Как усилить плитный фундамент
Плитный фундамент — монолитная железобетонная плита, располагающаяся под всей площадью фундамента дома. Это довольно затратный тип фундамента за счет больших расходов на строительные материалы (бетона и металла). Его использование целесообразно при строительстве небольших домов, в которых плита фундамента выступает в качестве основания пола.
Плитный фундамент можно использовать в строительстве домов на всех видах грунтов и при любой глубине залегания грунтовых вод. Это хороший вариант и в случае, если строительство ведется на неравномерно и сильно сжимаемых либо пучинистых грунтах, а также песчаных подушках, устроенных на месте вырезанных слабых грунтов.
Благодаря прочной конструкции — монолитной плите, которая выполняется под всей площадью здания, — такой фундамент не боится никаких смещений грунтов. На нем можно строить кирпичный, бревенчатый или каркасный дом в один или несколько этажей. Постройка фундамента начинается с котлована, который сначала отрывают, а затем утрамбовывают его дно и на нем устраивают подушку из песка и слоя гравия. Сверху укладывается гидроизоляционный материал, а поверх наливается тонкий слой бетона. Затем укладывается арматура, и котлован заливают бетоном. В результате получается монолитная плита, которая в дальнейшем может стать полом цокольного этажа.
1. Усиление фундаментов жилого дома
Укрепление и ремонт фундаментов проводятся обычно в летнее время. Сначала фундамент тщательно изучают, выясняются причины и размеры повреждений. При появлении косвенных признаков — трещин в стенах, искривления рядов кладки или горизонтальных стыков, отрывов наружных стен от внутренних, мокрых пятен на поверхностях стен подвала или цоколе, — указывающих на возможные повреждения фундаментов или оснований, необходимо тщательно осмотреть дом. О необходимости укрепления ленточного фундамента скажут трещины на стенах дома.
Особенно надо обратить внимание на трещины, которые расширяются книзу: это сигнал тревоги от фундамента дома. При появлении признаков неравномерной осадки следует установить маяки из гипса или полосок бумаги с рисками отметками на трещинах и понаблюдать в течение месяца. Если трещины будут увеличиваться, значит осадка продолжается. Производить ремонтные работы можно лишь после стабилизации осадки фундамента. Если на маяках в течение двух-трех недель не появятся трещины, значит деформация дома прекратилась и фундамент можно ремонтировать.
При небольших трещинах можно ограничиться лишь их заделкой цементным раствором состава 1:4 (цемент:песок). При незначительных деформациях напротив участка проседания отрывают яму до подошвы фундамента, подкапывают грунт под подошвой и, если он окажется твердым, просто заливают образовавшуюся полость бетоном. Если грунт под фундаментом окажется рыхлым или с признаками грунтовых вод, то необходимо еще углубить яму, вставить под подошву трубу диаметром 30–40 мм и заливать жидкий цементно-песчаный раствор.
Раствор начнет постепенно впитываться в грунт. Заливку прекращают, если раствор не убывает в течение 1–2 часов. Затем трубу заглубляют в другом месте на расстоянии 0,5 м и повторяют заливку. Процесс повторяют в нескольких местах, чтобы укрепить цементом максимально большую площадь. После этого необходимо выполнить работы по отводу грунтовых вод с участка и снова установить наблюдение за просадкой фундамента. Если просадка остановилась, то восстанавливают отмостку. Если выполненные работы не дали положительного результата, придется углублять или заменять фундамент.
Если же маяки, выставленные при первичном обследовании фундамента, показали, что деформации не прекратились, до начала ремонта устанавливают причины просадки фундамента, а затем усиливают его проблемные участки. Для этого фундамент отрывают с двух сторон, предварительно раскрепив проемы стойками, а стены подкосами. Далее под фундаментом отрывают траншею длиной до 1,0 м и подводят дополнительную кладку на высоту 350–500 мм. Для кладки используют плотный камень и раствор М100. Можно этот участок и забетонировать. На смежных участках работы ведут не раньше чем через 3–5 суток, т. е. после схватывания раствора. Особо тщательно следят за расклиниванием существующей и новой кладки.
На основе этих наблюдений выбирают технологию укрепления фундамента. При усилении фундамента важно максимально включить в совместную работу существующий фундамент и элементы усиления. Обычно усиление фундамента осуществляется увеличением подошвы фундамента или устройством свай различного типа.
2. Подошвы фундамента: методы укрепления
Увеличение размеров подошвы фундамента необходимо:
Для увеличения подошвы фундамента обычно используют железобетонные «рубашки», частичную или полную подводку новых опорных плит и наращивание. Железобетонная рубашка представляет собой монолитную оболочку, которая обжимает фундамент со всех сторон. Главное здесь — достичь совместной работы основного фундамента с усиливающей конструкцией. Достигается это обычно стыковкой на сварке арматуры оболочки и предварительно обнаженной арматуры существующего фундамента.
Арматуру усиливающей конструкции устанавливают вдоль граней ленточного фундамента. Укрепление бетонными обоймами целесообразно производить для домов в 2–3 этажа и зданиях без подвала с фундаментами из бутовой кладки, когда между камнями образовались большие щели, заполненные грунтом или рыхлым раствором. При этом фундамент не испытывает значительных напряжений.
Перед началом работ швы очищают от грунта и рыхлого раствора и продувают сжатым воздухом. В бетонных обоймах используют бетон класса В15 хорошей подвижности на мелком щебне. Уплотнение бетонной смеси производят вибратором или простым шты кованием. Укрепление фундамента допускается производить отдельными участками длиной 1,5–2 м, что исключает нарушение устойчивости слабой кладки фундаментов. Работы выполняют одновременно на 2–3 захватках с расстояниями между ними 3–4 м.
Наращивание увеличение подошвы фундамента этим способом выполняется с одной, двух либо трех сторон. В этом случае также важна качественная стыковка арматуры усиливающей конструкции с оголенной арматурой фундамента.
Наращивание можно выполнять и подводкой новых частей фундамента. Устройство нового фундамента под старым нужно выполнять с частичной или полной разгрузкой существующего фундамента по небольшим участкам. Подводка может быть сплошная или частичная, главное — обеспечить ее плотное прилегание к подошве фундамента. Можно делать наращивание с помощью металлических или железобетонных балок, которые пропускаются через отверстия в фундаменте. С помощью домкратов опорные плиты предварительно обжимаются, разрушенные участки фундамента перекладывают или заделывают трещины цементным раствором. Не допускается делать перерыв между отрывкой траншеи и усилением фундамента.
Крепление проемов и стен можно снимать только после засыпки и уплотнения грунта в пазухах траншей. Необходимость усиления фундаментов возникает при достройке дома или появлении деформаций здания. Новый фундамент пристройки закладывают на одном уровне со старым. Траншею под него отрывают вдоль существующего не полностью, а частями, утрамбовывают ее дно, выкладывают слой щебня и сразу бетонируют. Если же выкапывать траншею сразу по всей длине, грунт под старым фундаментом обнажится и может выдавиться. В любом случае необходимо укреплять углы старой постройки наклонными подпорками.
Между новым и старым фундаментами закладывают толь или рубероид. Если необходимо изменить глубину заложения фундамента, устраивают уступы высотой не более 0,5 м. Первый уступ выполняют на расстоянии не менее 1,0 м от существующего фундамента. При дополнительном углублении подвала стены здания укрепляют внешними и внутренними подпорками. Затем вдоль фундамента выкапывают траншею на глубину существующего фундамента, но не по всей его длине, а участками по 0,8–1,0 м. Основание под новый фундамент выравнивают и вычищают. Фундамент лучше устраивать из двух слоев бетона. Сначала укладывают более пластичный слой, а затем жесткий. Бетон плотно утрамбовывают, чтобы не осталось зазора между старым и новым фундаментом и чтобы минимизировать его осадку.
Основания, фундаменты и стены подвалов необходимо защищать от влияния грунтовых и поверхностных вод. Для этого сначала проверяют правильность планировки дворового участка. Если есть местные препятствия, затрудняющие сток поверхностных вод, нужно выполнить планировочные работы, придав дворовому участку уклон. Одновременно с исправлением дефектов кладки фундамента нужно произвести ремонт его гидроизоляции, чтобы устранить агрессивное воздействие влаги и предотвратить проникновение ее в конструкции и подвальное помещение.
С этой же целью необходимо содержать в исправном состоянии отмостки вокруг здания. В большинстве случаев причиной появления сырости в доме является низкое качество горизонтальной гидроизоляции между фундаментом и стенами. Чтобы устранить этот дефект, необходимо выполнить дополнительную гидроизоляцию. Наиболее распространены три ее типа: обмазочная, оклеечная и жесткая.
3. Обмазочная изоляция фундамента: битум, мастика
Работы по устройству гидроизоляции выполняются при температуре выше +10 °С. Перегревать битум не следует, т. к. это снижает его качество. Кроме того, слишком горячий битум на вертикальных поверхностях не успевает загустеть и вместе с рубероидом сползает вниз. Если влага уже проникла в строительные конструкции, от нее необходимо избавиться. Для этого существует несколько эффективных способов.
Когда уровень пола несколько ниже уровня земли, влажность можно уменьшить, удалив грунт от неизолированной стены. Работу эту нужно производить летом, чтобы очищенная кладка быстрей высохла. После этого ее покрывают новой штукатуркой. У домов, стоящих на склоне, подземная кладка часто увлажняется от стекающих поверхностных вод. В этом случае влажность понижают устройством дренажа, по которому вода отводится от дома.
Если деформация фундаментов вызвала соответствующие деформации стен и перекрытий, работы должны выполняться в следующем порядке:
При разрушении ленточного фундамента ремонт следует выполнять участками по периметру. Предварительно выполняют разгрузку фундаментов. Для замены пришедших в негодность подводят новые фундаменты. До начала производства работ периметр в плане разбивают на участки длиной 1–1,5 м и в соответствии с этой разбивкой работы выполняют поэтапно. Для этого с обеих сторон фундамента сначала отрывают шурфы и приступают к разборке нижней части. Шурфы укрепляют досками и распорками из бревен для предупреждения выпадения из старых фундаментов отдельных его частей. Возможно также крепление временными перемычками из досок.
Непосредственно перед бетонированием основание фундамента должно быть расчищено от разжиженного и осыпавшегося грунта.
4. Технологии усиления фундамента
Рис. 3.5. Традиционные технологии усиления фундаментов: а — прикладкой в перевязку; б, г — бетонными обоймами; в — железобетонными обоймами; 1 — стена; 2 — новая кладка в перевязку со старой; 3 — старая бутовая кладка; 4 — металлические штыри; 5 — бетонная обойма; 6 — железобетонная обойма; 7 — щебеночная подготовка; 8 — бетонные банкеты; 9 — стальная балка; 10 — распределительная стальная балка; 11 — зачеканка литым бетоном класса не ниже В15
При поверхностном размягчении или разжижении грунта основания атмосферными или грунтовыми водами их следует отвести и удалить, а грунт уплотнить втрамбовыванием гравия, щебня или крупнозернистого песка. Уплотнять необходимо слоями по 50–80 мм в зависимости от применяемого материала. В подготовленный шурф укладывают бетон. Новый фундамент не доводят до старого на 0,2–0,3 м по высоте.
После набора новым фундаментом 75% прочности (летом 6–8 дней) промежуток между новым и существующим участками по высоте заполняют бетоном. По краям участка ремонтируемого фундамента необходимо оставлять выпуски арматуры для скрепления со следующим участком. По окончании работ на первом участке следует отступить 2–3 м и отремонтировать следующий 1–1,5 м участок, и так по всему периметру, а затем отремонтировать пропущенные участки.
В зависимости от конструктивных особенностей здания возможно одно или двустороннее усиление. Одностороннее усиление обычно устраивают в зданиях без подвала.
На рис. 3.5–3.8 приведены некоторые способы усиления фундаментов.
Рис. 3.6. Устройство железобетонной обоймы для ленточного бутового или кирпичного фундамента: 1 — усиливаемый бутовый фундамент; 2 — усиливаемая кирпичная стена; 3 — железобетонная обойма; 4 — анкеры; 5 — надподвальное перекрытие; 6 — отметка пола подвала; 7 — зона обжатого грунта основания
Рис. 3.7. Уширение подошвы ленточного бутового фундамента (устройство приливов из бетона): 1 — усиливаемый фундамент; 2 — кирпичная стена; 3 — приливы из бетона; 4 — металлические балки, устанавливаемые в пробитые отверстия; 5 — металлические штыри из арматурной стали; 6 — металлические балки, закрепляемые на сварке к поперечным балкам; 7 — зоны уплотненного грунта
Рис. 3.8. Устройство одностороннего бетонного банкета: 1 — усиливаемый фундамент; 2 — монолитный бетонный банкет; 3 — несущая балка; 4 — подкос; 5 — анкер; 6 — упорный уголок; 7 — распределительная балка; 8 — кирпичная стена; 9 — зона уплотненного грунта
Основные технологии усиления фундамента зданий
В некоторых случаях, покупатели земельных участков, на которых находятся старые и ветхие здания, не хотят готовить новое основание под свой будущий дом, т.к. демонтаж старого и монтаж нового выльется в немалую сумму денег. Но, при этом, они не знают, как укреплять фундамент уже существующего здания, особенно с колоннами, да и вообще не слышали про такую необходимость. А она есть.
Кроме того, существует вероятность разрушения или деформации несущих колонн и кирпичной кладки основы. Также фундаменты часто теряют свою прочность через резкие перепады температур внешней среды и почвы, а поэтому, со временем, бетон разрушается, металл столбчатого или ленточного фундамента коррозирует. Чтобы сохранить структуру металла и бетона, нужно проводить специальное усиление фундамента, которое для каждого конкретного основания имеет свою технологию и специфику выполнения.
Понятно, что любой фундамент со временем будет разрушаться, главное – это не допустить того пограничного момента, когда основание будет уничтожено полностью или станет непригодным для эксплуатации. Можно, конечно, увеличить срок службы основания, но стоит такая технология дорого и далеко не каждая компания может грамотно ее реализовать. О том, как сделать укрепление фундамента правильно и защитить его от разрушения, и поговорим в статье.
Когда появляется срочная необходимость усиления фундамента
Существует много проблем, связанных с деформацией и разрушением оснований, когда усиление нужно выполнить в максимально сжатые сроки. В противном случае ситуация может привести к разрушению здания.
Схема, по которой производится усиление старого фундамента дома.
Основные факторы износа фундаментов
Как правило, в каждой местности существуют свои причины просадки оснований, которые могут привести к медленному разрушению зданий.
Сначала нужно опередить причину разрушения, а уже использовать технологию восстановления или усиления фундамента, в противном случае все усилия и вложенные деньги будут израсходованы впустую.
Ситуации, при которых стоит выполнить усиление
Усиление фундаментов необходимо в следующих случаях:
Перед началом работ нужно подробно изучить состояния основания, чтобы определиться с ключевыми проблемами и способами их устранения. Если нужно узнать, в каком состоянии фундамент, делаются глубокие проколы, вплоть до подошвы основания.
Метод инъектирования.
Потом, на основе полученных данных, выполняются реставрационные чертежи, берутся образцы почвы, бетонной рубашки основания и гидроизоляции подземной части, чтобы определиться с причинами возникшей деформации. Также рекомендуется брать образцы подошвы, но выполнять такие процедуры своими руками без специального оборудования и буровой установки не рекомендуется.
Как рассчитать усиление основания
Сначала стоит определиться, по какой причине произошла деформация основания. Причин существует множество, но их все нужно учитывать. Соответственно, сначала делается сбор нагрузок, которые передаются от наземной до подземной части конструкции. Конечно, хорошо бы было иметь на руках строительные чертежи фундамента, но для старых зданий найти такую документацию практически нереально.
Сбор нагрузок делается с помощью обмеров самого основания, потом проводится расчет допустимых нагрузок со стороны конструкции самого здания.
Если нужно укреплять фундаменты старых зданий, тогда геодезические изыскания прошлых лет во внимание не принимаются через истечение срока давности.
Но лабораторные исследования состояния фундамента могут дать более полную информацию, ведь тогда проводится не только структурный, но и молекулярный анализ состава фундамента. Но, снова-таки, провести такие анализы своими руками практически не возможно.
Почему возникает деформация фундамента?
Укрепление фундамента частного дома
Монтаж свай
Это прогрессивный и надежный способ укрепления любого типа фундамента. Он основан на технологии устранения воздействия почвы непосредственно на само основание и перенос всей массы на вмонтированные сваи. Если во время анализа почвы обнаружен достаточно плотный грунт, тогда установка свай считается оптимальной.
Не стоит думать, что бетонные сваи – это обычные сваи с наполнением. Они отличаются структурой, наполнением, тут используется специальная буровая установка и буроинъекционные сваи. Особенность технологии в том, что можно усилить фундамент частного дома даже в труднодоступных местах, причем качество работ от этого не пострадает.
Буронабивные сваи – особенности использования
Ключевой недостаток технологии – это ограничение места монтажа конструкции. При установке буронабивных свай используются поперечные балки большой длины, которые подаются под конкретным углом под фундамент. Этот угол рассчитывается геодезистами.
Бурение отверстий сопровождается сотрясением почвы, а потому выполнять это самостоятельно запрещено, ведь в таких случаях возможен выброс рыхлой почвы. А это – дополнительная усадка грунта, которую нельзя допускать.
Вертикальные буровые скважины более практичны, но стоят существенно дороже. Они устанавливаются вдоль основания, соединяются специальной железобетонной балкой и дополнительно армируются. При монтаже сразу нескольких таких свай, рекомендуется использовать попарно армирование с целью обеспечить более прочную конструкцию, особенно при воздействии мягких почв. Такую технологию нельзя использовать для усиления несущих колонн.
Такая технология пользуется популярностью, но далеко не всегда себя оправдывает. Ведь ее запрещено использовать в старых городах, где есть старинные здания, архитектурные комплексы и прочие сооружения культурного наследия.
Повреждение фасадов и фундаментов из-за вибрации и смещения за счет буровых столбов приведет к их деформации и разрушению. Поэтому, буронабивные сваи больше практикуют в промышленных зонах, а также в городах молодой постройки с железобетонными фундаментами свайной или монолитной конструкции, но не кирпичной или каменной.
Как укрепить фундамент с помощью вдавливаемых свай
Такой вариант усиления несущих конструкций зданий более практичен в условиях плотной застройки старыми зданиями. Они устанавливаются ближе к стене и непосредственно около фундамента. Технология установки вдавливаемых свай:
Для соединения опор любого типа с фундаментом нужно использовать различные металлоконструкции, которые привариваются к арматуре фундамента или соединяются с бетоном анкерами. Для таких целей отлично подходят специальные железобетонные обоймы. Длину свай подбирают строго под тип почвы, причем конец конструкции должен упереться в плотный шар почвы.
Диаметр свай рассчитывается под каждое здание индивидуально и зависит от типа и толщины несущего основания. Но, прежде чем укрепить фундамент по такой технологии, стоит сначала провести подробное исследование почвы, ведь, из-за чрезмерной вибрации, возможна деформация колонн, опор и кладок оснований соседних зданий.
Инъекционное закрепление фундамента под кладку и колонны
Тут используются буроинъекционные сваи, которые отличаются от пневматических опор конструкцией и способом подачи раствора. Усиление фундамента делается следующим образом: в такие опоры под давлением закачивается бетонный раствор, который затем создает так называемую монолитную подушку под фундаментом самой кладки.
Такое решение считается оптимальным при деформации кирпичных и бутовых кладок, т.к. создается равномерная бетонная плоскость, способная выдержать огромные нагрузки.
При закачке бетона грунт уплотняется, создается монолитная плита, бурение производится различными методами, подвижек почвы практически не ощущается, поэтому метод иногда помогает спасти памятки архитектуры, где сама кладка – это произведение архитектурного искусства. Но такой метод стоит больших капиталовложений, ведь используется сложная буровая техника, проводятся подробные геодезические исследования и расчеты, а также подключаются архитекторы и специалисты с бурения.
Сделать монолитную плиту самостоятельно практически невозможно с технической точки зрения. Также стоит использовать метод для усиления единичных опор, ведь тогда нормализируется распределение массы конструкции, а бетонная кладка будет выдерживать дополнительные нагрузки.
Как укреплять фундамент, стоит решать только специалистам, а не владельцу дома. Но способы усиления будут одними и теми же, будь это ленточное основание или столбчатое с колоннами.
Категорически запрещается разрушать существующую кладку, т.к. даже после усиления конструкция в таком случае будет ненадежной.
Технология ремонта и усиления фундаментов
Обследование надземной части здания позволяет установить его фактические размеры, оценить состояние несущих и ограждающих конструкций, определить фактически действующие нагрузки, выявить внешние повреждения, установить, по возможности, причины их возникновения.
Обследование подземной части здания выполняют с целью определения конструкции, размеров и материала фундамента, его прочностных характеристик, глубины заложения, наличия и состояния гидроизоляции, а также типа грунтов в основании. Для этого производят откопку шурфов, количество которых зависит от физического состояния здания в целом и его конструкций.
Если при реконструкции или капитальном ремонте здания нагрузки на фундамент не возрастают, то достаточно отрыть два-три шурфа. При наличии деформаций и трещин в стенах шурфы обязательно выполняют в местах предполагаемых повреждений фундамента. Их отрывают на 0,5 м ниже уровня подошвы фундамента. В плане шурф имеет форму прямоугольника, причем большая его сторона длиной 1,5. 3 м примыкает к фундаменту. Прочность фундаментов и стен подвала определяют известными неразрушающими методами, например, акустическим, радиометрическим, механическим и т.п.
Обследование прилегающей территории способствует выяснению причин повреждений, таких как неправильный отвод поверхностных вод, наличие вблизи русл старых рек, засыпанных оврагов и т.п. (см. таблицу ниже).
| Вид и внешнее проявление деформаций | Причины деформаций |
| 1. Осадка средней части здания | Слабое основание в средней части здания; просадка просадочных грунтов основания; карстовые пустоты в средней части здания |
| 2. Осадка крайней части здания (левой или правой) | Слабое основание под крайней частью здания; просадка грунтов от замачивания; карстовые пустоты;отрывка котлована или траншеи рядом со зданием; сдвиг рядом расположенной подпорной стенки; затопление подвала |
| 3. Осадка обеих крайних частей здания | Аналогичные причины, указанные в п.2, но действующие в обеих частях здания; размещение под средней частью крупного включения (валуна, старого фундамента) |
| 4. Выпучивание и искривление стен в вертикальной и горизонтальной плоскостях | Распор стропильной системы;горизонтальные усилия от растяжек, прикрепленных к зданию; эксцентричная передача нагрузки от перекрытий; динамические нагрузки от оборудования, расположенного в здании; сейсмические подвижки |
Работы по переустройству фундаментов могут выполняться по двум направлениям:
В отдельных случаях эти работы могут выполняться совместно.
Восстановление несущей способности оснований, ее повышение является сложным и дорогостоящим процессом, сущность которого заключается в увеличении плотности и несущей способности грунта основания. Известны различные пути решения поставленной задачи, такие как цементизация, битумизация, силикатизация и т.п.
До начала работ по ремонту и усилению фундаментов должны быть исключены причины, вызывающие его неравномерную осадку или разрушение. Если деформация фундамента вызвала соответствующие деформации стен и перекрытий, то работы выполняют в следующей последовательности:
К основным работам по ремонту и усилению фундаментов относятся:
Перед началом работ необходимо принять меры по обеспечению устойчивости здания и предохранению конструкций от возможных деформаций, т.е. выполнить частичную или полную разгрузку фундаментов.
Частичную разгрузку выполняют путем установки временных деревянных опор, а также деревянных и металлических подкосов.
Для установки временных деревянных опор (рис. 2) в подвале или на первом этаже на расстоянии 1,5. 2 м от стены укладывают опорные подушки, на них размещают опорный брус, на который устанавливают деревянные стойки. По верху стоек укладывают верхний прогон, который крепится к стойкам с помощью скоб. Затем между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, включая тем самым стойки в работу, и нагрузка от перекрытия частично снимается со стен и передается на временные опоры. Опоры на этажах должны устанавливаться строго одна над другой. Для увеличения устойчивости конструкции стойки раскрепляют раскосами.
Полную разгрузку фундаментов осуществляют с помощью металлических балок (рандбалок), заделываемых в кладку стены, а также поперечных металлических или железобетонных балок. Рандбалки (рис. 3, а) устанавливают выше обреза фундамента в заранее пробитые с обеих сторон стены штрабы на постель из цементно-песчаного раствора. Штрабы необходимо пробивать под тычковым рядом кирпичной кладки. Временное закрепление рандбалки в штрабе выполняют клиньями. В поперечном направлении через 1,5. 2 м балки стягивают болтами диаметром 20. 25 мм. Пространство между временно закрепленной балкой и стеной заполняют цементно-песчаным раствором состава 1:3. Стыки рандбалок по фронту соединяют накладками на электросварке. В этом случае нагрузка передается на соседние участки фундамента.
На поперечные балки стены вывешивают следующим образом (рис. 3, б). В нижней части стены вблизи верхнего обреза фундамента через 2. 3 м пробивают сквозные отверстия, в которые заводят поперечные балки. Под каждой поперечной балкой устраивают две опорные подушки на уплотненном основании. Передача нагрузки на опорные подушки осуществляется через продольные балки с помощью клиньев или домкратов. При неудовлетворительном состоянии стены ее предварительно усиливают путем установки рандбалок, которые располагаются выше пробиваемых отверстий.
Ремонт кирпичных и бутовых фундаментов предусматривает выполнение следующих работ:
Ремонт бетонных и железобетонных фундаментов заключается в устранении волосяных трещин, ремонте или восстановлении отмостки и гидроизоляции.
Способы усиления и реконструкции фундаментов мелкого заложения, применяемые в настоящее время, отличаются большим многообразием и их можно классифицировать в зависимости от конструктивно-технологических способов их выполнения (см. таблицу ниже).
Работы по ремонту и усилению фундаментов сложны, трудоемки и очень ответственны. Их выполняют специализированные бригады по захваткам. Протяженность захваток не должна превышать 2 м, чтобы не повредить смежные участки фундамента и вышележащие конструкции здания или сооружения. Работы обязательно должны производиться по предварительно разработанным и утвержденным технологическим картам в составе проекта производства работ при наличии рабочих чертежей.
Рассмотрим отдельные способы ремонта и усиления фундаментов, обращая внимание на особенности технологии выполнения работ.
При расшивке трещин в кладке вначале с обеих сторон обнажают фундамент до его подошвы. Из кладки удаляют раздробленные и отслоившиеся камни, а трещины расчищают и промывают. Удаленные камни заменяют новыми, которые подбирают по размеру и устанавливают на постель из цементно-песчаного раствора. Трещины заполняют пластичным цементно-песчаным раствором марки 50. После этого восстанавливают гидроизоляцию и выполняют обратную засыпку с послойным трамбованием.
При перекладке отдельных участков фундамента работы выполняют в следующей последовательности:
При устройстве обоймы из стального профиля с последующим оштукатуриванием по сетке выполняют следующие виды работ:
Устройство сжимов с обетонированием выполняют в следующей последовательности:
При реконструкции фундаментов с целью повышения их несущей способности выполняются следующие виды работ:
Усиление выполняется в основном для фундаментов, выложенных из бутового камня, бутобетонной кладки и кирпича. Причем, основной материал (бутовый камень, кирпич) обладает достаточной прочностью, но сам фундамент ослаблен в результате разрушения раствора, появления трещин и пустот.
Усиление фундаментов выполняют путем цементации или силикатизации кладки, укрепления отдельных камней (кирпичей) кладки и устройством железобетонных обойм.
Цементация кладки производится путем нагнетания в пустоты фундамента через инъекционные трубки цементно-песчаного раствора состава 1:1. 1:2 под давлением 0,2. 1 МПа. В большинстве случаев цементация кладки производится одновременно с цементацией основания.
При подготовке фундамента к инъецированию выполняют его вскрытие (при необходимости), бурение шпуров, установку инъекторов, их соединение с инъекционной установкой и проверку работы смонтированной системы. Шпуры для инъекторов бурят или пробивают перфораторами в шахматном порядке на расстоянии 0.8. 1,2 м друг от друга. Затем устанавливают инъекционные трубки (стальные перфорированные трубы диаметром 50 мм), закрепляя их в теле шпуров с помощью цементно-песчаного раствора. Радиус действия инъекторов составляет 0,6. 1,2 м. Расход цементно-песчаного раствора для инъецирования зависит от степени физического износа фундаментов и плотности материала кладки и ориентировочно составляет 0,2. 0.4 от объема усиливаемой кладки фундамента.
При силикатизации нагнетание рабочего раствора по одним и тем же инъекторам выполняют в два этапа: вначале жидкое стекло, а затем хлористый кальций. Технологический перерыв при их нагнетании не должен превышать 6 часов. Жидкое стекло нагнетают до полного насыщения тела фундаментов путем ступенчатого повышения давления от 0,05 до 0,4 МПа. Нагнетание хлористого кальция осуществляется при начальном давлении 0,4 МПа с постепенным его повышением до 0,5 МПа.
Укрепление отдельных камней кладки выполняют при незначительной степени физического износа фундаментов. Камни, которые слабо держатся в кладке фундамента, вынимают; гнездо очищают стальной щеткой от грязи и старого раствора, смачивают водой и заполняют цементно-песчаным раствором. Камни устанавливают обратно в гнезда, втапливая их в раствор с помощью последовательных ударов молотком.
Увеличить одновременно несущую способность фундамента и основания можем путем устройства буроинъекционных свай. Их применение позволяет производить работы по усилению фундамента без разработки траншей и нарушения структуры грунта в основании.
Сущность способа заключается в устройстве под зданием буроинъекционных (корневидных) свай, которые передают значительную часть нагрузки на более плотные слои грунта (рис. 5). Сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, которые позволяют пробуривать скважины диаметром от 80 до 250 мм не только в грунтах основания, но и в теле фундамента.
Устройство буроиньекционных свай выполняется в следующей по-следовательности:
При установке арматурных каркасов понижение уровня раствора в скважине не должно превышать более 0,5 м. Для опрессовки сваи на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор. При значительном расходе раствора из-за фильт-рации грунта основания делают технологический перерыв в течение 1 суток и опрессовку повторяют.
Уширение подошвы фундамента
Уширение подошвы фундамента выполняют банкетами из бутовой кладки или из монолитного бетона и железобетона, банкетами балочного типа, а также с помощью монолитных и сборных железобетонных подушек.
Устройство банкет из бутовой кладки выполняется крайне редко из-за большой трудоемкости работ. Чаще всего применяют одно- и двусторонние банкеты из монолитного бетона и железобетона. Конструкция банкет зависит от способа их связи с существующим фундаментом и схем передачи нагрузки от сооружения на усиляемый фундамент.
Наибольшее распространение получили банкеты, где передача нагрузки от сооружения осуществляется с помощью опорных балок (рис. 6). Для этого в стене пробивают сквозные отверстия с шагом 1,5. 2 м. в которые перпендикулярно к стене устанавливают опорные балки из стального швеллера (двутавра) или железобетона. Нагрузка на банкеты передается через распределительные балки из швеллера или двутавра №16. 18, которые располагают вдоль стены.
Работы выполняются в следующей последовательности:
Увеличение площади опирания фундаментов может осуществляться с помощью сборных железобетонных отливов и стальных тяжей (рис. 7).
Работы выполняются в следующей последовательности:
К недостаткам этого способа следует отнести значительный объем земляных работ и большие затраты ручного труда.
При уширении подошвы фундамента путем подводки монолитных или сборных железобетонных плит (рис. 8) из-под него в пределах захватки длиной 1,5. 2 м удаляют грунт.
Железобетонные плиты монтируют на подготовленное выровненное основание. Зазор между поверхностью плит и подошвой фундамента зачеканивают жестким цементно-песчаным раствором марки 100.
Процесс устройства монолитной железобетонной подушки менее трудоемок. Для этого на подготовленное основание укладывают арматурные сетки, устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь. Уплотнение бетонной смеси выполняют вибрированием. Для обеспечения надежного контакта укладываемой бетонной смеси с фундаментом бетонирование производят на 100. 150 мм выше отметки его подошвы. Класс бетона В12,5 и более.
Увеличение глубины заложения фундамента
Углубление фундаментов выполняют с применением бутовой (кирпичной) кладки, монолитного бетона и железобетона.
Способ углубления фундаментов с использованием бутовой кладки отличается высокой трудоемкостью и применяется при незначительных нагрузках. В этом случае вначале разгружают фундаменты и при наличии ослабленных участков стен устанавливают рандбалки. Затем на отдельных захватках длиной 1,5. 2 м в заранее намеченной очередности отрывают колодцы на проектную глубину с временным креплением стенок, разбирают нижнюю ослабленную часть фундамента (при необходимости) и удаляют грунт, подводя под фундамент временные крепления. Кладку нового фундамента выполняют с перевязкой швов, удаляя крепление снизу вверх. Зазор между верхним обрезом новой кладки и нижним обрезом старого фундамента зачеканивают полусухим цементно-песчаным раствором состава 1:3.
Более эффективным является способ углубления фундаментов с применением монолитного бетона (рис. 9). Как и в предыдущем случае, вначале разгружают фундамент, а затем отрывают шурфы на 0,7. 1 м ниже подошвы фундамента, стенки шурфов крепят щитами. У передней стенки устанавливают прочную раму из бруса или круглого леса. Верхняя перекладина рамы должна находиться на 30. 50 мм ниже подошвы фундамента. Между подошвой и верхней перекладиной рамы в грунт забивают доски, т.е. устраивают забирку, под защитой которой на проектную глубину отрывают колодец. Затем в колодец укладывают и уплотняют бетонную смесь, оставляя между подошвой фундамента и поверхностью бетона зазор 300. 400 мм. После набора бетоном требуемой прочности с помощью домкратов производят обжатие основания новой части фундамента, используя при этом массу существующего здания. После этого бетонируют зазор, укладывая бетонную смесь на 100 мм выше подошвы старого фундамента с целью обеспечения плотного контакта.
Полная или частичная замена фундамента
Замену фундаментов начинают с наиболее слабых участков и по возможности под теми участками стен, где отсутствуют проемы. Разбивку фундамента на захватки производят с таким расчетом, чтобы между захватками, где одновременно выполняются работы, находилось не менее двух захваток, на которых работы еще не начинались или уже выполнены и кладка (или бетон) набрала требуемую проектную прочность.
Известен способ усиления основания существующих фундаментов железобетонными опускными колодцами (рис. 11). Фундамент в этом случае может иметь в плане любые габариты и конфигурацию. Кроме того, исключается необходимость его разгрузки для ведения работ. Внутренние размеры опускного колодца должны превышать габариты подошвы фундамента на 15. 20 см. В плане колодец может иметь форму окружности или прямоугольника с закругленными углами. Его выполняют из монолитного или сборного железобетона на поверхности земли или в котловане, отметка дна которого должна быть выше отметки подошвы фундамента на 20. 30 см.
Колодец опускается по мере выемки грунта по наружному периметру его стен, при этом основание под существующим фундаментом сохраняется ненарушенным и заключается в обойму. Для обеспечения достаточной стабильности грунтового ядра внутри опускного колодца грунт необходимо разрабатывать только в сухом состоянии, выполняя при необходимости водопонижение. После погружения колодца траншея засыпается грунтом или песком с тщательным послойным уплотнением.
В особо сложных случаях усиления фундаментов, когда нагрузку необходимо передать на глубоко залегающие прочные грунты, особенно при наличии высокого уровня грунтовых вод, применяют вдавливаемые сваи. Различают два способа усиления фундаментов:
Выносные сваи выполняются в виде набивных свай или способом вдавливания. При этом способе усиления необходимо обеспечить надежное сопряжение существующего фундамента со сваями. С этой целью в фундаменте или в стене устанавливают в продольных штрабах рандбалки. Кроме того, могут применяться поперечные балки, которые заводят в предварительно пробитые сквозные отверстия. Балки связывают между собой и с выносными сваями с помощью монолитного железобетонного ростверка (рис. 12).
При выборе того или иного способа усиления фундаментов необходимо, как правило, рассматривать несколько вариантов. Окончательный выбор осуществляется на основании сравнения по технико-экономическим показателям.
