Усиление фундамента и основания здания

10.1. Причины, вызывающие необходимость реконструкции фундаментов и усиление оснований.

При реконструкции предприятий, связанной с их техническим перевооружением, при капитальном ремонте зданий, прокладке подземных коммуникаций, возведении новых фундаментов около существующих сооружений, а также при развивающейся во времени недопустимой осадке возникает необходимость в оценке степени обеспечения фундаментами дальнейшей нормальной эксплуатации сооружений, а в соответствующих случаях – в усилении и переустройстве фундаментов. Основными причинами, приводящими к этому, являются: увеличение нагрузки на фундаменты, разрушение кладки фундамента или снижение его гидроизолирующих качеств, ухудшение условий устойчивости оснований и увеличение деформативности грунтов, непрерывное развитие недопустимых перемещений.

10.2. Обследование фундаментов и оснований.

Для принятия рационального решения по усилению и реконструкции фундаментов производится тщательное обследование оснований и фундаментов.

Весь комплекс работ по обследованию фундаментов и оснований разделяется на следующие этапы:

I этап – сбор и обобщение сведений по строительству и эксплуатации здания или сооружения и детальное изучение технической документации.

II этап – обследование окружающей местности и надземных конструкций здания или сооружения. Осмотр окружающей местности позволяет выяснить причину деформаций. Обследование надземных конструкций позволяет выявить характер деформаций. Обследование надземных конструкций позволяет выявить характер деформаций.

Обследования здания – внешний осмотр конструкций, выполнение необходимых замеров, отбор образцов для определения прочности, определение величины осадки деформированных зданий путём нивелирования.

III этап – обследование фундаментов и грунтов основания зданий и сооружений.

Усиление фундамента и основания зданияОбследование фундаментов производится из шурфов, число и размер которых определяются размерами и конфигурацией объекта, грунтовыми условиями и целями обследования.

Шурфы закладываются рядом с обследуемыми фундаментами. Если здание с подвалом, то шурфы закладывают, как правило, внутри здания с целью уменьшения объёма земляных работ. При обследовании фундаментов уточняют тип фундамента, форму, размеры в плане, глубину заложения; выявляют выполненные ранее подводки и усиления, дефекты кладки; определяют прочность тела фундамента. У свайных фундаментов замеряется диаметр или размеры поперечного сечения свай, шаг, количество свай на 1 м. длины.

Прочность материала фундаментов определяется механическими и неразрушающими способами.

Механический способ определения прочности материала фундаментов и стен подвалов основывается на измерении величины и определении характера следа, оставленного зубилом или молотком на поверхности конструкции. Прочность материала фундаментов может быть определена также с помощью шарикового молотка Физделя и эталонного молотка Кошкарова.

Более предпочтительными являются неразрушающие методы определения прочностных характеристик фундаментов. Наибольшее распространение получил акустический метод, основанный на определении времени прохождения акустического сигнала между датчиком и приёмником в испытуемом материале.

Для инженерно-геологической оценки грунтов основания назначаются разведочные скважины. В лабораторных и полевых условиях в соответствии с действующими ГОСТами определяют все физико-механические свойства грунтов.

10.3. Основные методы усиления фундаментов и оснований.

10.3.1. Методы усиления грунтов основания сводятся в основном к повышению их несущей способности путём искусственного упрочнения: силикатизации и электросиликатизации грунтов, термическим обжигом, устройством песчаных подушек под новые фундаменты.

10.3.2. Основными методами усиления фундаментов зданий и сооружений являются цементация, устройство бетонных и железобетонных обойм, укрепление фундаментов с расширением подошвы, усиление буроинъекционными сваями и призматическими сваями.

Цементация фундаментов выполняется при недостаточной прочности кладки. Для этого в теле фундамента шлямбуром или перфоратором пробивают отверстия диаметром 25 мм. и закладывают металлические трубки, через которые нагнетают цементный раствор состава 1:1 (цемент–вода) под давлением 0,3…0,5 МПа.

Усиление фундамента и основания здания

Укрепление фундамента бетонными и железобетонными обоймами применяется в том случае, когда цементацию произвести невозможно. Минимальная ширина бетонной обоймы должна составлять 15 см., чаще всего ее принимают равной 20…30 см. Железобетонная обойма применяется при неудовлетворительном состоянии фундаментов или стен на отдельных участках.

Усиление фундамента и основания здания

Укрепление фундамента с расширением подошвы осуществляют с помощью как односторонних, так и двусторонних банкет.

Подошву фундаментов уширяют в целях передачи давления на большую площадь. Если уширения делают без обжатия грунта основания, то они вступают в работу лишь при увеличении нагрузки, когда появляются дополнительные осадки. Уширенные части фундамента воспринимают только часть увеличивающейся нагрузки. Для уменьшения развития дополнительных осадок уширенного фундамента грунт под уширениями предварительно обжимают с помощью

Усиление фундамента и основания здания

домкратов.

Часто фундаменты усиливают путем пересадки их на сваи. Для этого либо делают буроинъекционные сваи – бурят через фундамент наклонные скважины диаметром 15…25 см, в которые под значительным давлением нагнетают бетонную смесь, либо вдавливают звенья железобетонных свай под фундамент домкратами.

10.4. Подводка новых фундаментов.

Подводку новых фундаментов производят при разработке грунта ниже подошвы существующих фундаментов, а также для прекращения недопустимых деформаций зданий и сооружений.

Свайные фундаменты усиливают в случае их недостаточной несущей способности путём задавливания свай с опиранием их на плотные грунты или наращиванием существующих свай дополнительными секциями. Чаще всего усиление свайных фундаментов производится путём погружения дополнительных свай вне контура фундамента (выносные сваи) с передачей на них нагрузки от реконструируемых фундаментов (рис. ).

Читайте также:  Идеи для постеров на стену

Фундаменты мелкого заложения также можно пересаживать на набивные сваи.

10.5. Устройство фундаментов вблизи существующих сооружений.

10.5.1. Причины, приводящие к деформациям существующих сооружений.

Существующие здания при возведении около них фундаментов часто получают недопустимые деформации. Причин этому несколько:

1) выпор грунта в стороны котлована (рис.93, а);

2) вымывание грунта грунтовой водой из-под существующих фундаментов при открытом водоотливе из котлована (рис.93, б);

3) уплотнение несвязного грунта динамическими воздействиями при забивке шпунта, свай, раздробление шар – или клин – молотом мерзлого грунта или старых фундаментов;

4) промораживание грунта под фундаментом (рис.93, в);

5) смещение шпунта в сторону котлована (рис.93, г);

6) уплотнение грунтов под действием нагрузок, передаваемых новым сооружением на основание (рис.93, д);

7)

Усиление фундамента и основания здания

развитие отрицательного трения, действующего на сваи.

10.5.2. Меры по уменьшению влияния новых фундаментов на существующие.

Планировочные мероприятия направлены на то, чтобы новое здание было отнесено от существующих на безопасное расстояние – обычно на 10…20 м. Такое новое здание может рассматриваться как «отдельно стоящие» и специфических проблем с фундаментами не возникает.

Архитектурное решение может упростить задачу, если новое здание в зоне примыкания тем или иным способом облегчено, допустим, в зоне примыкания располагают блок, высота которого меньше соседнего, новое здание облегчено проездами и т.п.

Конструктивные мероприятия являются основными. Их следует разбить на три группы: 1) новое здание строится на фундаментах мелкого заложения, несмотря на то, что условие Усиление фундамента и основания зданияне удовлетворено ( Усиление фундамента и основания зданиядополнительная осадка; Усиление фундамента и основания зданияпредельно допустимая величина дополнительной осадки); 2) новое здание возводится на свайных фундаментах; 3) под новым зданием предусмотрено строительство глубокого подземного объёма (гаража, склада и т.д.).

Усиление фундамента и основания зданияВ случае использования фундаментов мелкого заложения рекомендуется применять следующие мероприятия: консольное примыкание, разъединительный шпунтовый ряд, превентивное усиление фундаментов соседних домов с пересадкой их на сваи усиления. Консольное примыкание частично снижает уплотнение грунта под фундаментами существующих зданий при возведении около них новых тяжёлых сооружений.

Практически полного исключения влияния загружения основания достигают разделением его шпунтом, погружаемым глубже активной зоны.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8966 — Усиление фундамента и основания здания | 7625 — Усиление фундамента и основания здания или читать все.

Усиление оснований и фундаментов осуществляется при реконструкции зданий и сооружений для предотвращении осадок ниже допустимых. Описаны основные способы усиления фундаментов.

Под реконструкцией фундаментов зданий и сооружений понимается выполнение работ, проводимых в связи с изменением геометрических размеров зданий, возрастанием постоянных или временных нагрузок, устройством подземных сооружений в пределах габаритов здания, а также восстановлением (усилением) несущей способности оснований и фундаментов, утраченной вследствие суффозии, колебания уровня подземных вод и др., а также возникшими деформациями конструкций и их износом.

