Усиление фундаментов железобетонной обоймой рубашкой и набетонкой

Обновлено: 14.05.2024

Вследствие отсутствия в течение продолжительного времени планово-предупредительного ремонта либо под воздействием высоких нагрузок начинается разрушение фундамента. Если стены достаточно прочные, то хозяева дома решают своими руками произвести ремонт основания. Это дает возможность продления его эксплуатационных сроков и экономии денежных средств.

Укрепление основания частного дома осуществляют несколькими методами, большая часть которых не нуждается в специализированных знаниях и наличии технических возможностей. Профессиональных строителей необходимо привлекать только в некоторых сложных случаях.

Особенности и подготовка

Усиление фундамента необходимо производить в двух случаях: при выявлении признаков деформирования конструкции и, если запланировано добавление этажей. Перед началом выполнения работ необходимо внимательно провести анализ состояния дома, дать оценку степени разрушения фундамента либо вероятности возникновения повреждений в ближайшее время и лишь после этого начинать укрепительные работы.

Установление причин

Как правило, для выявления дефектов приглашаются профессионалы со специализированным оборудованием. Но можно осуществить работы самому, если верно оценить все причины и следовать пошаговому руководству по увеличению прочности фундамента. Ни в коем случае при выявлении дефектов нельзя игнорировать их, иначе в дальнейшем неминуемая замена фундамента обойдется очень дорого.

Определить первичные стадии разрушения можно по нескольким очевидным либо сокрытым признакам.

Очевидные признаки легко заметить невооруженным глазом, к ним относятся:

деформированные участки на поверхности пола;
изменение уровня почвы и образование провалов вокруг цоколя;
появление дефектов на наружной облицовке дома либо ее разрушение;

возникновение трещины на цоколе и стенах;
незначительные локальные разрушения в самом строении и на примыкающем участке.

С невидимыми дефектами сложнее, здесь понадобится специальное оснащение. Все же если хоть что-то настораживает вас, к примеру, произошло отслаивание части декоративной штукатурки на цоколе либо фасаде или слегка просела почва вокруг дома, пригласите специалистов. Тем самым, вы оградите себя от более тяжелых последствий. Специалисты быстро определят причину и посоветуют способы ее устранения. А устранить проблему при желании вы сможете самостоятельно.

Существует большое количество причин разрушения фундамента дома.

Главные из них:

изначально неправильный расчет нагрузки на основание;
производимые поблизости крупномасштабные земляные работы;
нарушение технологии возведения фундамента;
промерзание почвы;
низкое качество гидроизоляции основания либо ее отсутствие;

чрезмерная экономия на строительстве, к примеру, применение низкокачественных строительных материалов;
изменение свойств почвы со времени сооружения постройки;
постоянные вибрации (дом расположен недалеко от железной дороги);
неправильное эксплуатирование сооружения (отсутствие отопления зимой);
повышение давления на фундамент из-за перепланировки дома либо его реконструкции;
отсутствующий либо неправильно сделанный дренаж.

Помимо всего вышеописанного, сказывается воздействие окружающей среды: незначительные подземные колебания, внезапное потепление, колебания температур, очень продолжительные дожди и большое количество снега. В результате этого поднимается уровень подземных вод, и зарождаются процессы пучения почвы.

В любом случае, предугадать все губительные последствия природных коллапсов невозможно, но просчитать риски необходимо еще на этапе проектирования дома.

Анализ разрушений

Каким будет укрепление фундамента, в большей степени зависит от типа почвы. Какой грунт преобладает на участке, необходимо определить первым делом.

Также надо осуществить ряд исследовательских процедур, которые помогут определиться с характеристиками работ:

Сначала стоит осмотреть старый фундамент – конструкцию, глубину залегания, применяемые материалы.
Потом выполнить надземное обследование. Оно дает возможность установить нагрузку на фундамент, обнаружить перекосы и трещины.

Любое старое основание со временем только укрепляется.

Стоит ли его усиливать, можно определить по следующим признакам:

Дом осел больше дозволенных значений.
Возросла нагрузка на фундамент.
Возле постройки либо внутри нее возник источник интенсивных вибраций.

Чтобы произвести правильное укрепление фундамента дома своими руками, необходимо точно установить, случилась ли усадка сооружения. Это реализуется довольно просто: поперек каждой трещины, образовавшейся на фундаменте, надо расположить маркеры (гипсовые маяки). Если на протяжении месяца они деформируются, можно приниматься за работу. Способы усиления фундаментов достаточно многообразны, поэтому их стоит разделить на несколько групп.

Разгрузка основания

Завершающей фазой подготовительных работ является разгрузка фундамента, которая может быть, как частичной, так и полной. Это немаловажный этап, не допускающий перекосов во время укрепительных работ. Частичная разгрузка. Ее осуществляют посредством установки временных опор из древесины, а также металлических и деревянных подкосов.

Для начала на первом этаже либо в подвальном помещении укладывают опорные подушки на расстоянии 1,5-2 м от стены, на них кладется опорный брус, и фиксируются стойки, которые потом необходимо соединить балкой с перекрытием и при помощи клиньев с опорным брусом.

Для полной разгрузки основания потребуется установка рандбалок (металлических балок-обвязок). Под тычковым рядом кирпичной кладки стены с каждой из двух сторон пробиваются штрабы, в которые необходимо поместить через каждые два метра рандбалки и связать их между собой при помощи болтов (20-25 мм). Места, где рандбалки связываются между собой, нужно сварить накладками, а дистанцию от стенки до рандбалки заполнить раствором из цемента и песка.

В нижней части стены, поблизости от верхнего обреза фундамента через 2-3 м пробивают сквозные отверстия, в которые вставляются поперечные балки. Под каждую поперечную балку устраивается по две опорные подушки. Основание под подушками должно быть уплотнено.

Проектирование

Перед началом разработки проекта усиления фундамента необходимо выполнить техническое обследование сооружения, в которое, кроме всего прочего, должен быть включен анализ причин, объясняющих ненадлежащие несущие способности фундамента и грунта основания. Техобследование осуществляется комплексно. Любое освидетельствование начинается с рассмотрения имеющихся проектных и исполнительных документов, касающихся как самой постройки, так и территории, на которой она располагается.

