Выпор грунта из под фундамента

Обновлено: 01.05.2024

Делаю проект реставрации (конструкторский раздел)
После определения проектных нагрузок выходит так что основание слабое и требует усиления. Вариант увеличения ширины подошвы фундамента не проходит, т.к. слишком широкая она получается, и я окончательно приняла решение что грунт нужно усилить, но не могу определиться со способом.
Грунты основания - суглинок тяжелый пылеватый
В начале я предположила что силикатизация мне подходит, но вот что нашла:
см. таблица 1
ПОСОБИЕ 1.rar
судя по тем данным такие грунты теми приведенными способами не усилить.

Кто сталкивался с упрочнением оснований, подскажите какой способ выбрать, поделитесь опытом

это получается что по двум сторонам от ленточного существующего фундамента с определенным шагом надо пробурить скважины и залить их бетоном?
Интересно это дороже или дешевле чем то что я думала предложить?
Добавлю: высокий уровень грунтовых вод, выше подошвы.
Пристенный дренаж выполнить нереально, точнее очень дорого, заказчик на это врядли согласиться. Так что это совсем крайняя мера.

Динозавр на пенсии

А реставрируемое здание в хорошем состонии (в части наличия трещин в кирпичных стенах)?
Насколько проектные нагрузки увеличиватся по сравнению со существующими?
А разведочные скважины бурились на прилегающей территории или непосредственно под фундаментами?
В чем проявляется "слабость" грунтов основания?

Обследование рекомендует снести его, это целесообразней, но заказчик ФМС не хочет сносить, говорит будем восстанавливать и с другой стороны Центр охраны памятников, тоже не разрешает сносить.
Стены полурассыпающиеся, осадочных трещин нет.
Проектные нагрузки увеличились в 2 примерно раза.
Вблизи здания производились изыскания и из под подошвы выбирались монолиты грунта.
Основание не держит проектную нагрузку - по расчету

Почему решили начать с фундаментов?
Может уже стены не несут нагрузку и дом просто рассыплется от новых?

все эти методы искусс.закрепления надо сильно любить и уметь делать чтобы с ними связываться.
ну получилась широкая лента, что в ней плохого.
можно и плиту забалабецать, сразу пол подвала будет.

Никто с фундаментов не начинал, начинали с крыши, стен, перекрытий, и вот пришло время фундамента.
Стены освободили от нагрузки, выполнили пристенные стойки между окон, распределительные балки и на них оперли главные существующие балки.
Сносить памятник архитектуры запретили, поэтому восстанавливаем как можем.
Анкл Бенц
Фундаменты существующие ленточные бетонные без уширения подошвы и столбчатые с уширением и без.
Грунты - суглинок тяжелый пылеватый
Нагрузки - 163кН/м

с укреплением грунтов связываться не советую, потому как экспертиза сразу затребует расчет, а на сегодня вменяемых методик расчета прописанных в нормативных документах я по крайней мере не видел. Все на уровне диссертаций

MasterZim
Да расчетов вменяемых нет, но что же делать если в некоторых случаях ширина подошвы выходит невероятная более 2 м, при реконструкции здания в центре города это не реально.
Тут предлагали применить буроинъекционные сваи, но это черезчур мощьно помоему, хотя хз может я и ошибаюсь

Тут предлагали применить буроинъекционные сваи, но это черезчур мощьно помоему, хотя хз может я и ошибаюсь

Я и предлагал, и подтверждаю, что самое верное решение, поддается расчету, вопросов у экспертизы не вызывает, так как это решение традиционное, и кстати не такое уж дорогое.

вот что я по этому поводу думаю:
1. это пожалуй самы хороший способ
2. я его хочу применить
3. . но не хочу сваи выполнять под наклоном, т.к. не знаю как это посчитать
4. вертикально их сделать не получится, т.к. подошва фундамента без уширения, уширения имеют только отдельностоящие фундаменты под столбы.

Что посоветуете мне делать?

А если мне применить вот такое решение, только с буроинъекционными сваями (от буровых они не сильно отличаются), будет ли это работать?

Фундамент монолитный бетонный, пробурить его будет непросто, темболее с частым шагом, а здание огромное в плане 82900х22500
Анкл Бенц
Да меньше примерно 140-160 кПа
и уровень грунтовых вод 0,5-1,0 м от земли
И он сильнопучинистый.

Вот такое здание.

Основания и фундаменты, геотехнологии

Фундамент монолитный бетонный, пробурить его будет непросто, темболее с частым шагом, а здание огромное в плане 82900х22500
Анкл Бенц

Проектировщик, строительный эксперт, юрист, зам. ген. директора ООО

Я периодически сталкиваюсь с такими вопросами.
Сегодня наиболее распространено буроинъекционое укрепление оснований фундаментов. Но нужно прежде всего сделать обследование всех несущих конструкций здания.
Есть другие способы. Например, заведение новых фундаментов под старый (я с этой технологией давно познакомился в статье компании, если я не ошибаюсь, "Фундатор").
Однако, на самом деле, как сказал наш горячо любимый и уважаемый Юрий Михайлович, дешевле строить заново. При этом следует учесть, что стоимость здания определяется, в том числе, по его остаточному сроку службы и эксплуатационным затратам, которые возрастают с увеличением его срока службы. Поэтому, прежде всего, я бы сделал инвестиционный анализ - что лучше - латать гнилой кафтан или купить новый.

Пишу магистерскую работу по определению несущей способности основания при откопки траншеи вблизи фундамента в конкретных условиях.
Очень прошу, если кто где слышал, что подобная неприятность случалась, поделитесь информацией. Спасибо.

В конкретных условиях? Кто копал того уже в живых нету - упавший дом его похоронил)))).
Посмотрите книгу Коновалов П.А. "Основания и фундаменты реконструируемых зданий". Здесь на форуме, в библиотеке эта книга есть. Там есть такой случай, правда в сочетании с водопонижением иглофильтровым. С этой книги можете много чего в свою работу переписать)))).
У меня был в 95 или 96 году подобный случай, правда не с траншеей, а с разделительным трубчатым шпунтом. Можно условно считать тоже траншеей.
Строили новое здание в Москве на Цветном бульваре, там еще так называемый "Старый" цирк Никулина стоит. В аккурат не далеко от него. Местность подтопленная, там еще река Неглинка в коллекторе течет.
С какого то бодуна Моспроект-1 заложил вдоль стены старого здания еще конца 18.. начала 19.. годов заложил разделительную шпунтовую стенку аж из труб ф426мм длиной 8м и с шагом в 800мм, где то около 1м от старого фундамента. До УГВ не доставали, верховодку подхватывали. Новый котлован был ниже подошвы старого где то 30-40см. Неправильно конечно все сделано, но тогда только все серьезное начиналось - у людей опыта не было. Глубина старого фундамента с подвалом была 3м. Кол-во этажей - 6. Фундамент бутовый, стены кирпичные толстенные.
Бурили простой автобуровой ЛБУ-50м, т.к. ничего другого в этот двор загнать было нельзя - арка по верху и по бокам мешала. Экскаватор колесник генподрядчик и то еле протолкнул.
Под нижним концом были суглинки мягкопластичные, очень близко к текучепластичным. Так вот набурили мы первую партию труб (штук 10), под заполнение их бетонным раствором. Там еще и каркасы были запроектированы. Трубы внутри зачистили желонкой до самого низа и оставили на ночь, ну прикрыли их от попадания или дождя, людей или кошек))) жестью и досками. Наутро пришел на роботу и сразу к трубам. А там. вот этот суглинок выперло вверх. по трубе аж 3метра. Я молодой прораб, что делать? Конструктор, по телефону орет, под бентонитовым раствором надо было бурить. Оно понятно под каким таким раствором))), а дали мне буровую машину - иди сказали работай. старые, твой дивизию, кадры)))). ППР, да на нем последнюю селедку еще в конторе разделали директор с главным)))). Бентонит, говорят и оборудование тащить. нас это на твоем объекте без штанов оставит - в смете Моспроекта нет, значит крутимся без него.
Выкрутились: буровому мастеру - давай желонь (прочищай) стволы труб до проектной отметки. А сам в машину и в северный речной порт за щебнем, ближайшее место где можно было за наличные и быстро самосвал достать, прямо у ворот.
Короче прочистили эти трубы, заполнили щебнем забой (1.5-2м), прибили щебень закрытой желонокой послойно. Выпор остановился. Скинули каркасы, забетонировали. Дальше работали по этой же схеме. Вроде и ничего, проскочили, никто и из жильцов не жаловался. Мониторинг, тогда такого слова и не знали. Жесть конечно. Да и техники, как сейчас хорошей не было. Я бы сейчас на Беркуте в любую дырку заехал бы.

----- добавлено через ~9 мин. -----
Был и другой случай, с дикой осадкой сущ.здания, но он связан был со скоростным устройством БНС в плывунных песках. Да если задаться целью, можно много чего на куролесить . )))), с опытом до 3-х лет, как в объявлениях о найме на работу сейчас пишут)))).

Offtop: Ну магистру русский не нужен.

Информацией какой? Где конкретно произошло и кто виноват? Об этом бывает и заказчику не докладывают (зачем мусор выносить, если без жертв), а вы на общее обозрение хотите?

Извиняюсь за ошибку, это крайняя редкость, писал после 12 часового марафона за работой.

Ну во-первых, нужно показать, что такая неприятность вообще случается, и в работе есть некоторая актуальность, во-вторых, для какого-никакого сравнения расчетных показателей с натурными (без исходных данных, хотя бы порядок)
Адреса, явки, пароли мне не так важны, хотя желательны. Хотя бы в таком виде: 5 этажный дом, кирпичный, фундамент ленточный сборный, под подошвой пылеватый песок, при откопке траншеи глубиной 1,5 метра в метре от фундамента произошел выпор грунта. Конкретика, конечно, не помешала бы, может в новостях что-то где-то всплывало, чаще всего же дом эксплуатируемый, соответственно жильцы поднимают шум.

----- добавлено через ~2 ч. -----
Podpolie спасибо за красочную историю, читать было очень интересно, картинка как живая встала. Насчет глинистого раствора, ведь ваш метод - это метод в обсадной трубе, обычно делают либо в трубе либо с раствором. Никогда не думал, что может быть выпор в скважину снизу. Думал, раз обсадка, раствор не нужен.

Хотя бы в таком виде: 5 этажный дом, кирпичный, фундамент ленточный сборный, под подошвой пылеватый песок, при откопке траншеи глубиной 1,5 метра в метре от фундамента произошел выпор грунта.

Если выпор у 5-этажного, значит авария. Авария - значит жертвы.
А почему не берете аварию на Двинской в 2002 году? 9 этажей, Траншея водоканала. Вроде все материалы есть

Рассчитываю сарайку – металлический каркас: пролет 12м, высота 10м, сопряжение с фундаментом выбрано жесткое, с ригель-колонна – шарнир. Сооружение получается очень легким (стены – сэндвич) и на обрезе фундамента, из-за ветровой нагрузки, возникает приличный эксцентриситет и, чтобы не было отрицательного давления на грунт (отрыва), ширина подошвы фундамента выходит под 3 метра, что для такого здания несколько странновато.
В книгах не рекомендуется допускать отрыв подошвы, в СНиПе ничего не нашел на этот счет. В тоже время видел подобные проекты, где ширина фундаментов метра полтора, как там считали - не знаю.
Конечно, можно поменять расчетную схему – внизу шарнир, вверху рамный узел – но не хочется (там другие проблемы). Кто сталкивался с этим, прошу совета. Спасибо.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

гадание на конечно-элементной гуще

Отрыв допустить можно. Про форму эпюр под подошвой см.:
- СП 50-101-2004, п. 5.5.27.
- "Сорочан. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. Москва. Стройиздат 1985", стр. 83
При желании можно учесть активное и пассивное давление грунта (см. 2-й источник)

Спасибо.
Даже с частичным отрывом подошвы неэкономичный фундамент выходит – расчетное сопротивление грунта существенно превышает среднее давление под подошвой. Пожалуй, шарнирное сопряжение с фундаментом для сараек более оправдано. Странно, что нигде в лит-ре это не отображено.

Кстати, правильно ли я понимаю, что для подобного расчета на “отрыв” берется нормативная ветровая нагрузка?

Посмотри поис по форуму. Помню кто - то ставил на фундамент цирк шапито там эта тема прилично разбиралась.

Также посмотри - "Расчет грибовидного фундамента на опрокидывание"

Мне заказчик сказал: "Что за проблема, вот я в Венгрии был, там яму копают 1х1 м, заливают бетоном, в него всовывают колонну - и все стоит!".
На робкие попытки возразить был ответ "что ты мне паришь, я тоже сопромат учил".
Я еле сдержался, чтобы не сказать "зачетку покажешь"?
В результате под цех из легких гнутиков пролетом 18 метров с промежуточными стойками вышли фундаменты с подошвой что-то около 1200х2500 мм в плане. Пригружал весом фундамента.

Отрыв фундамента для таких зданий вполне допустим, не более 25%, есть и методика такого расчета. Шарнирное соединение колонны с фундаментом значительно увеличит поперечное сечение колонны, такое решение может быть принято только вынужденно, кроме того, шарнир никак не повлияет на величину поперечной силы.
Шарнир с фундаментом - худшее, что можно предложить, конечно, в данном случае.
Что касается "расчетного сопротивления" грунта и его неполного использования, то эта величина хорошо только БОГУ известна, лучше не догрузить.
Расчет по второму предельному состоянию производится на расчетные нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке равным единице, в данном случае расчет ведется по второму предельному состоянию, однако, некоторые тонкости есть по сочетанию нагрузок.

Можно разделить фундамент на два (расставить) и колонну ставить на объединительный ростверк (жб или мет.).
Но прежде всего надо прошерстить сбор ветровых нагрузок - правильно учесть тип местности (табл.6), аэродин. коэфф-ты (пульсационную не учитывать), коэф. над. по нагрузке для расчетов по деф. (1,0) и т.д.

Да вот тоже эта проблема интерисует. Разработчики какркаса выдали задание на фундамент с нагрузками N=7,5 т, М=4,8 т Q=2,4 т (В обоих направлениях. ). Пролет 11-м (однопролетная рама). Фундаменты получаются безумными. Интуиция подсказывает максимум 1,8х1,8 (грунты суглинки слабенькие сопротивление 200 кПа). Но по расчетам около 2,4-3,0 метра выходит. Бред!

Почему бред ? Всегда так: при маленьких вертикальных нагрузках и наличии боковых сил и моментов определяющим параметром становится отрыв, а не расчетное сопротивление грунта. К нагрузкам только внимательнее нужно отнестись. Правда в вашем случае при указанных нагрузках 2.4-3.0 сторона фундамента это вы немного "загнули", не всеж квадратным делать, даже если нагрузка одинакова во всех направлениях, да, очень интересно каким образом у разработчиков каркаса нагрузка одинаковая во всех напралениях . Очень странно . ).

Предельные давления и предельные деформации оснований

Для оценки прочности и устойчивости оснований фундаментов в настоящее время используют теорию предельного напряженного состояния. В основу этой теории положено понятие о предельном равновесии грунта.

Предельным равновесием основания называют такое напряженное состояние, при котором любое достаточно малое увеличение внешней нагрузки или малейшее уменьшение прочности грунта приведет к нарушению установившегося равновесия и вызовет потерю устойчивости грунта, сопровождающуюся выпором грунта из-под подошвы фундамента со значительным нарастанием осадки.

Теория предельного состояния рассматривает задачи устойчивости грунтов в основаниях фундаментов.

Обычно нарушение существующего равновесия сопровождается выпором грунта из-под фундаментов с их большой осадкой, сползанием масс грунта в откосах, значительным смещением конструкции, ограждающих массив грунта или заделанных в грунте.

Поскольку существенные смещения для подавляющего большинства сооружений недопустимы, весьма важно правильно оценивать максимально возможную нагрузку данного направления на массив грунта, при которой еще соблюдается его равновесие — не наступает потери устойчивости.

В теории предельного состояния грунтов рассматриваются задачи устойчивости грунтов в основании сооружений и в откосах, определения давления грунта на ограждающие конструкции (подпорные стенки, обделки тоннелей) и сопротивления грунтов перемещению различных анкеров и ограждающих конструкций.

Начало решению задач предельного равновесия грунтов было положено более двух столетий назад Ш. Кулоном. Около 30 — 40 лет назад советские ученые (В. В. Соколовский, С. С. Голушкевич, В. Г. Березанцев) разработали эффективные методы решения дифференциальных уравнений устойчивости грунтов в условиях предельного равновесия.

В этих методах используется теория прочности Мора, согласно которой условие предельного равновесия сыпучего грунта при сдвиге выражается формулой, а при сложном напряженном состоянии— формулой.

В настоящее время считают, что теория прочности Кулона, рассматривающая плоскую деформацию, не позволяет решать некоторые задачи устойчивости грунтов в основании сооружений при сложном напряженном состоянии. В связи с этим все большее число исследователей в условиях интенсивного пространственного напряженного состояния учитывают нелинейность зависимости между напряжениями и деформациями грунтов и используют более сложные теории прочности с учетом всех компонентов напряжений, их концентрации и явления изменения объема при сдвиге. При потере устойчивости касательные октаэдрические напряжения являются прямой функцией нормальных октаэдрических напряжений.

Присоединяя уравнение предельного равновесия, получаем систему трех уравнений с тремя неизвестными. Следовательно, плоская задача предельного равновесия статически определима, решение этих уравнений зависит от граничных условий конкретной задачи. Это решение, основанное на численном интегрировании, вьшолнено В. В. Соколовским. Таким образом, можно решать различные задачи устойчивости массивов грунта.

Для осесимметричной пространственной задачи принимается, что меньшие главные напряжения равны между собой, т. е. аг — аъ. С учетом этого В. Г. Березанцевым получено решение дифференциальных уравнений предельного равновесия при осесимметричной загрузке грунтов основания.

Условимся давление под подошвой фундамента считать равномерно распределенным и рассмотрим условие возникновения предельного равновесия в некоторых областях под полосовой равномерно распределенной нагрузкой (плоская задача). Пусть в пределах бесконечной полосы (фундамента) действует равномерно распределенная нагрузка интенсивностью р, по сторонам от которой приложена вертикальная пригрузка уД где yd — удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента d. Оси координат направлены так, как показано на рис. 2.14.

Рис. 2.14. Расчетная схема к определению критического давления на грунты основания:
а — схема фундамента; б — расчетная схема; 1 — начало развития зон предельного равновесия в грунтах основания; 2 — допустимое развитие зон

Формулу (2.20) используют в практических расчетах; ш определения расчетного сопротивления грунта при условии введения специальных коэффициентов, называемых коэффициентами условий работы и надежности, которые позволяют учитывать конструктивные особенности фундаментов, специфику конструктивной схемы возводимых зданий и сооружений, а также различие физико-механических свойств грунтов оснований.

Нормы проектирования требуют ограничивать напряжения по подошве фундаментов расчетным сопротивлением грунта основания, так как это является условием применимости для грунтов модели линейно деформируемой среды, позволяющей получать достоверное значение осадки.

При проектировании фундаментов, расположенных на слабых грунтах, важно знать не только критическое давление на грунты оснований, соответствующее работе грунта в пределах первых двух фаз напряженного состояния, при относительно незначительных осадках, но и нагрузку, при которой произойдет потеря устойчивости грунта, сопровождающаяся выпором грунта из-под подошвы фундамента и значительным возрастанием осадки.

Предельное значение давления на грунт основания получено в результате решения задачи об условиях предельного равновесия (рис. 2; 15), предусматривающих образование областей предельного равновесия 2, зоны уплотнения 3 и поверхностей скольжения 4, по которым происходит перемещение грунта.

Рис. 2.15. Расчетная схема к определению предельного давления на грунты основания: 1 — поверхность грунта; 2 —:область пластического течения грунта; 5 — зона уплотнения; 4 — поверхность скольжения

Выражение (2.21) положено в основу при назначении силы предельного сопротивления оснований, предлагаемой действующими нормами с учетом коэффициентов условий работы и надежности. Предельно возможные давления на грунт оснований, как правило, сопровождаются ростом значительных осадок (исключения составляют только скальные основания), что с точки зрения эксплуатационной пригодности не может служить удовлетворительным условием функционирования зданий и сооружений, поэтому ограничению по предельному давлению предшествует введение ограничения по предельной осадке.

Предельно возможные деформации сооружений регламентированы нормами на основании обобщения и статистического анализа практического опыта эксплуатации различных зданий и сооружений.

Средние осадки, допускаемые для промышленных и гражданских зданий и сооружений, колеблются в пределах от 10 до 20 см. Большая деформация допускается для зданий, имеющих большую жесткость. Для зданий и сооружений, имеющих значительную жесткость (дымовые трубы, силосные корпуса и др.), предельно допустимую осадку можно принимать в пределах 30…40 см. Помимо абсолютных вертикальных деформаций нормами ограничивается и крен зданий.

Методы усиления оснований и фундаментов при реконструкции сооружений

В результате истечения срока эксплуатации сооружений, необходимости использования новых технологий при интенсификации или переориентации производства в цехах промышленных зданий, изменения условий эксплуатации строений, прокладки новых подземных коммуникации, возведения зданий рядом с уже существующими, а также развития незатухающей дополнительной осадки требуется оценка обеспечения фундаментами дальнейшей нормальной эксплуатации, а в необходимых случаях — реконструкция и усиление оснований и фундаментов.

Усиление фундаментов необходимо выполнять в следующих условиях:
при увеличении нагрузки на фундаменты, возможной при реконструкции, капитальном ремонте и надстройке зданий;
при разрушении конструкции фундамента при ее расположении в агрессивной среде;
при увеличении деформативности и ухудшении условий устойчивости оснований в результате дополнительного увлажнения или ухудшения свойств грунтов в силу изменения инженерно-геологических условий;
при развитии недопустимых осадок, происходящих, как правило, в результате ошибок, допущенных при проектировании вследствие неправильной оценки несущей способности и деформативности основания или при строительстве и вызвавших нарушение природной структуры грунта.

В настоящее время используют следующие методы усилия оснований и фундаментов: изменение условий передачи давления по подошве фундамента на грунты оснований; повышение прочности конструкции фундамента; увеличение несущей способности грунтов, слагающих основание; пересадка фундаментов на сваи; изменение условий передачи давления по подошве фундамента на грунт оснований с помощью увеличения опорной площади, заглубления фундамента, устройства под зданием фундаментной плиты и введение дополнительных опор.

При недостаточной несущей способности основания увеличивают площадь фундаментов. Уширение выполняют двумя способами: без обжатия грунтов основания и с предварительным Обжатием.

В первом случае уширение производится с помощью дополнительных частей (банкетов), которые могут быть односторонними (при внецентренной нагрузке) или двусторонними (при центральной). Фундаменты под колонны чаще всего усиливают по всему периметру. Банкеты и существующие фундаменты должны быть жестко соединены, для чего используют штрабы (рис. 14.4, а) либо специальные металлические и железобетонные балки (рис. 14.4, б, в).

Ширина банкета в нижней части должна быть не менее 30 см, в верхней—20 см.

При необходимости ряд одиночных фундаментов может быть превращен в ленточный, а несколько ленточных фундаментов — в сплошную железобетонную плиту. Иногда уширение ленточных и отдельных фундаментов выполняют с применением арматуры, располагаемой в банкетах (рис. 14.5, а, б).

При уширении без обжатия (рис. 14.4 и 14.5, а) уширенная часть фундамента вступает в работу только после значительного увеличения внешней нагрузки, когда появятся дополнительные осадки, причем уширения воспримут только часть дополнительной нагрузки, значительная же ее часть будет по-прежнему передаваться через подошву старого фундамента, что вполне допустимо, поскольку выпор грунта из-под старой подошвы затруднен вследствие при-грузки основания уширениями фундамента (рис. 14.5, а).

Рис. 14.4. Уширение ленточных фундаментов монолитными банкетами: а — одностороннее уширение; б, в — двустороннее ушврение соответственно при большом и незначительном увеличении размера подошвы фундамента; 1 — упорный уголок; 2 — подкос; 3 — рабочая балка; 4 — щебеночная подготовка; 5 — анкер; б — распределительная балка; 7 — зачеканка литым бетдам

При уширении фундамента с обжатием основания (рис. 14.5, б) вдоль боковых граней фундамента разрабатывают траншею и бетонируют примыкающие к граням фундамента банкеты отдельными участками по длине омоноличивания с кладкой. Затем устанавливают в проемах фундаментов пакеты из стальных балок для упоров в них гидравлических домкратов. Домкраты обжимают основание под новыми частями фундамента. До перестановки домкратов банкеты расклинивают, сохраняя тем самым напряжения под их подошвой. После перестановки домкратов пространство между банкетами и стальными пакетами заливают бетоном. В этом случае уширения будут воспринимать большую часть дополнительного давления по сравнению с предыдущим случаем (рис. 14.5, е).

Рис. 14.5. Конструкции уширения подошвы фундаментов: а — без обжатия грунта основания; б, ж — с обжатием грунта домкратами; в — эпюра давления до усиления; г—то же, после обжатия грунта домкратами (эпюра до усиления показана пунктиром); д, е — то же, после усиления и загружения фундаментов; 1 — усиливаемый фундамент; 2 — конструкция уширения; 3 — арматура; 4 — домкрат; 5 — клинья; 6 — пакеты из металлических балок; 7 — бетон; 8 — банкет

Для усиления фундаментов совместно с обжатием грунтов можно применять плоские гидравлические домкраты (рис. 14.6, а), представляющие собой плоские резервуары из двух тонких (1…3 мм) металлических листов, имеющих по периметру валик круглого сечения диаметром 20…80 мм (рис. 14.6, б). В домкраты рекомендуется нагнетать твердеющие жидкости (эпоксидную смолу, цементный раствор), которые фиксируют созданное напряженное состояние.

Рис. 14.6. Усиление фундамента с применением плоских домкратов: а — схема усиления; б — деталь размещения домкрата; 1 — фундамент; 2 — банкеты; 3 — штрабы в фундаменте; 4 — балки; 5 — плоский домкрат; 6 — трубка для нагнетания жидкости в домкрат

Для предварительного уплотнения грунтов применяют и другой метод, заключающийся в установке с двух сторон существующего фундамента дополнительных железобетонных блоков уши рения, нижняя часть которых стягивается гибкими анкерами из арматурной стали, пронизанными сквозь них и существующие фундаменты (рис. 14.7). Верхнюю часть блоков разжимают с помощью домкратов или забивных клиньев. В результате блоки, поворачиваясь вокруг нижней закрепленной точки, обжимают грунт основания, а затем в этом положении щели между фундаментами и блоками заполняются бетоном. Такой способ особенно удобен, если у усиливаемого фундамента отсутствуют развитые консоли.

Рис. 14.7. Усиление фундаментов дополнительными блоками, обжимающими грунты оснований при их повороте: 1 — существующий фундамент; 2 — щель, раскрывшаяся при повороте блоков и заполняемая бетоном; 3 — железобетонный блок; 4 — анкерное крепление; 5 — отверстие для анкеров, заполняемое раствором по окончании работ

Рис. 14.8. Увеличение опорной площади фундаментов: 1 — распределительная монолитная обвязка по периметру стен; 2 — монолитные участки перекрытий; 3 — нажимная рамная конструкция из монолитного железобетона; 4 — дополнительный фундамент из сборных плит; 5 — основной фундамент из сборных плит

В случае необходимости значительного увеличения площади фундаментов может быть предложен другой метод, сущность которого заключается в укладке на щебеночную подготовку дополнительных железобетонных плит (рис. 14.8). Плиты располагают в виде двух (или более) лент, уложенных в продольном направлении, перпендикулярном существующим поперечным стенам. На каждой ленте дополнительного фундамента устанавливают опалубку и арматуру нажимных рам, которые состоят из нижних горизонтальных ригелей сечением 40 ж 60 см, лежащих на новых фундаментах, и наклонных стоек упоров такого же сечения. Рамы передают усилия на пояса-обвязки поперечных стен, по которым ведется кладка кирпичных стен надземных стен здания. Для образования замкнутого контура нажимных рам над ними, в плоскости перекрытия над техническим подпольем, устраивают монолитные участки железобетона в виде полос шириной 60 см, высотой, равной высоте сборных плит перекрытия.

К увеличению глубины заложения фундаментов прибегают реже из-за значительной трудоемкости. Однако этот способ применяют в случае необходимости увеличения глубины подвала, переноса подошвы фундамента на более плотные нижележащие слои грунта и т. д.

Для ленточных фундаментов эту процедуру выполняют в такой последовательности (рис. 14.9). Сначала в несущей стене прорубают отверстия, через которые пропускают разгружающие балки, устанавливаемые на бетонные тумбы или специальные опоры. Учитывая возможность осадки грунта, целесообразно опирать балки на домкраты, что позволяет регулировать положение опор при увеличении деформации основания.

Работы по увеличению глубины заложения ведут отдельными захватками длиной 2,5…3 м.

При заглублении фундамента под колонну применяют подкосы (рис. 14.10) или специальную конструкцию — «ножницы» (рис. 14.11).

Подводка под здание фундаментной плиты снижает давление по подошве и используется при существенном возрастании нагрузок или значительных неравномерных осадках и слабых грунтах оснований. Плиту толщиной до 25 см укладывают на щебеночную подготовку (рис. 14.12); сечение ее второстепенных балок 30×40 см, главных — 50×100 см. Шаг второстепенных балок около 2,5 м. Глубина заделки плиты в существующие стены 30…40 см, ее целесообразно устраивать не на уровне уже существующих фундаментов, а на 75…80 см выше.

Рис. 14.11. Подводка фундаментов под колонны на глубоких отметках с помощью приспособления «ножницы»: L— подкос; 2 — воротник; 3 — стальной анкер; 4 – новый фундамент; 5 – старый фундамент

Введение дополнительных опор целесообразно при сплошной замене перекрытий и при больших (более 7,5 м) пролетах. Необходимо соблюдать условие равномерности осадок существующих и вновь возводимых опор, имея в виду, что осадки уже построенных опор стабилизировались и практически равны нулю.

Рис. 14.12. Фундаментные плиты: прогоны фундаментной плиты; 2 — плита; 3 — балки фундаментной плиты; 4 — существующие конструкции

Рис. 14.13. Увеличение прочности оснований и фундаментов: а — наращиванием с помощью обойм; 6 — инъекцией раствора в кладку; в — закреплением грунта под фундаментом; 1 — усиливаемый фундамент; 2 — железобетонная обойма; 3 — трубки для инъекции; 4 — шгьекторы; 5 — закрепленный грунт

Рис. 14.14. Усиление ленточных и одиночных фундаментов набивными сваями: 1 — существующий фундамент; 2 — рандбалка (железобетонная или металлическая); 3 — свайный ростверк; 4— набивная свая

Повышение прочности конструкций фундаментов достигается с помощью устройства железобетонных или металлических (с последующим обетонированием) обойм (рис. 14.13, а) или инъецированием в кладку фундамента цементного раствора (рис. 14.13, б). Иногда оба способа используются одновременно.

Увеличение несущей способности грунтов основания осуществляется с помощью методов закрепления грунтов, рассмотренных в гл. 12. Обычно закрепление осуществляют с помощью инъекторов, погружаемых в грунт под подошвой фундамента (рис. 14.13, в). Применение набивных свай при усилении фундаментов может быть рекомендовано при высокой деформируемости грунтов, наличии подземных вод, осложняющих процесс уширения, и при значительном увеличении внешних нагрузок. Несущую способность и число свай определяют расчетом. Недостатком такого способа является его сложность из-за необходимости подводки набивных свай. Сваи формируются в грунте обычно из подвальных помещений с помощью обсадных труб либо в предварительно пробуренных скважинах (рис. 14.14, а — д).

Кроме набивных свай в последнее время все большее распространение получают вдавливаемые сваи, состоящие из отдельных сборных железобетонных элементов квадратного (20 х 20, 30 х 30) или круглого (со сквозным каналом) поперечного сечения длиной 80… 100 см. Эти звенья последовательно вдавливаются в грунт с помощью домкратов (рис. 14.15).)

Рис. 14.15. Последовательность работ по устройству свай Мега: а — г — этапы выполнения работ; 1 — несущая стена; 2 — домкрат; 3 — насосная станчи; 4 — нижний элемент; 5 — рядовой элемент сваи; б — стойка; 7 — распределитель вал балка; 8 — головной элемент

Рис. 14.16. Изготовление свай в грунте с помощью высоконапорной струи: 1,2 — образование скважин струей; 3,4 — заполнение скважин раствором твердеющего материала

Наиболее эффективной при усилении фундаментов является струйная технология., позволяющая создавать несущие конструкции в грунте. Она основывается на использовании энергии водяной струи для прорезки в грунте полостей, заполняемых бетонной смесью.

Главным элементом устройства для образования щелей, скважин или полости является струйный гидромонитор, имеющий на боковой поверхности водяные сопла, в нижней — отверстия для подачи бетона, в верхней — подводящие трубопроводы и пггангу для опускания монитора в скважину. Высоконапорная струя воды под большим давлением способна разрезать грунты и другие твердые материалы, а при добавке в струю абразивного материала даже железобетон. Для увеличения разрушающего воздействия струя поступает под защитой воздушного потока или подаваемых одновременно водяного и воздушного потоков.

При опускании монитора в лидерную скважину можно выполнять вертикальные разрезы, разрушая и удаляя грунт высоконапорными струями с последующим заполнением полостей раствором вяжущего материала, получая в грунте плоские элементы (типа щелевых фундаментов). Вращая монитор в грунте с одновременным подъемом, можно получить цилиндрические элементы — сваи (рис. 14.16). Часто струйную технологию используют при реконструкции для устройства цементно-грунтовых свай.

Струйная технология имеет большие преимущества: не вызывает динамических воздействий, может применяться при работе в стесненных условиях, так как не имеет громоздкого оборудования (рис. 14.17) при высокой производительности, и может оказаться незаменимой при укреплении грунтов оснований деформирующихся зданий, устранении кренов, ликвидации неравномерных осадок и т. д.

Читайте также: