колодец, 3-обжимаемое основание, 4-котлован.

Ремонтируя фундамент иногда необходимо его заменить. Так как существующие методы усиления не могут обеспечить требуемую несущую способность или выполнить работы не предоставляется возможности. Когда необходимо заменить фундамент:

– Если нагрузка возрастает (предстоит надстройка здания, осадка здания);

– Если необходимо проложить ниже подошвы заложения фундамента существующего здания в непосредственной близости от него подземных коммуникаций типа коллектора и т. д.

Замена фундаментов делится на два этапа:

– Первый этап (подготовительный). В него входят мероприятия, которые обеспечат зданиям устойчивость при выполнении работ на втором этапе.

– Второй этап заключается в устройстве котлованов и траншей, разработке старого и устройстве нового фундамента, а также сопутствующие работы. Перекладка чаще всего происходит на отдельных участках длиной 1,5…2 м. Выполняется не раньше 7 суток, после окончания работы на предыдущих смежных участках. Сначала выполняются работы по перекладке самых слабых участков.

При необходимости заменить фундамент производят отрывку шурфов и одновременно надежно закрепляют их стенки. Используя отбойные молотки разбирают буровой фундамент. Но если кладка расслоилась приходится работать вручную. Далее выкладывается новый фундамент. После этого прокладывается гидроизоляционный слой, который будет сопрягаться с гидроизоляцией соседних участков фундамента. Место между новым фундаментом и кладкой стены, закладывают кирпичом и плотной заклинкой горизонтального шва полусухим цементным раствором, далее делают обратную засыпку шурфа, которую в дальнейшем послойно трамбуют грунтом.

Берлинов М. В. Основания и фундаменты / М. В. Берлинов. — СПб: Издательство «Лань», 2011. — 320 с.
Леденев В. И. Усиление конструкций при реконструкции / В. И. Леденев В. В. Леденев. — Тамбов: ТИХМ, 1991. — 104 с.
Мурсалова Д. Р. Усиление фундаментов и грунтов оснований зданий // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(41).
Швец В. Б. Усиление и реконструкция фундаментов / В. Б. Швец, В. И. Феклин, Л. К. Гинзбург. — М.: Стройиздат, 1985. — 240 с.

Основные термины (генерируются автоматически): усиление фундаментов, фундамент, грунт, железобетонная обойма, подошва фундамента, работа, структура грунта, усиление фундамента.

Данная работа затрагивает одну из основных разновидностей строительства — реконструкцию. В частности, статья касается мероприятий по усилению фундаментов существующих зданий. В работе рассмотрены основные методы по усилению оснований и фундаментов зданий, изучены их организационно-технологические особенности, проанализированы достоинства и недостатки каждого из методов производства работ, а также выявлены основные сложности в организации рассмотренных методов.

Следует отметить степень важности поднимаемой темы в данный период. В рамках современного мегаполиса эта тема имеет особую актуальность. В быстроразвивающемся городе имеет место быть колоссальное количество факторов, влияющих на несущую способность грунтов оснований, а также являющихся причиной высокого износа фундаментов существующих зданий: строительство новых станций метрополитена, возведение зданий в условиях плотной городской застройки, увеличение эксплуатационных нагрузок на существующие здания, ошибки, допущенные на стадии проектирования и производства работ по возведению здания, изменение геологических условий грунтов основания. Эти факторы так или иначе приводят к необходимости своевременно выполнить работы по усилению фундаментов существующих зданий. Вследствие этого появляется необходимость выбора наиболее оптимального метода, требующего наименьших затрат материально-технических и финансовых ресурсов, обеспечивающего возможность проведения работ в условиях плотной городской застройки в эксплуатируемых зданиях, а также, несомненно, обеспечивающий фундаменты здания необходимыми прочностными характеристиками. Исходя из описанного выше, можно сделать вывод, что данная тема особо актуальна в рамках города с высокими темпами развития.

Манжетная цементация

Главной составляющей технологии манжетной цементации является манжетная колонна, погружаемая в предварительно пробуренную скважину. Эта колонна оборудована специальными клапанами, позволяющими производить цементацию грунтов позонно, с применением избыточного давления. Также существенным преимуществом является возможность использовать манжетную колонну для многократных повторов инъекции.

Традиционно манжетная колонна погружается в скважину, заполненную малопрочным цементно-бентонитовым или специализированным составом — обойменным раствором, который не позволяет инъецируемому раствору свободно распространяться вдоль скважины, а направляет его непосредственно в инъектируемый горизонт грунта.

В зависимости от консистенции, состава раствора и давления инъекции манжетная цементация может производиться в режиме пропитки, в режиме заполнения полостей, в режиме уплотнения грунта и в режиме гидроразрывов. Применение манжетной цементации возможно в песчаных, суглинистых, глинистых, насыпных грунтах, лёссах и других грунтах. Метод манжетной цементации позволяет исключить трудоемкие работы по устройству котлованов.

Недостатком данной технологии является невозможность проконтролировать полученный результат, а также выдавливание раствора на поверхность через соседние манжетные колонны или в цокольный этаж здания через каменную кладку фундамента, что является причиной загрязнения окружающей среды, а также является риском попадания цементного раствора в подземные коммуникации. При производстве работ данным методом необходимо предусмотреть мероприятия по предотвращению распространения вытекающего раствора на близлежащие территории.

Частичная иполная разгрузка фундаментов

Частичную разгрузку выполняют путем установки временных деревянных опор и деревянных и металлических подкосов. С этой целью в подвале или на первом этаже укладывают опорные подушки, на которые укладывают опорный брус с последующей установкой на него деревянных стойках. С помощью скоб на стойках закрепляют деревянные прогоны. После между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, таким образом стойки включаются в работу. Тем самым нагрузка от перекрытий частично перераспределяется на временные опоры, снимаясь со стен здания. Чтобы стойки максимально включались в работу, их необходимо устанавливать строго друг над другом на каждом этаже.

Полную разгрузку осуществляют путем заделывания поперечных металлических или железобетонных балок в каменную кладку стены. Для этого в нижней части стены вблизи верхнего обреза фундамента через 2–3 м пробивают сквозные отверстия, в которые заводят поперечные балки. Под каждой поперечной балкой устраивают две опорные подушки на уплотненном основании. Передача нагрузки на опорные подушки осуществляется через продольные балки с помощью клиньев или домкратов. При неудовлетворительном состоянии стены ее предварительно усиливают путем установки рандбалок, которые располагаются выше пробиваемых отверстий.

Достоинством метода частичной или полной разгрузки фундаментов является отсутствие необходимости в специализированных механизмах и относительная простота производства работ. Однако недостаток затронутого метода в том, что он не повышает несущую способность грунтов основания, а соответственно, не обеспечивает прочность здания при осадке грунтов. Недостатком данного метода также является затрудненность производства работ в стесненных условиях при малой высоте цокольного этажа, либо при наличии в нем различных коммуникаций.

Метод укрепления вдавливаемыми сваями

Укрепление фундамента данным методом производится путем вдавливания составных свай под основание фундамента с помощью домкрата. Так как работы проводятся частично в подвале здания, ввиду стесненности помещений используют многосекционные сваи. Применение вдавливаемых свай позволяет существенно упростить работу и ускорить процесс. Данный метод позволяет снизить вибрации, динамическое воздействие, шум при производстве работ, а также уменьшает трудозатраты. На сваи передается нагрузка от стены посредством анкеров, заведенных через отверстие в стене. При использовании свай вдавливания необходимы надежные упоры, в качестве которых может служить железобетонная балка. Наращивание сборных стыковых элементов производят до тех пор, пока острие не достигнет плотных грунтов, что обеспечит необходимую несущую способность системы в целом.

Недостатком технологических приемов усиления оснований фундаментов вдавливаемыми сваями является большой объем земляных работ. При этом вскрытие шурфом или траншеей перегруженного фундамента до его подошвы опасно. Кроме этого, вдавливание свай может привести к расструктуриванию (перемятию) слабого глинистого грунта.

Было проанализировано несколько основных методов усиления фундаментов существующих зданий и определены недостатки каждого из них. Производство данного вида работ существенно затрудняется стесненностью условий и опасностью дальнейшего разрушения здания во время производства работ. Соответственно, в дальнейшем необходимо разработать мероприятия, снижающие стесненность производства работ, и в то же время обеспечивающие надежность проводимых мероприятий.

Колесник Г. С., Каранаева Р. З. Усиление несущих конструкций жилого 5-этажного кирпичного дома, получившего значительные деформации на слабых просадочных грунтах / Г. С. Колесник, Р. З. Каранаева // Предотвращение аварий зданий и сооружений. — 2009–09–21.
Антонова Ю. В., Раенко А. В., Борчев К. С., Саралиндзе З. У., Соколов С. В., Гудовичев В. В. К вопросу оценки старых зданий при их реконструкции (на примере малоэтажной застройки 1930–50-х гг. г. Магнитогорска) / Ю. В. Антонова, А. В. Раенко, К. С. Борчев, З. У. Саралиндзе, С. В. Соколов, В. В. Гудовичев // Предотвращение аварий зданий и сооружений. — 2016–1-27.
Нагаева З. Реконструкция и реставрация объектов культурного наследия / З. Нагаева, В. Сидорова, В. Живица — М.: Бук, 2018. — 160 с.
Радионов Т. В. Стратегическая реконструкция объектов типовой застройки в крупных городах / Т. В. Радионов // Предотвращение аварий зданий и сооружений. — 2014–02–10.

Основные термины (генерируются автоматически): манжетная цементация, производство работ, работа, здание, недостаток, плотная городская застройка, свая, усиление фундаментов.

Читайте также: