Восстановление и усиление фундаментов: Технология ремонта и усиления фундаментов

Принципы и способы восстановления и усиления фундаментов

Выбор способов ремонта и усиления ленточных и столбчатых фундаментов мелкого заложения зависит от причин, вызывающих необходимость усиления, особенностей конструктивного решения фундаментов, действующих нагрузок, а также от инженерно-геологических условий и степени стесненности рабочей площадки. От принятого способа усиления или ремонта существенным образом зависит организация и технология производства работ.

Основные способы усиления фундаментов мелкого заложения с их краткой характеристикой даны ниже.

Усиление и восстановление кладки фундаментов цементацией. Способ применяется, когда кладка ослаблена по всей толще, а увеличения нагрузки на фундамент нет. Цементация производится путем нагнетания в пустоты фундамента через инъекционные трубы цементного раствора консистенции от 1:1 до 1:2 и более под давлением 0,2…1,0 МПа (рис. 7). Через один инъектор заполняется пространство диаметром 0,6…1,2 м.

Рис. 7 Усиление кладки фундамента при ее большом износе инъекцией цементного

раствора:

1 – инъекторы; 2 – фундамент; 3 – цементный раствор

Обычно число мест инъекции зависит от степени разрушения кладки фундаментов. Работы по укреплению целесообразно вести захватками длиной 2,0…2,5 м. Иногда для уменьшения расхода раствора боковые поверхности фундамента перед цементацией покрывают цементной штукатуркой.

Ремонт и усиление тела фундаментов материалами на основе полимеров. Способ основан на использовании полимербетонов, полимерных растворов и мастик для заделки трещин в теле фундаментов и инъецирования их внутрь. Для заделки трещин шириной 2 мм и более и раковин глубиной менее 50 мм используются полимеррастворы и полимермастики. Если разрушения более значительны и имеются обнажения арматуры, восстановление выполняют полимербетоном или полимерраствором, нанесением торкретбетона.

При наличии пустот, трещин и других дефектов внутри тела для укрепления его используют инъекционное лечение полимерными смесями смол с отвердителями. В связи с высокой стоимостью смол инъекцирование их ограничивается небольшими объемами дефектов.

Устройство защитных растворных рубашек. Способ применяется при ремонте незначительных наружных повреждений фундаментов. Для этого в кладку в шахматном порядке через 0,5 м заделываются металлические анкеры, к которым прикрепляется арматурная сетка, и затем наносится раствор на крупном песке простым оштукатуриванием или торкретированием. Иногда вместо раствора наносят бетон, применяя пневмонабрызг или укладку в опалубку. Данный способ обычно применяется совместно с другими мерами усиления. Из-за появления трещин в ступенях ленточного фундамента их усилили путем устройства над ступенями продольных железобетонных балок (рис. 8). Балки опираются на контрфорсы, ширина которых определяется по расчету на смятие кладки в местах пересечения ригеля контрфорса с кладкой стены.

Расстояние между контрфорсами находится из расчета балок на изгиб. Весь фундамент заключается в железобетонную рубашку, монолитно связанную с балками.

Рис. 8 Вариант усиления кладки ленточного фундамента:

1 – фундамент; 2 – трещины в ступенях; 3 – продольная балка на ступени; 4 – контрфорс; 5 – рубашка; 6 – рандбалки; 7 – стена здания

Частичная замена кладки фундамента производится при ремонтах со средней степенью разрушения тела фундамента. Способ применяется когда нагрузка на фундамент увеличивается, а несущая способность основания достаточна.

Усиление железобетонных фундаментов обоймами ввиду простоты и надежности устройства получило широкое распространение в практике. Обоймы, устраиваемые без углубления фундамента, могут выполняться как без увеличения площади подошвы, так и с ее уширением. По материалу они могут быть бетонными и железобетонными. Последние более надежны, так как охватывают усиливаемый фундамент, обжимая его при усадке бетона.

Обоймы без увеличения площади подошвы фундаментов устраиваются редко. Их применяют в тех случаях, когда тело фундамента имеет недостаточную прочность, а его подошва и основание находятся в хорошем состоянии.

Обоймы с увеличением площади подошвы фундамента устраиваются в фундаментах мелкого заложения, выполненных из различных кладок, бетона или железобетона. Изготовление обойм возможно как на всю высоту фундамента, так и на часть высоты (рис. 9). Применяют данный способ при необходимости увеличения нагрузки на фундамент и недостаточной несущей способности основания. По этим причинам обоймы достаточно часто используют для усиления бутовых и бутобетонных фундаментов при надстройке или других видах реконструкции зданий старой постройки. Некоторые схемы таких усилений, даны на рис. 10.

Рис. 9 Схемы усиления ленточных фундаментов бетонными обоймами:

а – обойма у подошвы; б, в – трапецеидальная и прямоугольная обоймы

на всю высоту тела фундамента;

1 – фундамент; 2 – обойма; 3 – штрабы; 4 – балка усиления

Рис.  10 Варианты усиления бутовых и бутобетонных фундаментов:

а – обоймами с креплением их балками и штрабами;

б – арматурными элементами; в – жестким металлическим каркасом;

1 – существующий фундамент; 2 – обойма усиления; 3 – металлическая

балка; 4 – арматурные стержни; 5 – металлический каркас

Обоймы устраивают как в подвальных, так и бесподвальных зданиях. Возможные схемы усиления обоймой фундаментов и стен подвала приведены на рис. 11.

Рис. 11 Варианты усиления обоймами стен (а), (б) и столбов (в) подвала:

1 – стена подвала и фундамента; 2 – столб; 3 – обойма;

4 – арматурные стержни; 5 – арматурные тяжи; 6 – хомуты

При необходимости значительного увеличения площадей подошвы применяются более жесткая система разгрузочных балок с устройством подкосов, опирающихся на кладку (рис.

9, в). Для обеспечения жесткости в продольном направлении балки между собой связывают уголками и арматурными стержнями. После обетонирования фундамент имеет повышенную несущую способность. На рис. 11, б приведено подобное решение для сборного ленточного фундамента. Толщина обоймы и требуемая величина уширения подошвы определяются расчетами с учетом повышения расчетной нагрузки в случае реконструкции или снижения несущей способности грунтов при эксплуатации. При необходимости не только уширения подошвы, но и повышения прочности тела стен подвала или колонн обоймы фундаментов и стен делают едиными (рис. 10).

После усиления уширенная часть фундамента начинает воспринимать часть действующей и дополнительной нагрузок. В случаях большого увеличения нагрузок элементы уширения должны быть введены в работу путем предварительного обжатия основания. В настоящее время в практике имеется значительное количество способов обжатия. Для ленточных фундаментов, в частности, может быть применен способ, суть которого заключается в установке с двух сторон фундамента дополнительных железобетонных сборных блоков уширения, нижнюю часть которых стягивают анкерами из арматурной стали, пропущенными сквозь них и существующие фундаменты.

Верхняя часть блоков отжимается от поверхности фундаментов клиньями или домкратами. В результате этого блоки поворачиваются вокруг нижней, закрепленной анкерами точки, и подошвой обжимают неуплотненный грунт основания. После обжатия зазор между блоками и фундаментом расклинивается и заполняется бетоном (рис. 12, а).

Рис. 11 Варианты усиления сборных ленточных фундаментов с помощью:

а – горизонтальных штраб и монолитной обоймы;

б – металлического каркаса и монолитной обоймы;

1 – фундамент; 2 – обойма; 3 – арматурные стержни

Рис. 12 Варианты усиления с предварительным обжатием основания:

1 – фундамент; 2 – блоки; 3 – тяжи; 4 – фиксированная затяжка; 5 – прижимной щит;

6 – антифрикционное покрытие; 7 – клинья; 8 – поперечная балка; 9 – обжатое

основание; 10 – домкрат; 11 – сборный банкет; 12 – бетон

Известен и другой способ усиления с обжатием основания. Суть его заключается в установке по периметру фундаментов блоков обоймы, которые путем горизонтальных усилий обжатия тяжами вдавливаются в грунт (рис. 12, б). Для облегчения погружения блоков в грунт поверхность контакта блоков и фундамента смазываются антифрикционными материалами. При стягивании тяжей, пропущенных через прижимные щиты, блоки усиления сдавливаются и сползают вниз вдоль фундамента, обжимая тем самым грунт. После обжатия между блоками и поперечными балками, проходящими через стену здания, устанавливаются клинья, а блоки связывают фиксирующей затяжкой.

Рассмотренные способы пригодны в случаях, когда фундамент не имеет консолей. При наличии их применяют, например, способ, схема которого дана на рис. 12, в. В этом случае, с помощью домкратов через заранее уложенные бетонные элементы на грунт основания передается давление, несколько меньшее, чем под подошвой фундамента. Перед снятием домкратов устанавливают распорные клинья, а затем устраивают бетонную обойму

Усиление путем подведения конструктивных элементов под подошву фундаментов. В качестве дополнительных элементов, подводимых под существующие фундаменты, используют плиты, столбы и сплошные стены. Возможные схемы усиления даны на рис. 13.

В случае незначительного увеличения глубины заложения с одновременным уширением подошвы фундамента под нее подводят железобетонные плиты (рис. 13, а). Для этого на участках длиной 1…2 м. грунт под фундаментом откапывают и на месте изготавливают монолитную железобетонную плиту или монтируют сборные железобетонные элементы. После обжатия грунта в основании промежуток между плитой и подошвой фундамента заполняют бетоном, тщательно уплотняя его вибраторами.

Отдельные столбы под фундамент подводят в тех случаях, когда возможна передача нагрузки на более прочный грунт, расположенный на небольшой глубине от подошвы. Столбы располагают по линии или в шахматном порядке на определенном расстоянии друг от друга (рис. 13, б, в).

В случае недостаточной несущей способности основания или при необходимости устройства подвала под фундаменты подводят сплошную стену (рис. 13, г). Иногда стенку выполняют с одновременным увеличением площади подошвы.

Рис. 13 Варианты усиления подведением конструкций под фундаменты в виде:

а – железобетонных плит; б, в – отдельныхстолбов; г – сплошной стены; 1 – фундамент; 2‑столб; 3 – шурф; 4 – сплошная стена; 5 – плита; 6 – арматурный каркас

При значительном ослаблении тела фундамента и необходимости его заглубления иногда более выгодно сделать разборку старого и построить новый с необходимой глубиной заложения. Для ленточных фундаментов последовательность операций устройства фундаментов приведена на рис. 14. Вначале через стену пропускают разгружающие балки, надежно опирая их на опоры из шпальных клеток или домкраты. Последние более удобны, так как позволяют регулировать положение балок. После передачи нагрузки от стен на опоры старый фундамент разбирается отдельными захватками длиной 2,0…3,5 м и устраивается новый на более глубокой отметке. Между новым фундаментом и стеной для обеспечения их совмесной работы производится инъецирование песчано-цементного раствора под давлением. Затем осуществляется засыпка котлована и демонтаж разгружающих конструкций.

Рис. 14 Переустройство ленточного фундамента с разборкой старой кладки фундамента

Изменение конструктивного решения фундаментов. В практике используются приемы усиления путем переустройства столбчатых фундаментов в ленточные (рис. 15). Для этого между столбами устраивают железобетонную стену в виде перемычки, нижнюю часть которой подводят под подошву существующего фундамента. Перемычка охватывает также подколонник. В случае незначительного повышения несущей способности перемычка может выполняться с уширенной подошвой. При необходимости устройства подвала перемычку делают на всю высоту столбов.

Рис. 15 Переустройство столбчатых фундаментов в ленточные:

1 – столбчатый фундамент; 2 – железобетонная перемычка;

3 – арматурные каркасы; 4 – уширенная часть перемычки

При значительном увеличении нагрузки столбчатые фундаменты переустраиваются в перекрестно-ленточные и плитные, а ленточные в плитные (рис. 16).

Рис. 16 Переустройство ленточных фундаментов в плитные:

1 – ленточный фундамент; 2 – отверстия в ленточном фундаменте; 3 – подводимая плита; 4 – пропуски плиты под ленточным фундаментом; 5 – арматурные каркасы

Усиление фундаментов сваями. Сваи применяют для передачи нагрузки от фундаментов на более прочные слои грунта в тех случаях, когда основание имеет высокую деформативность и наблюдаются подземные воды, осложняющие процесс уширения или заглубления фундаментов.

Во всех случаях усиление производят двумя приемами: пересадкой фундамента на выносные сваи или подведением свай под подошву фундамента. Выносные сваи применяют при высоком уровне грунтовых вод, а подводимые при низком. В ленточных фундаментах выносные сваи устраиваются с одной или двух сторон фундамента, в столбчатых фундаментах они располагаются как с двух противоположных сторон, так и по всему периметру (рис. 17). Подводимые под подошву сваи могут устанавливаться в один, несколько рядов или кустами. Головы свай с усиливаемыми фундаментами соединяются ростверками, выполняемыми в виде железобетонных поясов для ленточных фундаментов или железобетонных обойм для столбчатых. Длину свай назначают по расчету в зависимости от характеристик грунтов и нагрузок на фундамент. В практике применяется большое количество способов усиления фундаментов сваями различного конструктивного решения. Некоторые из них рассмотрены ниже.

Рис. 17 Усиление ленточных и столбчатых фундаментов

1 – усиливаемый фундамент; 2 – свая; 3 – ростверк; 4 – рандбалка; 5 – поперечные балки; 6 – рычажный ростверк

Усиление набивными и буронабивными сваями. Набивные сваи устраивают погружением в основание обсадочных труб диаметром 250…375 мм с последующим извлечением из них грунта и заполнением их бетоном с трамбованием или уплотнением сжатым воздухом (пневмонабивные сваи). Иногда могут быть использованы набивные сваи, выполняемые по технологии винтового продавливания. Скважины образуются спиралевидными снарядами, при проходке которых грунт не извлекается, а уплотняется. В случае устройства буронабивных свай пробуривают скважины, устанавливают арматурные каркасы и бетонируют ствол.

При усилении столбчатых фундаментов набивными и буронабивными сваями вначале бетонируют сваи. Затем головы свай с арматурными выпусками связывают железобетонной обоймой, выполняемой вокруг существующего фундамента (рис. 18, а). Концы свай должны быть заглублены в прочный грунт. Для усиления могут быть поставлены две, четыре или больше свай, расположенных симметрично.

При усилении ленточных фундаментов выносные сваи размещают параллельными рядами с обеих сторон фундамента. Вынос свай определяется удобством расположения бурового оборудования. В случаях усиления выносными сваями фундаментов из бутовой кладки в них на требуемой высоте устраивают штрабы, в которые монтируют металлические продольные балки (рандбалки). Под продольными балками устанавливают поперечные металлические балки. Шаг балок 2,0…3,5 м. После установки балок по верху свай бетонируется ленточный ростверк. Для обеспечения совместной работы фундамента и установленных свай производят расклинивание промежутка между ростверком и поперечными балками. Схема такого решения приведена на рис. 18, б.

Рис. 18 Варианты усиления ленточных (а, б) и столбчатых (в) фундаментов набивными сваями:

1 – фундамент; 2 – ростверк; 3 – набивные сваи; 4 – зона уплотненного грунта; 5 – металлические балки; 6 – балка, бетонируемая на месте

В сборных ленточных фундаментах может использоваться вариант, схема которого приведена на рис. 18, в. При этом в стене фундамента отверстия не пробивают, а поперечные железобетонные балки изготавливают на месте, объединяя их арматурными стержнями, пропускаемыми через горизонтальные швы кладки. Балки работают совместно со стеной за счет сил трения и сцепления.

Усиление вдавливаемыми сваями. В настоящее время накоплен большой опыт повышения несущей способности фундаментов вдавливаемыми сваями. Сваи могут быть как цельными, так и составными из отдельных элементов. Этот способ имеет целый ряд преимуществ: отсутствие динамических и вибрационных воздействий на здание при устройстве усиления, нет необходимости в усиленном армировании ствола сваи, высокая точность установки свай, минимальное загрязнение окружающей среды и незначительные энергозатраты при устройстве.

Ленточные фундаменты можно усиливать с помощью выносных вдавливаемых свай из трубчатых элементов длиной 0,8…1,2 м, располагаемых попарно с двух сторон стены, схема подобного усиления приведена на рис. 19, а. Сваи погружают домкратами, усилия от которых передаются на железобетонные балки, изготавливаемые совместно со сплошным железобетонным поясом, который затем омоноличивается со сваями. Вдавливание свай осуществляется одновременно с двух сторон стены. Трубчатые элементы по мере вдавливания стыкуются между собой с помощью сварки. После вдавливания, демонтажа домкратов и упорных балок заполняются полости свай бетоном, устанавливаются арматура и опалубка оголовок свай и через отверстия в балке производится их бетонирование. В ряде случаев под ленточные фундаменты сваи можно подводить в один ряд. Работы выполняют из шурфов, откопанных до подошвы или ниже подошвы фундаментов (рис. 19, б).

Рис. 19 Варианты усиления фундаментов трубчатыми задавливаемыми сваями:

1 – фундамент; 2 – металлические трубчатые сваи; 3 – арматурный каркас оголовка сваи; 4– оголовок; 5 – железобетонная балка; 6 – стена; 7 – отверстия; 8 – наддомкратная балка; 9 – клинья; 10 – уголки; 11 – домкрат

Для передачи нагрузки на сваю между домкратом и сваей устанавливается распределительная подушка. Чтобы не снимать домкрата после каждого вдавливания, его приваривают к подушке. После вдавливания звена поршень домкрата поднимают вверх и сваю наращивают очередным звеном. При вдавливании необходимого количества звеньев сваю закрепляют с помощью уголков и клиньев, убирают домкрат и заполняют полость трубы бетоном, а шурф – бутобетоном.

В строительной практике часто используют составные вдавливаемые железобетонные сваи “Мега”. Сваи состоят из трех типов секций; головной, рядовых и нижней (рис. 20). Сначала отрывают шурф ниже подошвы фундамента и устанавливают нижнюю секцию. Затем на нее прикрепляют головную секцию и сверху ставят домкрат, упирающийся в специальный распределительный элемент. После вдавливания нижней секции домкрат демонтируют, снимают головную секцию, устанавливают рядовую секцию, затем головную и монтируют снова домкрат. После вдавливания установленной рядовой секции операцию повторяют до тех пор, пока конец сваи не достигнет проектной отметки. На последнем этапе промежуток между распределительным элементом и сваей расклинивают и заполняют бетоном. В случае передачи больших нагрузок сваи “Мега” делают выносными в два ряда (рис. 20, б). При этом они связываются поперечными железобетонными балками.

Рис. 20 Варианты усиления фундаментов железобетонными задавливаемыми сваями:

1 – фундамент; 2 – распределительный элемент; 3 – железобетонная балка; 4 – клинья; 5 – домкрат; 6, 7, 8 – соответственно головная, рядовая и нижняя секции свай

Усиление буроинъекционными сваями позволяет производить работу без разработки котлованов, обнажения тела фундаментов и нарушения структуры грунта основания. Сущность этого способа заключается в устройстве под фундаментом жестких корневидных свай, передающих большую часть нагрузки на более плотные слои грунта. Сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, позволяющих пробуривать скважины через расположенные выше стены и фундаменты.

В скважины устанавливают арматурные каркасы и через инъекционные трубы нагнетают цементно-песчаный раствор или мелкозернистый бетон. Отличительной особенностью данного типа свай является их малый диаметр (127…190 мм) и относительно большое по сравнению к диаметру заглубление (более 100). Наибольшее распространение буроинъекционные сваи получили при усилении оснований и фундаментов реконструируемых и реставрируемых зданий. Сваи имеют значительную прочность на растяжение, поэтому их иногда используют в качестве анкеров в конструкциях, подверженных воздействию горизонтальных сил. Некоторые схемы усилений буроинъекционными сваями приведены на рис. 21.

Рис. 21 Варианты усиления фундаментов буроинъекционными сваями:

1 – стена здания; 2 – подводимый потолок; 3 – буроинъекционные сваи; 4 – существующие сваи; 5 – распределительные плиты

Усиление фундаментов способом «стена в грунте». Способ применяют при усилении фундаментов, расположенных вблизи фундаментов других зданий, на стесненной площадке, в сложных грунтовых условиях и т. п. Конструктивные решения усиления (глубокими стенами или прямоугольными столбами) зависят от причин усиления грунтовых условий, величины и характера нагрузок на фундамент, а также ряда других факторов. Например, при устройстве глубоких выемок или подвалов вблизи существующего фундамента, усиление производится глубокими стенами, возводимыми между выемкой и фундаментом (рис. 22, а). При этом повышение устойчивости стены достигается устройством анкерных креплений. Увеличение несущей способности столбчатых фундаментов может обеспечиваться возведением вокруг них глубоких стен или столбов прямоугольного сечения с двух- или четырехсторонним расположением (рис. 22 б, в), а иногда в виде замкнутого короба (рис. 22, г). Стены и столбы объединяются с фундаментом железобетонной обоймой. При необходимости одновременного увеличения устойчивости основания и усиления фундамента устраивают параллельные глубокие стены, объединенные стенами-перемычками меньшей глубины (рис. 22, д). За счет заключения в жесткую обойму при таком решении значительно повышается устойчивость основания и одновременно усиливается фундамент.

Рис. 22 Схемы усиления фундаментов способом «стена в грунте»:

1 – фундамент; 2 – стена в грунте или прямоугольный столб; 3 – выемка; 4 – анкер; 5 – стена в виде короба; 6 – глубокие ленты или стены; 7 – стены-перемычки

Иногда усиление фундаментов производят комбинированными способами, одновременно устраивая «стены в грунте» и сваи, а также применяя различные способы закрепления грунтов и оснований.

Усиление фундаментов опускными колодцами позволяет повысить несущую способность за счет заключения грунта основания в жесткую обойму. Колодец (круглый или прямоугольный в плане) опускают по мере выемки грунта по наружному периметру его стен. При этом основание фундамента сохраняется ненарушенным и заключается в обойму (рис. 23). Размеры колодца в плане и его глубина определяются расчетом, при этом грунт внутри колодца рассматривается как тело в жесткой обойме.

Рис. 23 Усиление фундамента опускным колодцем:

а – установка опускного колодца перед погружением; б – погружение колодца на проектную глубину; 1 – фундамент; 2 – колодец; 3 – котлован; 4 – обжимаемое основание

При усилении ростверков в случае большой степени их износа устраивают железобетонные обоймы. Возможная схема обоймы дана на рис. 24, а. Арматура обоймы должна быть замкнутой по периметру ростверка.

По возможности ее следует делать предварительно напряженной. В случае оплывающих грунтов и наличия большого количества воды усиление производят с применением способа «стена в грунте» (рис. 24, б). Иногда под ростверк подводят дополнительные железобетонные ленты, усиливая тем самым ростверк и верхние участки свай (рис. 24, в).

Рис. 24 Усиление ростверков свайных фундаментов:

1 – сваи; 2 – ростверк; 3 – железобетонная обойма; 4 – зацементированный щебень; 5– замкнутое ограждение «стена в грунте»; 6 – железобетонная лента

Усиление свайных фундаментов в случае их недостаточной несущей способности можно выполнять задавливание дополнительных свай или наращивание существующих свай дополнительными секциями. Чаще всего устраивают дополнительные выносные сваи. Пример последнего дан на рис. 25.

Рис. 25 Вариант усиления свайных фундаментов выносными сваями:

1, 2 – сваи и ростверк фундамента; 3 – отверстие для пропуска горизонтальной балки; 4 – поперечная балка; 5 – продольная балка; 6 – новый ростверк; 7 – дополнительная выносная свая

Усиление и реконструкция фундаментов.

Автор: Швец В.Б.  Усиление и реконструкция фундаментов.

Выдержки из книги.

---

Виды разрушения фундаментов в процессе эксплуатации

Основными причинами разрушения фундаментов в процессе эксплу­атации являются: коррозия материала фундамента под воздействием агрессивной среды; нарушение режима эксплуатации технологического оборудования; динамические воздействия технологического и подъем­но-транспортного оборудования; перегрузка фундаментов и некачест­венное исполнение их.

Большую опасность для оснований фундаментов представляют поверхностные воды, отводу которых часто не уделяется должного внимания. Между тем замачивание оснований из поверхностных источников, как правило, приводит к неравномерным деформациям зданий. Особенно опасно замачивание оснований, сложен­ных структурно неустойчивыми грунтами – просадочными, набухающи­ми, засоленными, пылеватыми и песчаными.

Как показывают наблюдения, в ряде крупных промышленных го­родов страны отмечается интенсивный подъем уровня грунтовых вод. Причинами этого являются интенсивная застройка тер­риторий, нарушающая условия поверхностного стока, утечки из комму­никаций, отстойников, резервуаров, а также подтопление водами вслед­ствие строительства плотин, водохранилищ. Интенсивные вырубки леса тоже могут стать причиной подтоплений. В результате названных яв­лений во многих случаях изменяется несущая способность основания, обусловливая возникновение значительных осадок оснований и дефор­маций существующих зданий и сооружений. При этом возникает пробле­ма обеспечения нормальных условий эксплуатации зданий и сооружений на обводненных основаниях.

При строительстве сооружений непосредственно на склоне наруше­ние их устойчивости нередко происходит в виде появления недопустимых (порой катастрофических) осадок.

Общая классификация отказов фундаментов

Система основание — фундамент должна сохранять надежность в про­цессе всего периода эксплуатации здания или сооружения и способность воспринимать все внешние воздействия, предусмотренные при проекти­ровании.

Под безотказностью работы системы основание — фундамент следует понимать способность ее сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации в течение времени функционирования. Безотказ­ность включает в себя требования прочности, надежности, устойчивости и долговечности как всей системы, так и ее элементов.

Полная или частичная утрата надежности системы называется отка­зом. В отдельных случаях понятие отказа является четко определенным (например, обрушение всего сооружения), однако в общем случае поня­тие отказа является весьма относительным, так как в значительной сте­пени зависит от конкретных условий функционирования системы. Отка­зом системы основание — фундамент является как полный выход систе­мы и всего сооружения из строя, так и недопустимые отклонения пара­метров системы от расчетных или от требуемых новых условий ее рабо­ты. Наряду со случайным колебанием параметров системы может наблю­даться и монотонное необратимое их изменение (износ), обусловленное старением, коррозией и т.п. Такие отказы называются постепенными.

Внезапные (катастрофические) отказы фундаментов и их оснований обычно приводят сооружение к предельному состоянию. Причинами воз­никновения внезапных отказов оснований являются: дефектность ин­женерно-геологических изысканий; несоответствие принятых расчетных схем и несовершенство методов расчета несущей способности и дефор­маций; грубые нарушения режима эксплуатации оснований, аварии и стихийные бедствия.

Постепенный (не катастрофический) отказ основания обычно обус­ловлен дефектами и погрешностями испытаний грунтов, недостаточной информацией об инженерно-геологических, природно-климатических и эксплуатационных условиях и т.д. Проявление постепенно отказа связа­но с накоплением пластических деформаций и приспособлением системы основание — фундамент и ее отдельных элементов к изменившимся ус­ловиям функционирования. Постепенный отказ характеризует достиже­ние системой или ее элементами предельного состояния по деформации.

Одной из основных характеристик надежности оснований и фундамен­тов является ее ремонтопригодность, т.е. способность системы к пре­дупреждению, обнаружению и устранению различных отказов и отклоне­ний путем проведения ремонтов. Степень ремонтопригодности фундамен­та зависит в первую очередь от его конструктивных особенностей. Как правило, ремонт фундамента возможен только при постепенном отказе, внезапные же отказы обычно приводят сооружение в предельное состоя­ние по прочности и устойчивости.

Свойство системы сохранять работоспособность и надежность при установленной системе ремонтов вплоть до состояния, при котором даль­нейшая эксплуатация становится невозможной или опасной, а ремонт и восстановление экономически нецелесообразным, называется долго­вечностью.

Долговечность материала фундамента в основном зависит от интен­сивности протекания процессов разрушения бетона под влиянием агрес­сивных сред при контакте с грунтом или технологическими растворами. Мерой долговечности является период времени до наступления предель­ного состояния сооружения (физический отказ) либо время полезного функционирования последнего (моральный отказ).

При физическом отказе, зависящем от степени естественного износа, возникает необходимость усиления системы основание — фундамент или ее дополнительной защиты от агрессивных или динамических воздействий.

При наступлении морального отказа система основание — фундамент не пригодна для дальнейшей эксплуатации вследствие невозможности, ее использования в первоначальном виде в условиях технического пере­вооружения и переоснащения производства. В этом случае требуется пере­устройство или реконструкция системы для получения новых ее качеств. Для обеспечения большей эффективности следует как можно полнее ис­пользовать элементы старой системы.

 

                                      УКРЕПЛЕНИЕ И УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ

Осушение и дренаж оснований

При эксплуатации зданий и сооружений часто возникает необходи­мость в осушении оснований или предотвращении их обводнения. Ука­занное во многом связано с прогрессирующим подъемом грунтовых вод на застроенных территориях. Осушение и дренаж оснований применяются самостоятельно или в комплексе с активными способами защиты от де­формаций (усиление фундаментов, замена или укрепление надземных ) конструкций и др.).

При решении вопросов защиты оснований от воздействия грунтовых вод обычно осуществляют мероприятия, которые условно можно разбить на три группы, каждая из которых проводится с определенной целью.

-Первая группа имеет цель полностью прекратить доступ воды на за­строенную территорию. В этом случае устраивают нагорные канавы и кю­веты, водоперехватывающие и отводящие лотки, дренажные траншеи или засыпки с отводящими дренажными трубами, противофильтрационные завесы и др. Сюда же относятся мероприятия по отводу поверхностных вод, осуществляемому путем вертикальной планировки и устройства ливневой канализации.

-Вторая группа водозащитных мероприятий предназначается для от­вода поступающей на территорию воды от построенных на ней сооруже­ний. В этом случае устраивают окольцовывающие (кольцевые) дренажи в виде траншей с уложенными в них дренами, заполненных дренажным материалом, дренажные завесы с самотечным отводом воды или с прину­дительной откачкой, сеть откачных скважин, локальные противофильт­рационные завесы и т.п.

-Третья группа рассматриваемых мероприятий осуществляется для понижения уровня грунтовых вод под сооружением. В этом случае уст­раивают пластовый дренаж с активной откачкой, водопонизительные (поглощающие или откачные) скважины, лучевой дренаж и пр.

При устройстве трубчатых горизонтальных дренажей используют керамические или асбестоцементные трубы, а при глубине заложения дрен свыше 4,5 м — бетонные и железобетонные. Их укладывают в тран­шеи на слой щебеночной подготовки и обсыпают сначала гравием, а затем песком (по принципу обратного фильтра) и закрывают сверху хорошо уплотненным грунтом. Грунтовые воды поступают в трубы через стыко­вые зазоры в 10—20 мм, открытые в верхней части на две трети внутрен­него диаметра по высоте (нижняя треть заделывается просмоленной пак­лей), или специально устраиваемые круглые или щелевые водоприемные отверстия.

Горизонтальные скважины устраивают путем забуривания их в осу­шаемый пласт или проходки из специальных колодцев (шахт) расходя­щихся скважин-лучей, в которых устанавливают фильтровальные трубы- дрены. Горизонтальные лучи могут выполняться значительной длины (до 50—100 м) поэтому водозахватная способность лучевых дренажей очень высока [37, с.146—153]. Их применение особенно эффективно для защиты от подтопления оснований существующих зданий и соору­жений.

    

УСИЛЕНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Классификация методов усиления 

Выбор метода усиления и реконструкции фундаментов мелкого заложения (как столбчатых, так и ленточных) зависит от причин, вызывающих необходимость такого усиления, конструктивных особенностей существующих фундаментов и инженерно-геологических условий строительной площадки.

Известно, что проектирование усиления фундаментов почти всегда сложнее проектирования новых конструкций. Это объясняется тем, что в каждом случае усиления приходится считаться с условиями эксплуатации объекта, со стесненными условиями работы, с разнообразием проявления деформаций зданий и сооружений и др.

Применяемые в настоящее время методы усиления и реконструкции фундаментов мелкого заложения можно классифицировать в зависимости от конструктивно-технологических способов их выполнения:

·        Усиление Частичная замена кладки фундаментов.

·        Устройство обойм без уширения подошвы

·        Усиление вдавливаемыми, винтовыми сваями

·        Пересадка на выносные фундаменты.

·        Подведение свай под подошву фундамента

·        Усиление буронабивными сваями.

·        Усиление конструкциями, возводимыми способом “стена в грунте”

·        Усиление фундаментов зданий и сооружений опускными колодцами.

·        Переустройство столбчатых фундаментов в ленточные основания

 

На эти способы большое влияние оказывают условия, в которых нахо­дятся фундаменты: степень их разрушения, величины нагрузок, переда­ваемых на них, особенности конструктивной схемы здания или соору­жения, инженерно-геологические и гидрогеологические условия.

Работы по предотвращению развития аварийных деформаций домов включают усиление надземных и подземных конструкций зданий, фунда­ментов, а иногда и укрепление оснований. Возможны различные сочетания конструктивных мероприятий.

 

 

Ремонт фундаментов, усиление их обоймами и подведением конструктивных элементов.

Фундаменты промышленных, жилых и гражданских зданий, построен­ных в первой половине XX века, как правило, выложены из бутового кам­ня, бутобетонной кладки и сравнительно редко из пережженного красного кирпича — железняка. Под влиянием грунтовых вод, агрессивных сред, температурных и других воздействий материал фундаментов с течением времени теряет свою прочность и становится легко разрушаемым. Дли­тельное увлажнение бутового камня, в особенности из слабых извест­няковых пород, приводит к образованию глубоких каверн, снижению несущей способности и интенсивному разрушению кладки. В бутовой кладке чаще всего разрушается материал швов. Под влиянием коррозии разрушаются также бетонные и железобетонные фундаменты.

Для восстановления прочности кладки используют цементацию. Це­ментация производится путем нагнетания в пустоты фундамента через инъекционные трубки цементного раствора консистенции от 1:1 до 1:2 и более под давлением 0,2-1 МПа. Иногда боковую поверхность фунда­мента перед цементацией покрывают цементной штукатуркой. Цемента­цию производят после засыпки и уплотнения грунта в предварительно разработанных (но условиям технологии установки инъекционных тру­бок) траншеях с противоположных сторон фундамента.

При незначительных повреждениях фундамента на отдельных захват­ках в шахматном порядке через 0,5 м в кладку заделываются анкерные штыри, к которым прикрепляется арматурная сетка, и устраивается ру­башка. Рубашка может быть выполнена из раствора на крупном песке методом штукатурки или торкретирования, а также пневмонабрызгом бетона или укладкой его в опалубку. Вместо анкерных штырей иногда лучше пробивать в кладке отверстия через 1,5-2 м и пропускать балки.

Если цементацию провести затруднительно, то кладку можно усилить бетонными или железобетонными обоймами на всю высоту фундамента или его часть. В ленточных фундаментах противоположные стенки обоймы в отдельных случаях крепят одна к другой анкерами из арматурной стали и поперечными балками. Иногда обоймы устраивают с предварительной установкой в них инъекционных труб для последующей цементации. В этом случае в процессе цементации обоймы препятствуют вытеканию раствора из фундамента и поступлению его в грунт, что позволяет создать в теле фундамента большое давление, которое способствует лучшему про­никанию раствора внутрь кладки. Применение этого способа особенно целесообразно при цементации бутовых стен подвалов, так как обойма препятствует поступлению раствора внутрь помещения.

В последнее время для укрепления оснований под существующими зданиями применяют специальные грунтоцементные сваи, которые устра­ивают без извлечения грунта на земную поверхность путем перемешивания его с вяжущим материалом в пробуриваемой скважине.

Су­щество технологии устройства илоцементных и грунтоцементных свай заключается в том, что рабочий орган буровой штанги, снабженный как основными (режуще-уплотняющими), так и дополнительными (пере­мешивающими) лопастями, вращаясь, погружается в грунт, который рыхлит и одновременно перемешивает с подаваемым через полый кор­пус штанги закрепляемым материалом (обычно суспензией). При извле­чении рабочего органа, осуществляемом обратным вращением, смесь грунта с цементом дополнительно перемешивается и уплотняется зад­ними гранями основных лопастей.

Представляет интерес применяемый в Японии способ укрепления оснований путем устройства грунтоцементных свай. Спо­соб основан на разрушении грунта с помощью гидравлических струй вы­сокого давления при применении гидромонитора специальной конструк­ции, который обеспечивает раздельную подачу воды, воздуха и цемент­ного раствора. Кроме водяных струй, могут использоваться струи из це­ментной суспензии. В этом случае необходимость в подаче воздуха от­падает и конструкция гидромонитора упрощается.

    

Компания Ростайп эффективно применяет существующие и новые решения для усиления фундаментов.

Варианты их усиления можно посмотреть здесь

 

Как отремонтировать фундамент?

Содержание

В этой статье мы обсудим, как ремонтировать фундамент.

Фундамент – важная составляющая любых инженерных работ, от которой во многом зависит прочность и устойчивость всей конструкции.

Фундамент – это подконструкция, которая передает нагрузку от надстройки на грунт под ней. Он отвечает за устойчивость всей конструкции.

 

 

---

 

  1. Как отремонтировать фундамент?

Часто задаваемый вопрос: как отремонтировать фундамент?

Ответ на него указан ниже. Методы ремонта фундамента следующие: 

 

a. Разработка стратегии

Первое действие, предпринятое для ремонта фундамента , заключается в разработке стратегии. Предположим, поставщик услуг по ремонту фундамента проверяет ваше здание. В этом случае они могут придумать конкретный план, где вашему дому требуется дополнительная помощь, чтобы установить его и вернуть в исходное положение.

В идее ремонта можно указать области, где будут храниться все опоры, а также количество необходимых опорных точек. Опоры чаще всего располагались по периметру дома. б. Обеспечить поддержку при установке  

Существует два типа систем поддержки:

a. Подкрепление

б. Сваи

Прочный фундамент закладывается ниже уровня земли для поддержки или укрепления здания, известного как «, лежащий в основе » с точки зрения техники.

Забивка свай — это процесс, выполняемый для защиты существующего фундамента от обрушения путем увеличения прочности существующего фундамента с помощью свайного фундамента.

Чтобы использовать сваи, известные как прессованные сваи, давление используется для погружения предварительно сформированных бетонных деталей в землю.

 

 

в. Подъем здания

Подняв затопленные части дома и подтвердив, что его фундамент был помещен на его среднюю высоту после попытки разместить опоры в земле.

Дом поднимается с помощью прессованной сваи за счет давления сваи внутри подземной части, воздействующей на него.

Дом будет поднят с помощью домкратов, помещенных под действием пружинного давления или подложенных прокладками для обеспечения правильной высоты. Опорный пирс удерживает фундамент для поднятия дома с использованием техники раструбного пирса.

Также на самой высокой части пирса отрегулированы гидравлические домкраты, и теперь дом поднимается на место с помощью домкратов. После этого туда будут вбиты прокладки, чтобы сохранить приподнятый вид дома.

 

 

д. Метод подъема плит  

Метод подъема плит заключается в закачивании цементного раствора под мостовую или балку для создания подъемного давления, которое поднимается на исходную высоту. Попытка закачать цементный раствор в крошечные тактически сохраненные отверстия в бетонной плите — это процесс подъема плиты.

После укладки цементный раствор укрепляет ее в плотную бетонную структуру, оказывая надежное воздействие на бетонную плиту.

Уровень замещения шлама может сохранять положительный эффект стабилизации известью его основания, а также подстилающего слоя, если только не используется осадочный раствор. Это вмешательство также полезно для восстановления плиты до ее подходящего качества, а также для оседания подпочвы, предотвращая повторение проблемы.

 

 

 

  2. Сколько стоит ремонт фундамента?

Обычная стоимость ремонта фундамента для домовладельцев обычно составляет немногим более 4000$ , или около 1800$ и 6500$ . Небольшое заделывание крошечных трещин обычно стоит всего 500 долларов США , в то время как капитальный ремонт или фундаменты могут стоить более 10 000 долларов США .

 

 

Последние статьи

8 Виды ремонта фундамента

8 Виды ремонта фундамента | Методы ремонта фундамента

Фото: Skynesher / E+ / Getty Images

Бетон, сталь и даже пенопласт помогут поднять ваш дом и обезопасить вашу семью

Получите предложения от трех профессионалов!

Введите почтовый индекс ниже и найдите лучших профессионалов рядом с вами.

Длинные горизонтальные трещины, наклонные или изгибающиеся стены, а также трещины, через которые вода попадает в подвал, — все это серьезные признаки того, что у фундамента вашего дома проблемы. И, в отличие от некоторых домашних проектов, ожидание ремонта вашего фундамента никогда не бывает хорошей идеей. Существуют разные методы ремонта фундамента — некоторые стоят дороже других, а некоторые существуют уже более ста лет. Вот восемь методов ремонта фундамента на ваш выбор.

«Ремонт фундамента — сложное и дорогостоящее мероприятие, поэтому мы всегда привлекаем инженера-строителя с самого начала», — говорит Боб Чуди, член Экспертного совета, строитель и ремонтник домов из Северной Каролины. «И помните, что «пожизненная гарантия» действует только до тех пор, пока компания-учредитель работает».

1. Стальные сваи

Если бы вы проконсультировались с инженером-строителем, многие порекомендовали бы стальные сваи для стабилизации или ремонта поврежденного фундамента. Сталь особенно эффективна для укрепления домов, которые начали оседать или наклоняться под неровным углом.

Как материал сталь невероятно долговечна (до 150 лет, если принять меры по защите фундамента) и предназначена для удержания очень тяжелых конструкций.

2. Бетонные опоры

Расположенные глубоко под землей бетонные опоры изготавливаются по индивидуальному заказу в соответствии с грунтом вашего дома (поскольку давление грунта часто является причиной горизонтальных трещин) и глубиной фундамента. Подобно стальным опорам, вы даете своему дому прочную опору, которая прослужит много лет.

Бетон обычно считается лучшим вариантом для теплого и мягкого климата. Поскольку требуется много ручного труда (рытье, бурение, удаление грязи), стоимость установки бетонного фундамента может быть высокой — от 4 и 25 долларов за квадратный фут.

Местный подрядчик по ремонту фундамента может дать вам оценку в вашем районе.

3. Спиральные сваи

В спиральных сваях, наиболее популярных для районов с неустойчивым грунтом, используется сталь, содержащая спирали (спиральные конструкции), что позволяет загонять балки глубоко в почву для стабилизации вашего дома.

Спиралевидные сваи обладают теми же преимуществами армирования, что и вся сталь, — просто будьте осторожны с чрезмерными обещаниями, которые повышают цену. Спиральные сваи новее и часто перепроданы, но они не обязательно превзойдут любые другие конструкции в этом списке.

4. Пенополиуретан высокой плотности

Фото: Петр Свобода / iStock / Getty Images Plus / Getty Images

Пенополиуретан высокой плотности отлично подходит для аварийных проблем с фундаментом. Он широко доступен и быстро растет, поэтому его часто предпочитают для подъема автомагистралей, жилого бетона или срочного или нераскрытого ремонта фундамента.

Существует более 10 видов пенополиуретана высокой плотности, используемых для различных целей. Например, RR501 хорош для стабилизации, а FS201 лучше всего подходит для областей с высокой влажностью (поддержание постоянного уровня влажности может предотвратить проблемы с фундаментом) или воздействия воды.

5. Сегментные сваи

Сегментные сваи представляют собой небольшие цилиндрические бетонные трубы, которые вдавливаются в почву под фундаментом.

Основным преимуществом использования сегментных свай для ремонта фундамента является стоимость. В среднем ремонт фундамента стоит более 4500 долларов , а это означает, что вы можете сэкономить тысячи, выбрав этот вариант.

6. Точечные опоры

Для участков с небольшой нагрузкой, таких как открытая веранда или прилегающий внутренний дворик, точечные опоры могут стать отличным способом ремонта фундамента. Они устанавливаются путем ручного копания и заливки бетона, что помогает стабилизировать уязвимые или поврежденные участки вашего фундамента.

Говоря о копании и закладке в вашем дворе: инженеры фундамента рекомендуют держать деревья подальше от вашего дома. Одно дерево может поглощать до 150 галлонов воды в день, что может испортить почву вокруг вашего фундамента.

«Некоторые виды деревьев имеют так называемую инвазивную корневую систему, и их следует полностью избегать», — говорит Чуди. «Некоторыми примерами являются американские вязы, ивы, серебристые клены и все, что относится к семейству ивовых деревьев».

7. Заплатки и герметики для каменной кладки

Если ваш дом уже стоит на бетонном фундаменте, и вы заметили некоторые проблемные места, заплатки для кладки и герметики могут помочь их укрепить.

Если вы выполняете эту работу самостоятельно, ищите виниловые заплатки для бетона. Обладая сильными адгезионными свойствами и временем высыхания менее 24 часов, это твердое вещество укрепляет ваш бетонный фундамент прочными материалами, такими как виниловая смола и цемент.