Усиление ленточных фундаментов здания.

способ усиления основания ленточного фундамента при реконструкции включает разработку траншеи с внешней стороны фундамента. Размещают в основании параллельные друг другу горизонтальные армоэлементы с образованием их концевых участков за пределами контура фундамента. Армоэлементы размещают вплотную к подошве фундамента с шагом, равным трем размерам высоты сечения армоэлемента. Высота сечения армоэлемента находится в пределах 0,125 - 0,075 ширины фундамента, а концевые участки - в пределах 0,5 - 1,5 ширины фундамента. 4 ил.     Изобретение относится к строительству и может быть использовано для усиления оснований ленточных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений, а именно при их техническом переоснащении или надстройке дополнительных этажей, т.е. в случае увеличения нагрузки на фундамент.   Известен способ предотвращения неравномерной осадки строительных конструкций на слабом грунтовом основании [1]. В грунтовом основании вокруг строительной конструкции выкапывают вертикальные траншеи, из которых затем последовательно пробуривают под фундаментом скважины и внедряют в них горизонтальные элементы (трубы, профильные балки и т.п.) таким образом, чтобы эти элементы проходили под фундаментом в продольном и поперечном направлениях, образуя решетку.   Недостатком данного способа является то, что его можно применять только для отдельных фундаментов и практически невозможно применить для усиления ленточных фундаментов. Под ленточным фундаментом создание продольных элементов затруднено. Пробуривание скважин снижает несущую способность конструкции, т. к. не позволяет создать необходимую зону уплотненного грунта. Кроме того, данный способ требует применения сложного бурильного и задавливающего оборудования.   Известен способ закрепления основания фундамента [2], выбранный в качестве прототипа, согласно которому вдоль укрепляемой конструкции выкапывают траншеи, затем в основании пневмопробойником прокладывают скважины, изогнутые подобно расчетным линиям одинаковых горизонтальных напряжений, которые заполняют цементным раствором и соединяют на концах перемычками. Расстояние от нижней точки фундамента до верхней точки оси изогнутой сваи должно быть не более трех диаметров сваи, а расстояние между осями двух параллельных свай не менее шести диаметров. Места соединения свай с перемычками выполнены с армирующими элементами.   Недостатком способа является ограниченность его применения. Например, его невозможно применять в грунтах, где происходит оплывание или осыпание стенок прокладываемых скважин.   Целью изобретения является расширение области применения способа по грунтовым условиям, увеличение производительности за счет уменьшения количества технологических операций.   Предлагаемый способ усиления основания ленточного фундамента при реконструкции зданий и сооружений включает разработку траншеи с внешней стороны фундамента и размещение в основании параллельных друг другу горизонтальных армоэлементов с образованием их концевых участков за пределами контура фундамента. Размещение армоэлементов осуществляют с помощью пневмопробойника вплотную к подошве фундамента с шагом, равным трем размерам высоты сечения армоэлемента, причем высота сечения армоэлемента находится в пределах 0,075-0,125 ширины фундамента, а концевые участки - в пределах 0,5-1,5 ширины фундамента. Величину вылета концевых участков за пределы контура фундамента определяют расчетом. Для увеличения прочности армоэлементы могут быть изогнуты.   В предлагаемом способе в отличие от способа-прототипа готовые армоэлементы с помощью пневмопробойника устанавливаются вплотную к подошве фундамента с шагом, равным трем размерам высоты сечения армоэлемента, причем высота сечения армоэлемента должна находиться в пределах 0,075-0,125 ширины фундамента, а концевые участки - в пределах 0,5-1,5 ширины фундамента.   Забивка пневмопробойником армоэлементов создает усиленный слой грунта в основании и позволяет закреплять основание фундаментов в любых слабых грунтах, требующих усиления. Расположение армоэлементов непосредственно под фундаментом и выбор оптимальных размеров армоэлементов (высоты вылета) позволяет уменьшить количество технологических операций за счет одноразовости забивки горизонтальных армоэлементов и отсутствия работ по изготовлению и армированию перемычек и таким образом увеличить производительность, а также снизить материалоемкость. При этом будет обеспечена необходимая несущая способность фундамента.   На фиг.1 изображено продольное сечение усиленного слоя грунта; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - один из этапов реализации способа; на фиг. 4 - диаграмма для определения размеров армоэлементов (труб) при модуле деформации грунта Е = 5 МПа, для нагрузок Р = 0,05; 0,1; 0,15 МПа и высоты сечения армоэлементов h = 0,15; 0,2; 0,25 м.   Способ осуществляется следующим образом.   Предварительно определяют размеры армоэлементов (высоту сечения и длину). Условием выбора размеров является отсутствие осадки фундамента после реконструкции здания. Расчет ведется в следующей последовательности.   Для определенных грунтовых условий выполняется диаграмма для определения оптимальных размеров армоэлементов. По диаграмме в зависимости от существующей нагрузки на здание Р определяют начальную осадку S_н здания, которая произошла под действием этой нагрузки, определяют расчетную осадку по формуле: S_p = K x S_н (м), где К - коэффициент запаса, учитывающий неточность заложения слоя усиления по глубине.   Точка пересечения линии расчетной осадки S_p с кривой, соответствующей выбранной высоте сечения армоэлемента h и новой нагрузке на фундамент, соответствует необходимому расходу бетона V на погонный метр фундамента (в случае использования в качестве армоэлементов труб).   Точка пересечения линии расхода бетона V и высоты сечения армоэлемента h соответствует минимальному вылету f концевых участков армоэлементов за пределы контура фундамента.   Величина вылета концевых участков армоэлементов за пределы контура фундамента должны быть в пределах 0,5-1,5 ширины фундамента. Если это условие не выполняется необходимо изменить высоту армоэлемента h.   Определив величину вылета концевых участков армоэлемента за пределы контура фундамента и соответственно длину армоэлементов, делают проверочный расчет их прочности (расчет не приводится ввиду известности).   Рядом с фундаментом 1 (на расстоянии вылета f концевых участков армоэлемента) выкапывается траншея 2 ниже подошвы фундамента с учетом размещения пневмопробойника. Из траншеи до фундамента откапывается щель до точного определения глубины d заложения фундамента. На дно траншеи укладывается армоэлемент 3 и забивается пневмопробойником 4. Затем аналогично производится забивка остальных армоэлементов 3. Траншея и щель закапываются. Таким образом создается усиленный слой грунта, который состоит из жестких армоэлементов 3 (трубы, рельсы железобетонной конструкции и т.п.) и зоны 5 уплотненного грунта. Расстояние между армоэлементами 3 высотой сечения h равно 3h. Вылет f концевых участков армоэлементов 3 за пределы контура фундамента 1 должен быть в пределах 0,5-1,5b, где b - ширина фундамента.   Усиленный слой грунта работает следующим образом.   Нагрузка от фундамента 1 передается на жесткие армоэлементы 3, которые вместе с зоной 5 уплотнения воздействуют на основание, вследствие чего давление от сооружения распределяется на большую площадь, что приводит к снижению осадок фундамента.     !!!!

Технология усиления ленточных фундаментов Одним из основных и важнейших этапов строительства загородного дома (коттеджа) является расчет и закладка фундамента. Очень важно, учитывая геологические особенности грунта, заложить в проекте фундамента дома все необходимые характеристики: конструкцию и глубину, ширину основания подошвы, гидроизоляцию, марку бетона, погонаж арматуры и многие другие параметры.
 Тем не менее, часто бывает, что уже готовый фундамент требует ремонта, усиления, дополнительной гидроизоляции, устройства дренажа. Для чего может потребоваться усиление ленточного фундамента загородных домов? Для изменения этажности здания, строительства пристройки, в случае появления трещин на стенах или фундаменте, в случае осыпания его поверхности из-за нарушения гидроизоляции. Также, вследствие механических повреждений, расслоения и растрескивания самого тела фундамента из-за промораживания, воздействия агрессивной среды или грунтовых вод материал основания со временем теряет прочность.   Укрепление тела фундамента.   В целях восстановления прочности кладки фундамента из хорошо обожженного керамического кирпича, бутового камня, бетона и железобетона часто используется метод инъекций цементным раствором, синтетической смолой и др. Для выполнения цементации в теле фундамента сверлятся так называемые шурфы или бурятся отверстия для монтажа инъекторов. Диаметр этих отверстий должен быть должен быть на пару мм больше диаметра самого инъектора, который обычно равен 25 мм. Промежутки между инъекторами, как правило, составляют 500 – 1000 мм. Глубина утопления инъектора в фундамент обычно равна половине его толщины. Если закрепляющий раствор подается под давлением 0.2 – 0.6 МПа, закрепляемый диаметр составит 0.6 – 1.2 м.
 Как правило, при цементации фундамента выполняют также цементацию места контакта грунта с подошвой фундамента. Целесообразно это при наличии насыпных, песчаных, гравийных грунтов. В случае залегания в месте контакта глинистых грунтов их цементация может привести к бесконтрольному распространению цементирующей смеси.
 В случае неэффективности укрепления фундаментов путем инъектирования тело фундамента может усиливаться устройством бетонных обойм по всей высоте фундамента или его части. В таком случае стенки обоймы соединяются сквозными анкерами, закрепленными к арматуре обоймы. При выполнении укрепления фундамента с помощью обойм крайне важно обеспечить надежную связь обоймы со старым фундаментом.
 Укрепление фундамента обоймами возможно как с увеличением ширины подошвы, так и без него. В случае большого увеличения нагрузки на основание, при реконструкции здания, например, обоймы должны быть включены в работу путем обжатия – предварительной передачи давления.   Усиление фундаментов.   Для того, чтобы усилить мелкозаложенные фундаменты, производится их уширение и углубление путем подведения дополнительных элементов. Это могут быть столбы, плиты.

Участки под фундаментом длиной 1-1.5 м очищаются от грунта и на его месте заливают монолитную железобетонную плиту. Возможен также монтаж готовых железобетонных элементов. Затем грунт обжимают (уплотняют) с помощью гидравлических домкратов, плиту подклинивают и место стыка плиты и подошвы фундамента заполняют бетоном с тщательным уплотнением.
В некоторых случаях усиление ленточных фундаментов возможно путем заведения столбов или свай и надежной привязки их к телу фундамента. Также при значительном увеличении нагрузки возможно переустройство ленточного фундамента в плиточный.   Сваи, используемые для усиления мелкозаложенных фундаментов, могут быть набивные, инъекционные или завинчиваемые. Инъекционные и завинчиваемы сваи применяют при нежелательности вибрационного воздействия на существующий фундамент. Иногда, при использовании вдавливаемых свай, используется вес стен здания.
При помощи буроинъекционных свай усиление фундаментов производится без разработки котлована и возможно изнутри здания.
 При реконструкции зданий в стесненных условиях и в условиях крайней нежелательности вибрационных воздействий вполне целесообразно применять щелевые фундаменты (барреты), выполняемые в траншеях шириной 0.4-1 м методом «стена в грунте» и защищенных раствором из бентонитовой глины.
Серьезное увеличение нагрузки на фундамент (надстройка дома) производят при подтверждении прочности усиленного фундамента. Подтверждается это отсутствием трещин в фундаменте или стенах дома на протяжении хотя бы пары лет.
 Усиления и укрепления ленточного фундамента загородного дома можно избежать в некоторых случаях укреплением грунта основания путем инъекций химических склеивающих веществ или цементаций.     Усиление ленточных фундаментов. Применяются следующие способы усиления (в основном — увеличения площади подошвы): устройство железобетонного уширения, соединенного с выполненным ранее фундаментом путем установки поперечных балок, заложенных в пробитые в фундаменте проемы. Уширения устанавливают с шагом большим, чем ширина уширения, и бетонируют непосредственно в проемах, пробитых в фундаменте; закрепление грунта под подошвой фундамента; устройство буронабивных или вдавливаемых свай рядом с подошвой фундамента. Сваи воспринимают нагрузку через поперечные балки, установленные в проемы, пробитые в фундаменте; устройство корневидных свай, пробуренных под наклоном через тело фундамента; устройство сплошных обратных оболочек в промежутках между ленточными фундаментами. При усилении фундаментов путем устройства свай можно применять предварительное обжатие свай домкратами, опертыми на поперечные балки для немедленного восприятия внешней нагрузки сваями. Во всех остальных способах для передачи части нагрузки на дополнительный фундамент требуется некоторая осадка старого фундамента.   76.Усиление отдельностоящих фундаментов

Усиление отдельно стоящих фундаментов (под колоннами и столбами) путем увеличения площади подошвы выполняется устройством обойм усиления, охватывающих существующие конструкции со всех сторон. По уступам существующего фундамента забивают штыри (диаметром 16 мм с шагом 250 мм) или пробивают горизонтальные штрабы (борозды), в которых размещают стальные балки. Наружное расположение разгружающих балок (т.е. не заводя их в штрабы) допускается только при высоте обоймы усиления больше 2 м. Разгружающие балки расклиниваются в теле существующего фундамента с помощью обрезков металла и привариваются к вертикальным элементам армирования обойм усиления.

Минимальная толщина обоймы усиления 100—150 мм. Обоймы армируются по расчету или конструктивно гибкими сетками (сечения аналогичны армированию новых опор).

Минимальная ширина одностороннего прилива 300 мм, высота сечения на консолях прилива не менее 200—250 мм. При этом защитный слой арматуры принимается 70 мм при отсутствии подготовки под прилив и 35 мм при ее наличии.

Дата добавления: 2015-08-17