Сама проверка дома (как надземной, так и подземной его части) включает в себя:

определение схемы взаимного расположения главных несущих конструкций элементов сооружения;
обмерные работы;

техосвидетельствование конструкций, включая фундамент;
установление физико-механических характеристик материалов конструкций и почвы;
установление планируемых и реальных нагрузок;
обнаружение дефектов и причин их появления (например, лопнул фундамент и пошла трещина по стене).

Дополнительно для полноты картины на предпроектном этапе могут потребоваться результаты деформационного и геодезического мониторинга.

Основные виды и методы

Укрепление фундамента может осуществляться различными методами в зависимости от степени разрушения основания, материала и многих других факторов. Помимо этого, немаловажное значение имеет причина разрушения конструкции.

От выветривания

Защита фундамента от выветривания осуществляется при химическом и физическом выветривании материала фундамента, когда процессами выветривания кладка затронута поверхностно, и отсутствуют сквозные трещины в фундаменте. Как правило, это бывает, если фундамент выполнен из кирпичной либо бутовой кладки, имеющей невысокую прочность и водостойкость.

Химическое выветривание может случаться при неудовлетворительной устойчивости цемента либо вещества, прибавляемого в вяжущую массу против агрессивных воздействий среды.

Для восстановления поверхности фундамента используют торкретирование (оштукатуривание раствором цемента) по зачищенной (подготовленной) боковой поверхности фундамента или торкретирование по стальной сетке, зафиксированной на его боковой поверхности.

Если процессы выветривания охватили фундамент на всю толщину, надо или зацементировать кладку, упрочив тем самым существующий фундамент, или усилит фундамент обоймами, восстановив несущие возможности основания.

Прочность за счёт уширения

Данный способ достаточно сложен в исполнении своими руками, но несколько человек способны решить эту задачу. Подошва – это подушка из железобетона, служащая опорой для основания. В первую очередь необходимо разметить фундамент через каждые 2,5-3 метра, произвести выемку почвы по бокам основания и под ним.

Следует заложить под фундамент армированную стяжку, залить ее раствором, который необходимо распределить равномерно, и удалить воздушные пузырьки. Для этого потребуется вибратор для бетона. По бокам подошву необходимо поднять приблизительно на 15 см выше цоколя.

Инъекционный

Усиление фундамента таким методом как инъектирование является одним из самых инновационных методов. Собственными руками осуществить его не получится. Для реализации этого способа требуется спецтехника. Суть технологии заключается в том, что с различных сторон в фундаменте под углом (приблизительно 45) бурятся скважины диаметром 16-24 см, диаметр выбирается в зависимости от условий. Глубина скважин варьируется в зависимости от характеристик почвы. Для более надежного усиления основания дома рекомендуется бурить до твердых слоев почвы. После этого скважины наполняются раствором.

В скважины, заполненные раствором, ставятся буроинъекционные сваи, сделанные из арматуры. В них под давлением 1-3 МПа заливается цементная смесь либо бетон. Этот процесс именуется «опрессовкой скважины».

В результате почва уплотняется, размер сваи увеличивается на 5-10%. Насыщение почвы цементным или бетонным раствором дает возможность заполнить пустоты и поры, упрочняет слабые участки. Застыв, растворы углубляют заложение основания и способствуют повышение несущей способности.

По технологии торкретирования

В результате использования вышеописанного метода вы получаете:

укрепление грунта под домом;
дополнительное укрепление основания железобетонными сваями.

Укрепление по технологии торкретирования является идеальным вариантом восстановления основания кирпичного дома. Реализовать подобную работу своими руками крайне сложно, лучше поручить ее специалистам.

перфоратор;
установка для нанесения бетонной либо растворной смеси (торкрет-пушка);
цемент, гравий и песок;
лопата.

Укрепление фундамента осуществляется в 2 этапа: первоначально проводят работы с одного бока основания и только спустя неделю переключаются на противоположную сторону. Подобная временная пауза дает возможность максимально упрочить конструкцию.

Захватываемые участки должны быть не менее 2,5 м в длину. Роется траншея шириной 2 м и глубиной 1,5 м, освобожденная от почвы кладка очищается, и на нее наносятся насечки, глубиной примерно 1,5 см.

Можно применить и накладной каркас из арматурных стержней (если требуется увеличить этажность строения).

Делают раствор бетона, перемешивая цемент, песок, гравий и воду и посредством торкрет-пушки наносят на фундамент, заполняя все трещины и щели. Усиление по технологии торкретирования является одной из оптимальных укрепительных схем, потому что оно существенно увеличивает не только несущую способность основания, но и его влагонепроницаемость.

Свайный

Укрепление вдавливаемыми сваями

Имеются обстоятельства, когда бурение скважин неосуществимо из-за свойств почвы, состояния дома либо запрета на работы, сопровождаемые вибрацией и шумом. В подобных ситуациях практикуют вдавливаемые сваи. Укрепление фундамента кирпичного дома может проводиться как раз с помощью таких свай.

Технологии вдавливаемых и буронабивных свай сильно похожи. Различие в том, что в нашем случае применяются уже готовые для забивания сваи, их не надо заливать бетоном своими руками.

Применение подобных свайных фундаментов дает возможность при потребности всецело перенести нагрузку на новый фундамент.

Винтовые сваи

Усиление основания дома винтовыми сваями отличается от применения вышеописанных свай тем, что после ввинчивания сваи в почву отрегулировать ее положение уже будет невозможно.

Вследствие этого используются две технологии:

«Быки» – 2 наклонных сваи ввинчиваются с разных краев ленты фундамента. Чтобы сделать возможным доступ изнутри строения, придется местами разобрать полы, лента оказывается сдавленной сваями и не просядет.
Классический метод усиления – в МЗЛФ (мелкозаглубленный ленточный фундамент). Алмазным буром делаются сквозные отверстия, сваи ввинчивают вертикально с обоих краев (настолько близко, насколько позволяют стены дома), дом приподнимается домкратами, в отверстие устраивается двутавр либо швеллер, концы которого привариваются к сваям.

С помощью отливов или обойм

По данной технологии фундамент можно осуществлять усиление фундамента посредством отливов, железобетонной рубашкой или обоймами.

Усиление посредством отливов

Данный способ усиления актуален для фундамента, выполненного из бута либо кирпича.

Порядок действий:

Железобетонные отливы используются вместо каркаса из арматуры. Их необходимо устанавливать с 2-х сторон и отжать так, чтобы их верх не касался стенки, а нижний сегмент – напротив.
Далее нужно закрепить конструкцию при помощи домкратов и стяжки, вырыть траншеи захватками до 2-х метров.
Пространство между отливами и стенкой заливается раствором.

Укрепление обоймами

Способ заключается в сооружении вдоль устаревшего фундамента железобетонной либо бетонной обоймы, которую посредством бурения каналов в грунте и закладки железобетонных балок либо арматуры соединяют со старым основанием. Это существенно приумножает несущую способность фундамента, также благодаря увеличению опорной площади уменьшается осадка постройки. Обоймы из железобетона подразделяются на уширенные и вертикальные конструкции. В уширенных обоймах нижний сегмент выводится за границы основного контура стены на дистанцию, равную ее толщине.

Установка обоймы из железобетона осуществляется в следующем порядке:

По периметру контуров фундамента роется траншея шириной 2-5 метров и глубиной, равной глубине заложения основания.
Фундамент чистится от почвы, и в нем в шахматном порядке сверлятся отверстия под арматурные стержни.

В эти отверстия забивают стержни диаметром от 15 до 20 мм так, чтобы они выглядывали за стенки основания на 20-25 см.
На концах стержней сооружается двухконтурный остов из арматуры, на котором сваркой закрепляется листовой металл, исполняющий роль опалубки под заливку раствором бетона.
Вовнутрь опалубки закачивается раствор, после затвердевания которого выкопанная по периметру канава засыпается землей.

Также используется метод усиления основания железобетонной рубашкой. От обоймы такую конструкцию отличает только площадь окружения фундамента: обойма смыкается по всему контуру фундамента, а рубашка практикуется для усиления некоторых дефектных участков.

Укрепление ленточного основания

Основанием большей части частных домов является фундамент ленточного типа. Свойства подобных оснований обладают технической возможностью локального превышения нагрузок, дозволенных нормативами. Данный вид фундамента способен испытывать на себе локальное пучение почвы. Все виды фундаментов возводятся на постелистом бутовом камне. При его осадке важно вовремя застопорить данный процесс.

Для усиления ленточного фундамента выкапывается яма под углом в 35 градусов в прямой близости с основанием. Ее глубина должна доходить до уровня кладки постелистого камня. Потом в выкопанной яме размещается труба, диаметр которой равняется 150-200 мм. При помощи трубы осуществляется заливка бетонного раствора с низким содержанием цемента и большим содержанием щебенки либо гравия (тощий бетон).

Заливка продолжается до момента полного насыщения почвы. На этом этапе надо прекратить все работы на два часа. В этот период надлежит понаблюдать поведение почвы касательно насыщения ее раствором. Если раствор станет уходить, то надо продолжить наполнение ямы через несколько суток. Согласно практике, для абсолютного насыщения почвы требуется двух- либо трехкратное повторение процесса. Мониторинг ситуации реализуется посредством маячков. В случае небольшого изменения их положения переходят к следующему этапу.

По контуру основания капают траншею шириной 200-350 мм. На ее наружной стороне и на дне возводится конструкция из досок, аналогичная опалубке. В основание забиваются арматурные штыри, и к ним фиксируется армированная сетка. В полученную конструкцию заливается раствор бетона, в котором имеется наполнитель из фракций мелкой щебенки и гравия. Такое сооружение позволит значительно укрепить этот угол дома и поровну рассредоточить нагрузки в горизонтальной плоскости, что застопорит процесс осадки дома.

Цементация

Отличие цементации (инъекцирования) заключается в том, что при ней в полости основания устанавливаются пустотелые трубки. Как правило, данный способ используется для бутовой основы, в которой имеется множество пустот. Доступность методики достигается благодаря тому, что полости между бутом и кирпичами заполняются цементным раствором, а незначительные трещины замазываются. Пустотелые трубки устанавливают таким образом, чтобы они выходили за обойму более чем на 40 см и обязательно фиксировались раствором.

Для наполнения полостей трубок в них заливается цемент меньшей густоты, чем для обоймы. Работа должна осуществляться в установленном порядке: сначала нужно сделать обойму, спустя два дня, когда она затвердеет, необходимо заполнить заблаговременно поставленные трубки. Цементация возможна только тогда, когда основание сохранило свою несущую способность.

В тех случаях, когда в результате выветривания и нарушения кладки фундамента сформировались трещины в надфундаментной части постройки, обыкновенное заполнение открытых щелей цементным раствором может не соответствовать требованиям. Тогда рекомендуется увеличить прочность сооружения иными конструктивными мерами.

Советы специалистов

Задумываясь над вопросом, как укрепить фундамент дома, нужно брать в расчет следующие факторы:

Усиление железобетонных конструкций – эффективный способ продлить срок эксплуатации определенных элементов и всего здания в общем. Методов усиления разных конструкций, в зависимости от их назначения, особенностей эксплуатации, типа и состояния, задач работ и других условий, существует множество. И очень важно до начала реализации работ верно определить способ усиления, а потом все рассчитать и выполнить.

Увеличение несущей способности конструкций может быть выполнено без изменения напряженного их состояния либо конструктивной схемы (металлическая или железобетонная обойма, наращивание, железобетонная рубашка) либо с изменением напряженного состояния, самой конструктивной схемы (опираемые на сваи металлические балки, преднапряженные распорки, стойки, консоли, подкосы, горизонтальные шпрегельные/комбинированные затяжки).

Как правило, усиление железобетонной конструкции предполагает гораздо меньшие затраты в сравнении с полной заменой элементов новыми. Зачастую невозможность или сложность замены связана с необходимостью реализовывать дорогостоящие и масштабные строительные процессы (усилить фундамент или построить здание заново, к примеру). Немаловажно и то, что конструкции усиливают без остановки производства, эксплуатации помещений и здания либо же с кратковременными остановками.

Усиление чаще всего применяется для железобетонных колонн, фундаментов, плит перекрытий, ригелей. А вот подкрановые балки ЖБ обычно заменяют новыми вместо усиления. То же касается и ЖБ ферм, пришедших в аварийное состояние – их демонтируют и заменяют новыми (из металла часто) либо ремонтируют.

Самыми сложными считаются работы по упрочнению балок, фундаментов, ригелей. Меньше сложностей предполагает усиление железобетонных колонн, плит перекрытия. Независимо от того, какой элемент планируется усилить, любые работы обосновываются проектом.

Для чего требуется усиление конструкций

Любые операции, призванные усилить железобетонные конструкции, выполняются с целью улучшения несущих характеристик, продления срока эксплуатации. Реставрируются разные изделия после длительного износа или при условии потери определенных свойств под воздействиям внешних негативных и иных факторов.

Повышение нагрузки на элемент из-за усиления или замены конструкций, расположенных выше (надстройка сооружений, перестройка помещений).
Модернизация технологического оборудования и изменение технологических процессов в здании, что реконструируется.
Появившиеся приобретенные конструктивные дефекты, которые стали следствием неверной эксплуатации конструкций, разлива или разбрызгивания агрессивных жидкостей.
Эксплуатационный износ (когда несущая способность потеряна из-за воздействия вибрационных/динамических нагрузок, влияние агрессивной воздушной среды и иных факторов).
Случайные повреждения – когда выходят из строя отдельные элементы конструкции в процессе демонтажа, установки или транспортировки технологического оборудования.

Работы по усилению железобетонных конструкций

Усиление бетонных конструкций может осуществляться с использованием разнообразных методов, предполагать проведение тех или иных мероприятий.

Увеличение поперечного сечения тех или иных компонентов конструкций – реализуется бетонированием слоями с армировочным каркасом, методом торкретирования, инъектирования раствора в опалубки.
Упрочнение несущих деталей за счет установки новых элементов – выполняется благодаря верному распределению давления, уменьшению воздействия на деталь за счет установки дополнительных элементов.
Увеличение технических характеристик ЖБ изделий за счет монтажа внешних каркасов армировочных – устанавливаются различные анкеры, швеллеры, армирование, бетонные пласты, преднапряженные детали, стальные листы и т.д.
Освобождение и точное распределение влияния за счет переноса его на другие детали конструкции – для этого добавляют новые консоли, модифицируют имеющиеся детали, подменяют детали с большой массой элементами с меньшим весом.
Монтаж специальных подошв, свай из бетона, упоров под землей – обычно применяют метод бурения отверстий алмазными сверлами в нужных местах с последующим заполнением их бетонным раствором. Так удается повысить стойкость подземных элементов.

Общие сведения

Любые методы усиления железобетонных конструкций предполагают проведение ответственных и важных строительных операций, для реализации которых нужны определенные навыки проектирования, знания для совершения расчетов и т.д. С целью укрепления и реконструкции элементов могут применяться самые разные способы и действия.

Операции, связанные с усилением ЖБ конструкций, относятся к числу процессов повышенной сложности в сравнении с обычными монтажными работами. Ведь при восстановлении плит или перекрытий, фундаментов или ферм у мастера нет возможности понимать и видеть исходное положение конструкции, отсутствуют точные технические характеристики и т.д. Особенно это важно учитывать, когда речь идет о старых строениях, отсутствии информации касательно положения внутренних элементов, арматуры, реального распределения давления и т.д.

В связи с высоким уровнем рисков такие операции проводятся четко по инструкциям, с соблюдением техники безопасности, большим числом страховочных мероприятий. Учитываются специфические условия монтажа, со стесненным доступом инструментов, ограниченным пространством, невозможностью остановить работы.

Чтобы понизить уровень опасности и увеличить скорость проведения работ, все делают по предварительно составленному графику, с четким определением методик и планированием технологии.

Проведение работ контролируют специальные государственные службы, квалифицированные специалисты. Проекты требуют согласования в различных инстанциях, правильного оформления.

Создание разгружающих конструкций с последовательным изменением статической схемы работы.
Наращивание сечений в формате обойм, набетонок, рубашек. Набетонку делают с 1 стороны, рубашку – с 3, обойму – с 4.

Создание разгружающих конструкций предполагает включение их в совместную работу с упрочняемой конструкцией прямо в ходе установки, производство останавливать не приходится, что во многих случаях является самым важным фактором.

Второй способ предполагает остановку процесса, частичную разгрузку конструкций для последующего загружения, а также включения в работу разного типа наращенных элементов. Метод достаточно трудоемкий, связан с мокрыми процессами бетонирования, предполагает дополнительное время (когда бетон набирает прочность), но зато универсальный.

Усиление железобетонных конструкций посредством ремонта защитного слоя бетона включает такие методы: замена/восстановление защитного слоя (частичная/сплошная), заделка отдельных раковин и выколов. Когда выполняют сплошную замену, увеличивают толщину защитного слоя (минимальное значение составляет 3 сантиметра для рабочей арматуры и 2 сантиметра для нерабочей арматуры и хомутов).

Замену защитного слоя реализуют в случаях, когда свойства монолита снижены, арматура покрыта коррозией, наблюдается отслаивание защитного слоя. Тогда старый слой удаляют полностью, арматуру зачищают от ржавчины, кладут новый защитный слой бетона.

ЖБ рубашки делают при серьезных разрушениях поверхностного бетонного слоя для защиты сооружения от дальнейшей деформации. Чтобы заделать значительные повреждения, применяют ручную штукатурку мастерком: укладывают, потом через час увлажняют водой, аккуратно присыпают сухим цементом, заглаживают кельмой, гладилками из металла/дерева.

Глубина выколотых зон не должна уменьшаться к краю углубления, должна составлять везде минимум 1 сантиметр, а переход выкола к целому защитному слою делают ступенью под углом 90 градусов.

Если объемы работ существенные, актуально использование торкретирования, когда бетон наносят под сильным давлением и создают прочный и плотный защитный слой. Когда монолит готовят к бетонированию, единичные трещины шириной больше 1 миллиметра разделывают прямоугольником, зачеканивают бетоном. Где отколы большие и видно арматуру, используют армирующую сетку с квадратами 2.5-10 сантиметров и сечением проволоки 0.5-6 миллиметров, крепя их к основной арматуре.

Чтобы повысить адгезию между новым/старым бетоном, делают прослойку клея К-153 (эпоксидно-тиоколовый). Бетон укладывают до момента, когда клей перестает быть липким.

Самый распространенный метод упрочнения конструкций – это увеличение сечения посредством одностороннего наращивания либо создания всесторонних обойм. Такие способы усиления дают возможность существенно увеличить несущую способность поврежденных/целых элементов.

Если реализуется одностороннее увеличение сечения ЖБ конструкций, дополнительную арматуру приваривают (электросваркой, фланговыми двойными швами) к старой вертикальными и наклонными хомутами, коротышами, отгибами.

Если есть местные повреждения в формате одиночных/сконцентрированных на минимальной длине трещин, конструкцию упрочняют так: делают местные четырехсторонние обоймы из железобетона (армированные хомутами, отогнутой/продольной арматурой), металлические обоймы из напрягаемых вертикальных хомутов.

Когда наблюдаются косые/вертикальные трещины, под хомутами монтируют продольные распределительные уголки, которые должны охватывать всю поврежденную часть балки. Все хомуты бетонируются либо покрываются торкретбетоном.

В случае, когда необходимо усилить колонны, обоймы армируют продольными прутьями и хомутами либо спиральной арматурой. Обойму можно бетонировать в опалубке либо покрывать торкретбетоном. Толщина стенок составляет минимум 10 сантиметров при обычном бетонировании и 5 сантиметров при торкретировании. Углы колонны, которая упрочняется, лучше скалывать.

Внизу/вверху колонны на длине, соответствующей самому большому размеру поперечного диаметра колонны, шаг хомутов в 2 раза уменьшают. Если есть местные дефекты, усиливающую обойму делают в границах деформированной зоны с перепуском на длину 50 сантиметров в обе стороны, но не меньше величины поперечного сечения.

Со стороны усиления сколоть защитный слой в местах приварки, очистить продольные прутья арматуры до половины диаметра.
Поверхность бетона промыть пущенной под напором струей воды, если такой возможности нет – сделать насечки зубилом, обработать щеткой, продуть воздухом для удаления пыли, а потом промыть водой.
На влажную поверхность нанести пластичный бетон (раствор в пропорции 1:2, слоем толщиной 1-2 миллиметра).
Забетонировать новым бетоном.

Все открытые прутья арматуры тщательно очищаются металлическими щетками, пескоструйным или иным методом от ржавчины, грязи, окалины. Если повреждения прутьев серьезные, пленку поражения убирают молотком либо зубилом, очищают стальной щеткой, подваривают новую арматуру. До бетонирования прутья красят цементной смесью 1:2 слоем в 2 миллиметра.

Опалубку монтируют таким образом, чтобы была возможность постепенно ее наращивать в соответствии с высотой усиливаемых колонн и балок. Когда создается опалубка, предусматривают нужные отверстия и зазоры в ней, специальные лотки для заливки бетона, уплотнения. Далее за напыленным торкретбетоном или залитым обычным бетоном обеспечивают оптимальный уход.

Показания к применению работ по усилению перекрытий

Мероприятия по улучшению характеристик железобетонных перекрытий осуществляют в случае острой необходимости. Для профилактики или просто так комплекс мер выполнять нельзя.

Изделие износилось и понизились показатели прочности из-за коррозии, ухудшения свойств материалов, по причине внешних химических воздействий.
Изменение планировки здания – когда меняется конструкция несущих элементов, вследствие чего давление на элементы перераспределяется.
Увеличение числа этажей в здании, что повышает давление на фундамент, цоколь, перекрытия, другие элементы, вследствие чего могут появляться деформации.
Движения грунта, которые вызывают деформации фундамента, повышают нагрузку на опоры и стены, несущие элементы конструкции.

Деформация/износ отдельных элементов здания из-за военного, техногенного, стихийного воздействия, аварии и т.д.
Перестройка здания или изменение функций, из-за чего появляются новые способы разрушения (высокие температуры, вибрация и другие воздействия).
Ликвидация просчетов, которые были совершены при составлении проекта или реализации монтажных операций.

Это основные проблемы, решение которых может предполагать усиление перекрытия. Решение про усиление железобетонной конструкции принимается после тщательного обследования, выяснения характеристик компонентов и предельной возможности прочности, действующих нагрузок на каждый элемент.

После исследований в соответствии с их результатами создают проект, в нем прописывают усиливаемые элементы, указывают все технические данные, расходы на мероприятия. Обычно расчеты укрепления перекрытий поручают профессионалам из проектных компаний, так как без опыта и знаний выполнить все правильно очень сложно.

Как усилить

Для упрочнения отдельных элементов или всей конструкции используют самые разные методы и способы. Одни из них применяются чаще, другие – реже, но все они способны повысить характеристики железобетонных элементов и устранить определенные проблемы.

Штукатурка для реставрации элемента, изоляции арматуры и защиты от коррозии, ликвидации повреждений на поверхности.
Инъектирование в поврежденные зоны для реставрации.
Нанесение раствора бетона под давлением с применением специального оборудования – метод торкретирования. Благодаря высокой скорости подачи и давлению слой бетона становится плотным и прочным.

Укрепление перекрытий, иных элементов за счет создания особых обойм над самой конструкцией: изнаночный каркас, бетонирование заливкой раствора в опалубки, нанесение смеси слоями с вибрацией.
Упрочнение плиты цоколя с применением специальных анкеров, обойм, поясов.
Упрочнение ЖБ элементов карбоновым волокном, кевларом, другими аналогичными веществами.
Установка разгружающих компонентов – это могут быть консоль, распорка.

Усиление железобетонных конструкций позволяет существенно продлевать срок эксплуатации зданий и элементов, ликвидировать небезопасные зоны, устранять последствия аварий, качественно подготовить сооружение к изменению планировки или перестройке и т.д.

Произошедшие сильные землетрясения в сейсмоопасных районах России и более детальное изучение их последствий вызвало необходимость повышения сейсмичности отдельных регионов (Камчатка, Сахалин, Северный Кавказ, Краснодар и т.д.), в результате чего возникла необходимость массового увеличения сейсмостойкости зданий существующей застройки.
Для использования проектными и строительными организациями три разработке проектов повышения сейсмостойкости зданий и их реализации в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов была разработана Серия0.00-2.96с «Повышение сейсмостойкости зданий».
Серия разработана на основе СНиП 11-7-8 ''Строительство в сейсмических районах", в котором отсутствуют положения по усилению несейсмостойких зданий. Этот выпуск содержит общие материалы для разработки проектов усиления несейсмостойких зданий.
Проектная документация по повышению сейсмостойкости зданий до соответствующей расчетной сейсмичности строительной площадки разрабатывается на основе анализа проектной документации на здание и материалов натурного детального обследования основания и конструктивных элементов здания.
При выборе способов усиления несейсмостойкнх жилых, общественных и промышленных зданий необходимо руководствоваться общими принципами проектирования сооружений для сейсмических районов, изложенными в действующих нормах.
В случаях, когда полное выполнение требований норм невозможно, или их выполнение приводит к экономической нецелесообразности усиления, допускается реализация обоснованны расчетом технических решений усиления здания при неполном соответствии требованиям норм с их согласованием в установленном порядке.

Усиление каменных и кирпичных зданий

При разработке проектов повышения сейсмостойкости кирпичных и каменных зданий может быть выявлена необходимость усиления следующих несущих конструкций, элементов узлов:

простенков и стен, включая междуоконные перемычечные участки стен;
сопряжений продольных и поперечных стен;
связей между стенами и перекрытиями;
фронтонов и других выступающих участков стен;
сопряжений антисейсмических поясов и перекрытий.

Каменные и кирпичные здания могут быть усилены путем увеличения несущей способности его элементов без изменения расчетной схемы или путем устройства дополнительных элементов для восприятия сейсмических усилий. Для усиления каменных и кирпичных зданий необходимо применять следующие способы:

устройство "рубашки" с одной или с двух сторон;
устройство металлических или железобетонных обойм;

При разработке проекта повышения сейсмостойкости здания могут быть выявлены следующие недостатки конструкции существующего здания, требующие усиления его элементов или иных мероприятий по повышению надежного здания:

объемно-планировочные решения не соответствуют требованиям СНиП;
чрезмерная высота здания, размеры отсека или высота этажа, план сложной формы, перепады высот, несимметричное расположение жесткостей, большие расстояния между стен или недостаточное их количество, наличие изломов или выступов стен, не выдержаны цельные размеры проемов, простенков, велика высота парапетов и т.д.);
не обеспечена суммарная несущая способность стен по восприятию горизонтальных усилий одного из направлений или несущая способность отдельных простенков, вертикальных диафрагм жесткости, вертикальных связей, рам или железобетонных включений;
недостаточна несущая способность элементов соединения сборных конструкций стен;
недостаточно надежная связь между стенами различных направлении;
не обеспечена жесткость дисков перекрытия, надежность соединения из элементов, отсутствие или недостаточная надежность антисейсмических поясов;
недостаточно надежная связь между перекрытиями и стенами.

При разработке технических решений по усилению надземных конструкций здания могут быть увеличены вертикальные нагрузки, что потребует усиления фундаментов. Усиление основания может быть также выполнено с целью его перевода в другую категорию с соответствующим уменьшением расчетной сейсмичности площадки.
Элементы здания с недостаточной несущей способностью выявляются расчетом. При разработке проекта усиления вне зависимости от результатов расчета должны быть учтены конструктивные требования, изложенные в 3 разделе СНиП II-7-81*.
При выявлении элементов здания с недостаточной несущей способностью производится разработка технических решений по их усилению или вводятся дополнительные элементы, воспринимающие соответствующую часть горизонтальной нагрузки. При разработке проекта усиления может быть существенно изменена расчетная схема здания с целью перераспределения усилий в элементах здания для более эффективной работы.

Усиление фронтонов

В зданиях с железобетонными сборными или деревянным»! перекрытиями с фронтонами, выполненными из тех же материалов, что и стены, усиливают стальным профилированным настилом или металлическими элементами. Возможен вариант усиления двухсторонними железобетонными рубашками. Выбор варианта усиления фронтонов зависит от принятого решения усиления стен, т.к. фронтоны из кирпичной или каменной кладки являются продолжением стен из тех же материалов. В этих случаях профилированный настил и железобетонные рубашки продолжают на фронтоны. При этом профилированный настил используют для усиления фронтона как с наружной, так и с внутренней сторон. Укрепляемый болтами и дополнительными анкерами настил на внутренней стороне прикрепляют стене и к элементам железобетонного сборного перекрытия. К перекрытиям настил прикрепляют пристрелкой дюбелей с шагом 500-700мм. Диаметры стяжных болтов, класс бетона принимают такими же, как при усилении стен. С внутренней стороны фронтоны могут усиливать вместо профнастила железобетонной "рубашкой". Сетку армирования в этом случае прикрепляют к железобетонным перекрытиям анкерами, замоноличенными в пустотах плит.

Усиление стен и простенков профилированным настилом

Использование стального профилированного настила позволяет произвести усиление наружных стен из кирпича или из мелких штучных каменных блоков. Профилированный настил выполняет роль несъемной опалубки и внешнего армированния. При этом в зависимости от результатов расчета на сейсмические нагрузки профнастил устанавливается либо по поверхности всех стен, либо лишь по простенкам. Прикрепление настила к стенам осуществляют стяжными болтами, пропускаемыми сквозь просверливаемые в кладке отверстия и анкерами. Диаметр болтов принимают не менее 10мм, анкеров - не менее 8мм. При устройстве сплошного настила болтами настил закрепляют над и под оконными проемами и в пределах дверных проемов. Шаг анкеров назначают в зависимости от типа настила (толщины, размеров и конфигурации профиля), но не более 500-700мм в обоих направлениях. При усилении простенков по всей высоте здания настил закрепляют на стене анкерами диаметром не менее 8 мм с шагом в обоих направлениях не более 500мм. Длину анкеров принимают в пределах 170-200мм. В обоих случаях для установки анкеров отверстия в кладке выполняют| диаметром меньшим диаметра анкеров и под углом 30°-45° к поверхности стен. Анкера с головками вбивают в отверстия насухо. Настил прижимают платно к кладке. Промежутки между стеной и профнастилом заполняют мелкозернистым бетоном класса не менее В15 или раствором марки не ниже 100.

Усиление стен и простенков двухсторонними железобетонными "рубашками

Толщину слоев железобетона принимают либо одинаковой по внутренней и наружной поверхностям стен, либо разной и назначают по расчету, но не менее 50 мм. Для армирования используют сварную арматурную сетку из арматурных стержней диаметром не менее 5,5 мм, с ячейкой не более 100/100 и закрепляют на стенах сквозными болтами диаметром не менее 10 мм с шагом в обоих направлениях 1200-1500 мм в зависимости от размеров простенков, угловых участков стен и стен без проемов. Дополнительно сетки закрепляют анкерами, диаметром не менее 8 мм с шагом не менее 300 мм в обоих направлениях. В целях улучшения работы слоев усиления совместно с кладкой анкера вводят в кладку под углом 30° - 45°, для чего диаметр отверстий принимают меньше диаметра анкеров.
Для анкеров длиной 170-200 мм предпочтительно использовать арматуру периодического профиля. Кладкой и сеткой обеспечивают зазор не менее 10 мм. Класс бетона по прочности назначают по расчету, но не менее В15. На оконных простенках "рубашки" устраиваются по всем четырем сторонам.
Усиление стен рекомендуется производить по расчету односторонними или двусторонними железобетонными или растворными армированными "рубашками", выполняемых методом торкретирования. Торкретирование по сетке позволяет повысить несущую способность и жесткость до расчетного уровня сейсмообеспеченности сооружения как несущих конструкций, так и здания в целом.
Сетки усиления, установленные по обеим сторонам стены, соединяются друг с другом c помощью поперечных связевых стержней, проходящих сквозь просверленные в стенах отверстия.
Усиление простенков и подоконных участков стен производится растворными армированными "рубашками", железобетонными или металлическими обоймами, которые могут размещаться как на отдельных простенках, так и непрерывно по высоте на несколько этажей. Перед усилением кладку следует очистить от штукатурки. Арматурные сетки железобетонных обойм и "рубашек", установленные с обеих сторон стены, объединяются в пространственный каркас с помощью поперечных связевых стержней, размещаемых по торцам и по граням простенка, а в простенках шириной более 800мм в просверленных в кладке отверстиях. Отверстия с установленными в них поперечными стержнями необходимо тщательно зачеканить раствором марки не ниже 50. Класс бетона по прочности на сжатие железобетонных обойм принимается на основании расчетов, но не ниже В15.

Усиление простенков металлическими обоймами

Обоймы конструируют в соответствии с результатами расчета простенка на приходящуюся на него величину горизонтальной сейсмической нагрузки и выполняют из уголков, устанавливаемых по углам простенка. Сечение и шаг пластин определяют расчетом, но принимают не менее 50х5 мм и 400 мм соответственно.
При ширине простенка 1,2 - 1,5 м пластины соединяют между собой через кладку болтами диаметром не менее 10 мм. При ширине простенка 2,5 - 3,5 м количество стяжных болтов устанавливают не менее трех.
Металлические обоймы выполняются из полосовой, уголковой и круглой стали. Beртикальные уголки по углам проемов устанавливаются на растворе и прижимаются к кладке струбцинами, после чего производится приварка полосовых элементов. Для обжатия кладка металлические полосы рекомендуется предварительно нагреть до температуры 100-120°С широких простенках полосы следует соединять поперечными стержнями, пропускаемым через отверстия в кладке простенка.
При усилении простенков возможно устройство обойм, сочетающих в себе жесткие уголковые элементы и плоские сварные арматурные сетки. Горизонтальные стержни привариваются к вертикальным уголкам, при этом диаметр стержней сеток следует принимать не менее 6 мм.
Шаг поперечной арматуры железобетонных обойм рекомендуется принимать по расчету, но не более 150 мм. Перед укладкой поверхность плит перекрытий смачивается водой. Бетон при укладке уплотняется с помощью поверхностного вибратора. Антисейсмические пояса из проката оштукатуриваются, номер ячейки - не менее 100 мм, диаметр тяжей - 12. 20 мм из арматуры класса A400. Жесткость дисков перекрытий, их совместная работа с элементами здания может обеспечиваться устройством напрягаемых горизонтальных и вертикальных поясов. Участки стен, выступающие над покрытием: парапеты и фронтоны рекомендуется усиливать с использованием жестких вертикальных элементов или устройством двухсторонних растворных или железобетонных "рубашек". Вертикальные элементы усиления следует надежно закреплять в основании, арматура "рубашек" заводится на нижележащие конструкции и прикрепляется к ним.

Преобразование кирпичной перегородки в диафрагму жесткости

С обеих сторон перегородки толщиной в 1/2 кирпича в местах ее примыкания к стенам во всю высоту здания устанавливают металлические уголки с пропуском сквозь перекрытия прикреплением анкерами к стенам с шагом по высоте 600-700 мм. Уголки пропускают до верха фундаментных плит и также анкерами присоединяют к фундаменту. Анкера диаметром менее 10 мм и длиной 150-170 мм вбивают в кладку стен и фундаментов насухо под углом 45°, для чего диаметр просверливаемых отверстий принимают меньше диаметра анкеров, зонах примыкания перегородок к перекрытиям также с обеих сторон размещают металлические утолки одинакового со стойками размерами профиля и по слою раствора марки не ниже 50 прижимают к перекрытиям пропускаемыми сквозь перекрытия болтами диаметром не менее 8 мм. Шаг болтов принимают не более 1000 мм. Перекрестные диагональные связи уголков присоединяют на сварке к контурным металлическим элементам и к перегородкам стяжными болтами диаметром не менее 8мм через кладку. Перегородка омоноличивают бетоном по сетке.
Класс бетона и характеристику сетки назначают по расчету перегородки совместно с металлическими элементами на соответствующую данному уровню величину горизонтальной нагрузки от расчетного сейсмического воздействия.