Надежность работы реконструируемых зданий обеспечивается совместной работой системы «основание, фундамент — подземные конструкции». Дефекты в работе сооружений — следствие полного или частичного нарушения надежного взаимодействия элементов этой системы:

суффозионные процессы, а также колебания УПВ (уровня подземных вод), вызванные изменением гидрогеологических условий в районе расположения здания, атмосферными водами, аварийными и систематическими утечками из коммуникаций;

проявление карстовых деформаций;

Повреждения оснований и фундаментов возникают за счет природных и техногенных процессов, за счет нарушений требований нормативных документов, допускаемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации. Основными причинами повреждений являются:

снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при увлажнении, а также проявление процесса набухания и пучения грунтов;

проведение земляных работ в пределах здания или вблизи него;

увеличение нагрузок на основание, сопровождаемое появлением эксцентриситета их приложения;

вибрационные или динамические воздействия как внутренние, так и внешние.

При реконструкции фундаментов отсутствует возможность применения типовых схем усиления. Схемы усиления должны применяться в каждом конкретном случае в зависимости от нагрузок на фундаменты, конструктивных особенностей здания (наличие подвала и других подземных сооружений), инженерно-геологических и гидрогеологических условий и др.

При этом применяемые методы усиления оснований и фундаментов должны обеспечивать их совместную работу с существующими фундаментами.

Следует учитывать, что работы по усилению оснований и изменению конструкций фундаментов могут вызвать при их осуществлении деформации оснований и осадки фундаментов.

Повышение несущей способности оснований и фундаментов при реконструкции может быть обеспечено за счет:

изменения конструкции или размера фундамента;

усиления физико-механических характеристик грунтов основания

предварительной передачи давления на основание (обжатия).

Усиление фундаментов мелкого заложения может быть осуществлено путем их уширения и углубления подведением дополнительных конструктивных элементов. Такими элементами могут быть плиты, столбы или сплошные стены.

На участках длиной 1-2 м грунт под фундаментом удаляют и на месте изготавливают железобетонную монолитную плиту или монтируют заранее заготовленные железобетонные элементы. После обжатия грунта в основании гидравлическими домкратами и подклинки плиты, промежуток между плитой и подошвой старого фундамента заполняют пластичным бетоном с тщательным уплотнением.

В ряде случаев ленточный фундамент усиливают отдельными столбами. В этих случаях старый фундамент может быть усилен рандбалками.

Для переустройства столбчатого фундамента в ленточный между существующими фундаментами устраивается железобетонная стенка в виде перемычки. При необходимости устройства подвала перемычка делается на всю высоту столбчатых фундаментов.

Читайте также:  Как выбрать режим стирки в стиральной машине

Переустройство ленточных или столбчатых фундаментов в плитные производится путем подведения концов плит под существующие фундаменты, произведя расчет на скалывание зоны опирания ленточного или столбчатого фундамента и конца плиты.

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

Необходимость устройства подвала, подземного сооружения, переноса подошвы фундамента на менее сжимаемые слои грунта и пр. становится причиной проведения работ по заглублению фундаментов реконструируемого здания.

Применения свай для усиления фундаментов мелкого залегания

Для усиления фундаментов мелкого залегания могут быть использованы сваи различных конструкций: буронабивные, буровые, буроинъекционные, завинчиваемые, а также конструкции «стена в грунте».

Буронабивные и буровые сваи используются при увеличении нагрузок и большой толщине слабых грунтов в основании; в сложных условиях реконструкции.

Буроинъекционные сваи используются в тех же условиях, а также при невозможности частичной разборки существующих фундаментов и в стесненных условиях строительства.

Могут быть применены сваи из завинчиваемых стальных труб диаметром 200-400 мм с приваренной арматурной спиралью, а также вдавливаемые сваи. Эти два вида свай позволяют избежать вибрационных воздействий на фундаменты и грунты основания при проведении работ по усилению.

Иногда вместо монтажа тяжелых загрузочных устройств оказывается удобнее использовать стены самого реконструируемого сооружения. На этом принципе основано вдавливание составных железобетонных свай типа «Мега» отдельными элементами.

С помощью буроинъекционных свай можно проводить усиление фундаментов, не разрабатывая котлованы и не нарушая естественной структуры грунтов основания. Наличие малогабаритного оборудования позволяет вести работы изнутри здания.

При реконструкции действующих сооружений в стесненных условиях и особенно в условиях противопоказания динамических воздействий целесообразно применение щелевых фундаментов (барретов), устраиваемых методом «стена в грунте» в узких траншеях шириной 0,4-1,0 м под защитой раствора из бентонитовой глины.

Реконструкция и усиление свайных фундаментов

Усиление ствола свай при отсутствии ростверка или при высоком ростверке производится с помощью железобетонной обоймы с толщиной стенок не менее 100 мм и площадью вертикальной арматуры не менее 1% площади сечения обоймы. Обойма устраивается на свободной части сваи и заглубляется в грунт не менее чем на 1 м.

Усиление верхних концов свай и мест их сопряжения с ростверком устраивается с помощью железобетонной обоймы, устраиваемой по всем ростверкам с отрывкой мелкого котлована.

Усиление ростверков, разделка трещин и других повреждений производятся аналогично усилению фундаментов мелкого заложения.

Для усиления свайных фундаментов, имеющих недостаточную несущую способность, используются те же сваи, которые используются для усиления фундаментов мелкого заложения.

Разбивка осей новых свайных фундаментов должна производиться с надежным закреплением относительно осей существующих свай здания.

Усиление фундамента может понадобится, когда при небольшой перестройки дома вдруг появляются трещины стен, заклинивает окна и двери, и даже на глаз видно, что дом слегка покосился… тяжелый диагноз ясен – фундамент требует усиления. Причины могут крыться не обязательно в произведенных надстройках и перестройках дома. И встречаются ситуации, когда по весне необходимо усиливать и реконструировать фундамент дому, строительство и заселение в который было завершено предыдущей осенью.

Усиление фундамента и основания здания

Причины деформации и разрушения фундамента

Просадка сооружения из-за вымывания грунтов под фундаментом в результате суффозии, возникшей из-за просчетов при устройстве дренажной системы, или изменения поведения подземных вод. Подвижки грунта могут быть вызваны в том числе и техногенным фактором – возможно, недалеко велось крупное строительство. Некоторые грунты, в частности глинистые, склонны к разрушению и морозному выветриванию в водонасыщенном состоянии, при этом они каждый цикл теряют часть своей несущей способности.

Усиление фундамента и основания здания

Подвижки грунтов могут происходить так же и в результате действия сил морозного пучения. Если замерзшие глины имеют возможность подсоса воды из нижних горизонтов, а дренаж фундамента не был организован или пришел в негодность, то эти глины могут дать пучину на десятки сантиметров.

Усиление фундамента и основания здания

Давление при этом немалое – до 200 Мпа (более 3 тн/см2), а для того, чтобы вытолкнуть постройку из земли, часто достаточно и меньшего усилия. После весеннего таяния фундамент подвергается неравномерной просадке, на стенах дома видны глубокие трещины.

Усиление фундамента и основания здания

Поэтому так важно верно подобрать тип фундамента для конкретных грунтовых условий участка, и спроектировать основание с учетом всех нагрузок – и от здания, и от грунта. Все ошибки ведут рано или поздно к тому, что фундамент потеряет часть своей несущей способности.

Усиление фундамента и основания здания

Возможна и описанная выше ситуация, когда хозяева делают перепланировки, пристройки и надстраивают этажи или мезонины, не прибегнув к помощи специалистов. Запас расчетной прочности у фундамента может оказаться недостаточным, если при проектировании не был сделан расчет на перспективу перестройки дома. Скорее всего, так и будет, ведь бюджет стройки всегда в разной степени, но ограничен, а фундамент – самая затратная часть дома, от 25% до 50% при сложных грунтах.

К сожалению, нередкий случай экономии – если использованы материалы ненадлежащего качества или не соответствующие по техническим характеристикам.

Читайте также:  Покупка квартиры менее 3 лет в собственности

Естественная причина – дом старый, эксплуатировался многие десятки лет без осмотра и ремонта фундамента, и просадки вызваны износом и обветшанием. Разрушение железобетонного фундамента часто происходит из-за отсутствия гидроизоляции бетона или ее разрушения. Подземные воды могут менять не только высоту, но и состав, и агрессивность к бетону.

Технологии усиления фундаментов

Существует много технологий усиления и реконструкции фундаментов. Выбрать метод можно после того, как будет получена полная картина повреждения основания и выяснены ее причины.

Усиление фундамента и основания здания

Не каждый метод можно осуществить своими силами, в некоторых случаях нужна спецтехника и помощь профессионалов.

Перечислим основные технологии усиления фундамента:

  • Торкретирование и набрызг- бетон
  • Устройство железобетонной рубашки
  • Подведение дополнительного фундамента для разгрузки существующего, в том числе свай
  • Устройство железобетонных обойм фундаментов для укрепления их конструкции и снижения давления на грунты основания за счет увеличения площади подошвы
  • Создание железобетонных отливов
  • Различные технологии усиления грунтов оснований – цементация составом с гидравлическим вяжущим, как окружающего грунта, так и зоны взаимодействия
  • Устройство грунтоцементных и буроинъекционных свай

Усиление фундамента и основания здания

Классические способы усиления фундамента

Предварительно выясняется состояние всех несущих конструкций дома – стен, перекрытий, проверяется наличие трещин и их раскрытие. Обследуют грунты основания – структуру и состояние, определяют настоящий уровень грунтовых вод и все, что возможно, об их поведении – напоре, направлении, скорости фильтрации. Необходимы данные о конструкции фундамента и глубине его заложения. Если этих данных нет, иногда проводят изыскания – шурфовку или обкапывания, но эти мероприятия с учетом уже имеющихся ослаблений не всегда возможны. Решение о необходимости демонтажа и полной замены старого фундамента принимается только при полной картине и выяснения причин его разрушения.

В основном классические способы укрепления фундаментов заключаются в увеличении площади подошвы, и тем самым уменьшении удельной нагрузки на подстилающий слой грунта основания.

Усиление фундамента и основания здания

Один из методов – фундамент окапывают и монтируют с одной или двух сторон железобетонные обоймы. Работать можно только одним способом – захватками, не превышающими 0,5м -1 м, в зависимости от конструкции и состояния фундамента. Возможно, потребуется сделать временное разгрузочное крепление балками и стойками. Прежде чем приступать к следующей захватке, все работы на реконструируемой должны быть закончены, обратная засыпка сделана и грунт тщательно уплотнен. Ослаблять несущую способность основания дома земляными работами является опасной ошибкой, это может привести к обрушению.

Усиление фундамента и основания здания

Если стены дома сложены из камня, блоков или кирпича – нужна особая осторожность. Дальнейшие просадки ослабленной конструкции могут привести к разрушениям стен. Земляные работы при реконструкциях кирпичных домов зачастую невозможны, окапывать основание опасно. Усиление делают устройством двухсторонних монолитных бетонных поясов. Фундаменты МЗЛФ (мелкозаглубленные ленты и ростверки) часто подвергаются действию выталкивающих сил от подвижек грунтов основания.

Усиление фундамента и основания здания

Причины подвижек могут быть разными — морозное пучение, вымывание грунтов, техногенные факторы. Ленточный фундамент испытывает неравномерные нагрузки, получает трещины, здание получает наклон, видимый даже на глаз.

Способ усиления, основанный на увеличении площади подошвы:

  1. Стену дома, получившую наклон, «разбивают» на захватки длиной до одного метра
  2. Делают шурфовку с двух сторон, для того, чтоб заложить песчаные подушки

Действующий фундамент аккуратно просверливают и устанавливают стяжки из арматуры с цементированием. Вокруг фундамента устанавливают опалубку и бетонируют. После набора прочности бетона усиления не менее 70% , что происходит при создании бетону условий для нормального твердения за семь суток, выполняют крепеж всех усиливающий элементов арматурой. Гидроизоляция выполненной бетонной конструкции необходима.

Перечисленные методы усиления возможно проводить своими силами.

Усиление фундамента и основания здания

Методы усиления фундаментов со спец техникой

Перечислим методы усиления фундаментов, требующие применения спецтехники и оборудования, а также специалистов по реконструкции применяют при значительных повреждениях и угрозе полной потери несущей способности:

  1. Устройство внеконтурного опорного или свайного фундамента. Старый фундамент при этом остается внутри контура, а нагрузку от дома на новые сваи или опоры передают через разгрузочные упорные балки, проводя из сквозь стены, ленту или ростверк старого фундамента.
  2. Реконструкция подвального помещения устройством набивных свай в наращиваемой оболочке. Погружают в грунт стальные трубы методами ударно-канатного бурения или вдавливают домкратами. Оболочки свай, постепенно наращивая, погружают до нужной глубины, затем в полости нагнетают бетонную смесь.
  3. Устраивают вокруг дома, а иногда и внутри старого фундамента буронабивные сваи. В пробуренные скважины глубиной два метра и более устанавливают арматурные каркасы и нагнетают бетон. Усиливаемый фундамент крепится к сваям сквозными анкерными болтами.

Усиление фундамента и основания здания

Каждый случай разрушения фундамента индивидуален, и меры по восстановлению тоже. В ряде случаев хозяева справляются собственными силами. В несложных случаях нужна только правильная последовательность работ, и отсутствие спешки. Недопустимо окапывать весь контур фундамента, работать следует только небольшими захватками, чтобы усиление не создало еще больших проблем для дома.