Усиление каркасных зданий

Одним из наиболее представительных типов зданий, решенных в железобетоне, являются каркасные здания. При усилении зданий с железобетонным каркасом рекомендуется применять два принципиальных подхода:

поэлементное усиление несущих конструкций;
усиление здания в целом.

При поэлементном усилении предполагается усиление отдельных конструктивных элементов (колонн, ригелей, дисков перекрытий и т.п.) при помощи "рубашек", металлических и железобетонных обойм.
При усилении здания в целом применяют мероприятия по устройству дополнительных жестких элементов: диафрагм жесткости, крестовых связей или порталов из железобетона и металла. Уменьшение сейсмических расчетных нагрузок за счет снижения массы здания заменой в покрытии тяжелого утеплителя на легким эффективный утеплитель, железобетонных плит покрытия и подвесного потолка на стальной профилированный настил, демонтаж верхних этажей.
Железобетонные диафрагмы устанавливаются по расчету по осям колонн и соединяются с вышерасположенными ригелями с помощью дюбелей или цанговых болтов.
В зданиях со связывающим каркасом в качестве дополнительных элементов жесткости сле- дует использовать вертикальные связи портального или треугольного очертания в зависи- мости от высоты этажа и длины пролета.
Усиление колонн рекомендуется производить металлическими или железобетонными обоймами. Вертикальные элементы обойм следует заанкеривать в фундаменты путем приварки к дополнительным стержневым выпускам из них или при помощи металлических соединительных пластин.
При повышении сейсмостойкости здания путем перехода на жесткие узлы сопряжения колонн с ригелями усилению подлежат все колонны в зоне узлов на длину 1,5h вверх от поверхности плит и вниз от низа консолей, при этом усиление осуществляется металлическими обоймами (h - сторона сечения колонны).
Металлические обоймы выполняются из четырех уголков, соединяемых между собой пластинами на сварке. Связь между ними по высоте осуществляется через соединитель, пластины сечением 50x16 мм, привариваемые к уголкам. В зоне консоли уголки привариваются к анкерам, устанавливаемым в отверстия с последующей зачеканкой раствором.
При усилении колонн железобетонными обоймами вокруг них собирается пространственный каркас из продольных стержней с минимальным диаметром 20 A400 и хомут диаметром не менее 6 мм A240 шагом 200 мм. В зоне консолей продольные стержни связываются поперечными стержнями и анкерами. Связь продольных стержней между этажами осуществляется сваркой к соединительным стержням, пропущенным через зазор между колонной и торцом плит.
Набетонка выполняется из класса на одну ступень выше класса бетона плит перекрытий (покрытия), армированного сетками с ячейкой 200x200 мм проволоки диаметром 4. 5мм класса В500. Сетки стыкуются внахлест, толщина слоя бетон 60. 70 мм. Перед устройством набетонки поверхность плит и швы между ними тщательно очищаются для обеспечения сцепления между старым и новым бетоном.
При невозможности устройства в здании диафрагм и металлических связей на всю высоту, узлы сопряжения ригелей и колонн в поперечном направлении превращаются в жесткие неподатливые узлы, а в продольном направлении устраиваются монолитные железобетонные ригели. Для устройства ригеля бетон средней части межколонных плит выкалывается на ширину 600 мм по всей длине и в пределах перекрытия на высоту 600 мм, армируется про- странственным каркасом и бетонируется ригель. Жесткий узел сопряжения ригеля с колонной создается устройством металических обойм вокруг зоны усиления колонн и приваркой, продольных арматурных стержней ригеля к этим обоймам. Верхние и нижние стержни риге- ля соединяются замкнутыми хомутами с шагом 100 мм на участке 1200 мм от грани колонны и 200 мм по длине ригеля. В приопорной зоне ригеля устанавливаются три сетки. Верхняя и нижняя обоймы соединяются между собой уголками на сварке.

Антисейсмические пояса

Антисейсмические пояса из сборных железобетонных элементов устраивают внутри помещении под плитами перекрытий, снаружи - по периметру стен в одном с внутренними поясами уровне. Пояса монтируют из предварительно изготовленных балочных элементов квадратного или прямоугольного поперечного сечения с размерами соответственно не менее 150x150 мм и 150x200 мм. Класс бетона для их изготовления принимают не ниже В20. По торцам каждого элемента предусматривают выпуски продольной арматуры пространственных каркасов. Сборные элементы укрепляют на стенах анкерами, пропускаемыми в сквозные отверстия, предусмотренные при бетонировании элементов. Анкера диаметром не менее 10 мм вбивают в просверливаемые в стенах несквозные отверстия меньшего диаметра.
Сборные элементы соединяют между собой путем сварки выпусков арматуры и последующего замоноличивания зоны стыков бетоном класса не ниже В20. Для замоноличивания в плитах пробивают сквозные отверстия. В зону стыка на глубину не менее 200 мм вводят анкера диаметром не менее 10 мм для связи пояса с перекрытиями. Возникающие при монтаже зазоры между сборными элементами и плитами перекрытий зачеканивают раствором марки не ниже 100 предпочтительно на расширяющемся цементе.
При невозможности обеспечения требуемой сейсмостойкости здания указанными выше способами следует рассмотреть вопрос снижения нагрузок путем демонтажа верхних этажей. После демонтажа необходимо производить усиление оставшихся конструкций.

Описана принципиальная схема производства работ на захватке по усилению бутовых фундаментов. Даны общие указания по производству работ по усилению бутовых фундаментов ленточного и столбчатого типов.

Читайте также: