Методы усиления существующих фундаментов. Усиление фундамента — как укрепить фундамент. Причины частичного разрушения фундамента

Очень часто стремление повысить жилое пространство дома сходит на нет из-за недостаточной прочности фундамента. Действительно, невозможно значительно увеличить вес постройки без изменений в ее основании, ведь прежний фундамент может лопнуть или усесть. Все это, в свою очередь, провоцирует появление трещин на стенах дома, а в конечно итоге и полное разрушение здания. Также нередко в старых, да и новых домах появляются микротрещинки в стенах. В статье речь пойдет о методах усиления фундаментов.

Перед началом работы над усилением фундамента и основания, следует провести пристальный анализ текущего состояния дома, оценить его возможности, а уже потом заняться работами по его укреплению. Обычно для этого приглашают профессиональных работников со специальным оборудованием либо игнорируют проблему, но можно провести работы и самостоятельно. Усиление фундамента позволяет избежать его полной замены, а ведь она обычно выливается владельцам дома в кругленькую сумму. Чтобы качественно провести все виды работ, следует оценить факторы, влияющие на деформацию фундамента дома, и свести их к минимуму либо полностью устранить.

Установка причины частичного разрушения основания

Изначально неправильная проектировка фундамента, возможно, ошибочный расчет будущей нагрузки на него.

• Несоблюдение технологии во время закладки фундамента.
• Экономия на стройматериалах, использование цемента и других материалов низкого качества.
• Неправильная эксплуатация постройки (например, отсутствие отопления в зимнее время).
• Некачественная гидроизоляция.
• Наклонная местность.
• Существенные изменения важных показателей грунта, которые произошли с момента возведения дома. Так обычно влияют возросший уровень грунтовых вод, перенасыщение почвы водой, вспучивания грунта.
• Масштабные земляные работы, проводимые близ фундамента (ближайшее строительство, прокладка коммуникаций).

• Возросшая нагрузка на основание дома из-за реконструкций или перепланировок.
• Внутренняя или внешняя вибрация (близость к железной дороге, землетрясения и т.д).
• Наводнение или паводок, вызвавшие резкое увлажнение грунта.
• Промерзание грунта.

Изменения в уровне грунтовых вод из-за паводка, затяжных дождей может вызвать пучение. Из-за этого дом будто выдавливается из земли, что приводит к перекосу здания. В данном случае оправдывает себя установка дренажной системы и гидроизоляции основания до усиления фундамента, если их не заложили при возведении. Также следует тщательно исследовать земельный участок для выявления под зданием различных типов грунта. В зависимости от результата принимается решение о правильном усилении основания своими руками.

Обследование укрепляемого основания

• Наружный осмотр позволит проанализировать размеры постройки, текущее состояние несущих стен. Также важно определить нагрузку на фундамент, обнаружить все трещинки и скосы, которые говорят о проблемах с основанием.

• Подземный осмотр должен определить конструкцию и размеры фундамента, какой использовался при закладке материал, характеристики, прочность, а также глубину залегания.

Также существуют ситуации, требующие укрепления основания даже в хорошем состоянии:

• возросшая нагрузка на фундамент (случай, касающийся расширения или возведения новых этажей);
• осаживание дома в пределах выше допустимых норм;
• появление недалеко от постройки каких-либо вибраций (это касается любых строительных работ недалеко от дома).

Прежде чем приступить к усилению железобетонного основания, следует установить, закончилась ли его усадка. Это достаточно долгий процесс, требующий месяца наблюдения. Для этого поперек обнаруженных трещин устанавливают гипсовые маячки, если через месяц на них нет изъянов, то можно смело приступать к укреплению.

Разгрузка фундамента

Завершающим этапом подготовки является разгрузка основания, которая бывает как частичной, так и полной. Это важный этап, не допускающий перекосов во время укрепительных работ.

• Частично разгрузить здание можно, воспользовавшись опорами и подкосами, которые бывают как из дерева, так и из металла. Для начала в подвале ставят опорные «подушки» на удалении от стены в два метра, на них кладут опорный брус и закрепляют стойки, которые затем надо соединить балкой с перекрытием и клиньями с опорным брусом.

• Чтобы полностью разгрузить основание, понадобится установка металлических балок-обвязок. Под тычковым рядом кладки стены пробиваются штрабы с обеих сторон, в которые надо поместить и скрепить болтами (20-25 мм) через каждые два метра балки-обвязки. Точки, где балки соединяются, требуется сварить накладками, а расстояние от стены до балки заполнить раствором песка и цемента. Снизу стен пробить скважины с удаленностью два-три метра друг от друга, в которые и вставить балки. Поперечные балки поставить на опорные подушки с обеих сторон стены.

Способы усиления фундаментов

Существуют различные методы усиления основания:

• сваями;
• железобетонной рубашкой;
• цементацией;
• увеличение подошвы;
• отливами;
• подведением новых оснований;
• обоймами;
• торкретбетоном.

Конструкции усиления фундаментов

Усиление фундамента сваями

• Микросваи диаметром 150-300 мм очень удобны в применении из-за возможности совместить бурение с инъецированием раствора в скважины. В данном способе можно использовать буровые штанги, которые остаются внутри сваи и обеспечивают более надежное усиление.
• Буронабивные сваи устанавливают с помощью бурения скважин по всей протяженности фундамента как снаружи, так и внутри постройки буровым оборудованием. Скважины нужно делать каждые полтора метра глубиной примерно 2 м. В них необходимо вставить штырь арматуры и залить его бетонным раствором, после чего конструкцию прикрепить к фундаменту анкерами.

• Вдавливаемые сваи используют, если нужно передать нагрузку на глубоколежащие твердые грунты, для этого применяется спецоборудование. Для хорошей состыковки основания и свай устанавливаются балки в основании.
• При повышенном уровне грунтовых вод пользуются выносными сваями , на которые выносят основание, пропустив сквозь него железобетонную балку, она и является своеобразным связующим звеном.
• Металлические трубчатые сваи задавливаются сразу с обеих сторон основания сваркой секций специальным оборудованием. Для этих же целей надо установить каркас из железобетона, связываемый с балками, которым, в свою очередь, домкраты служат опорой.

Технология усиления фундамента железобетонной рубашкой

• Удобный в исполнении метод, потому что всю работу легко может сделать один человек. Для этого нужна арматура для обвязки каркаса (16-18 мм) и бетон марки М400.
• Начинают с выкапывания фундамента таким образом, чтобы каждая закладка не была больше трех метров в длину. Вначале следует откопать и укрепить углы. Глубина подкопа должна быть больше глубины фундамента на 50 см.
• Затем устроить арматурный каркас, который как бы обтягивает подземную часть здания с наружной стороны. Максимальная нагрузка каркаса увеличивается креплением к существующему фундаменту анкерами. Расположить прутья армического пояса по вертикали и горизонтали, пересекающиеся точки обвязать проволокой.
• После чего провести монтаж съемной опалубки с подпорками и залить раствор. Именно так делается железобетонная обойма, с помощью которой можно качественно усилить ленточные и столбчатые основания.

Усиление фундамента дома цементацией

• Цементация, или инъекцирование, отличается тем, что при ней в полости фундамента ставятся полые трубки. Обычно этот способ применяется для бутового основания, в котором имеется много пустот. Доступность способа достигается за счет того, что полости между кирпичами и бутом заполняются раствором, а мелкие трещинки замазываются.
• Полые трубки ставят таким образом, чтобы они выходили за обойму больше 40 см, и непременно зафиксировать раствором. Для заполнения полости трубок, в них заливают цемент, менее густой, чем для обоймы. Работа должна проходить в определенной последовательности: вначале необходимо сделать обойму, через два дня, когда она застынет, заполнить предварительно установленные трубки.

Цементация, как и другой способ – перекладка, допускается только в том случае, если фундамент сохранил свою несущую способность.

Усиление фундамента уширением подошвы

Этот метод довольно сложен в исполнении самостоятельно, но несколько человек могут справиться.

• Подошвой называют подушку из железобетона, служащую опорой для основания. Прежде всего, следует разметить фундамент через каждые 2,5-3 метра, сделать выемки грунта по бокам фундамента и под ним.
• Заложить под основание арматурную стяжку и заполнить ее раствором, который нужно постараться распределить как можно более однородно и избавиться от воздушных пузырьков. Для этого пригодится бетонный вибратор. Боковые стены подошвы требуется поднять на цоколь на расстояние 15 сантиметров.

Усиление фундамента при помощи отливов

• Этот метод усиления актуален для основания из кирпича или бута.
• Железобетонные отливы используются взамен арматурного каркаса. Их следует установить с двух сторон и отжать так, чтобы их верхушка не касалась стены, а нижняя часть – наоборот.
• Затем зафиксировать конструкцию домкратами и стяжкой, выкопать траншеи захватками до двух метров.
• Расстояние между стеной и отливами заполнить раствором.

Усиление основания с помощью обойм

• Укрепление может проводиться железобетонными обоймами (допускается применять двустороннюю либо воспользоваться трубками, нагнетающими раствора). Этот способ позволяет укрепить фундамент по всей толщине, так как раствор с легкостью достигает всех пустот кладки.

• Вначале выкапывают участок существующего основания до трех метров в длину. Он должен углубляться на полметра, а его ширина должна равняться одному метру.
• С двух сторон просверлить насквозь дырки, расположив их как шахматы. В них поставить стержни арматурных прутьев (14-20 миллиметров), к которым крепится каркас с ячейками 150 на 150 миллиметров. После чего установить опалубку и залить образовавшееся пространство бетоном.

Усиление фундамента торкретбетоном

• Этот способ лучше доверить профессионалам, так как он требует применения бетонной пушки. Вокруг основания нужно выкопать полутораметровую траншею, очистить кладку и нанести дополнительные насечки.
• Откопанные и очищенные части под давлением покрывают раствором с помощью пушки. Это позволит полностью заполнить все щели.
• Данный метод укрепления стоит выбирать, когда фундамент не сильно деформирован либо перед возведением новых этажей дома, чтобы снизить нагрузку на основание.

Технология усиления ленточного фундамента

• Выкапывается траншея по всему периметру основания. Ширину необходимо делать так, чтобы все работы проводились в комфортных условиях и с учетом увеличения толщины фундамента.
• Очистить поверхность от загрязнений.
• Установить арматуру.
• Сформировать армированный пояс. Это можно сделать, приварив арматуру в некоторых местах, а также обвязав проволокой.
• Сколотить опалубку.
• Залить бетон.
• Сделать гидроизоляцию.

Усиление фундамента: пошаговая инструкция, Строительный портал

В ходе эксплуатации зданий нередко возникает необходимость усиления старых фундаментов, потерявших значительную часть несущей способности, а также при реконструкции зданий, когда проектная нагрузка на фундамент увеличивается.

Среди причин, приводящих к необходимости усиления оснований и реконструкции фундаментов, основными являются:

периодические колебания уровня грунтовых вод;

износ фундаментов старых построек под воздействием промораживания, перепадов температур, производства земляных работ вблизи фундаментов, пучения грунтов, превышения проектных нагрузок в ходе эксплуатации, вибрационного воздействия оборудования т. п.;

деформации вследствие ошибок при проектировании и строительстве;

суффозия (вымывание более мелких частиц грунта в процессе фильтрации через него паводковых вод.

Рис. 1: Усиление фундамента существующего дома

Существующие технологии усиления фундаментов зданий различны и позволяют восстановить или существенно повысить показатели по несущей способности фундамента любого здания. Существенной разницы между усилением фундамента частного дома и многоэтажного административного, производственного или жилого здания нет, а вот от типа усиливаемого фундамента и характеристик грунтов методы усиления фундаментов зависят.

Способы усиления ленточных фундаментов

Перечислим основные способы усиления ленточных фундаментов, применяемые сегодня на практике строителями:

Усиление фундаментов торкретированием. Вдоль фундамента участками (захватками) отрывается траншея, поверхность фундамента тщательно очищается, на ней делаются насечки, глубиной не менее 15 мм, а затем наносится бетон с применением бетонной пушки.

Укрепление фундаментов цементацией. Без проведения земляных работ специальными механизмами через каждые 0, 5–1 м по периметру (или только на определенном проблемном участке) бурят шурфы в грунте и фундаменте, и с помощью специальных инъекторов под большим давлением подают раствор бетона; он заполняет пустоты и трещины фундамента и частично пространство между фундаментом и грунтом.

Усиление фундаментов железобетонными обоймами. Фундамент открывается участками, очищается, грунт основания уплотняется домкратами, монтируется каркас арматуры и заливается бетоном.

Усиление фундамента буронабивными сваями. Производится вертикальное бурение скважин сквозь опорную плитную часть фундамента, закладывается и перевязывается арматура сваи с арматурой фундамента, заливается и трамбуется бетон.

Усиление фундамента сваями . Пол основание фундамента домкратом вдавливаются составные железобетонные сваи.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями. Фундамент пробуривается в нескольких местах насквозь скважинами небольшого диаметра под углом к вертикали и не проектную глубину. Закладывается арматура и под давлением закачивается бетон.

Есть и другие способы, которые скорее можно назвать разновидностью перечисленных выше.

Усиление фундаментов путём усиления подошвы

Усиление свайных фундаментов

Свайные фундаменты также можно усилить, в случае необходимости., и для этого существуют следующие способы:

Часто усиление свайных и ленточных фундаментов сочетается с усилением грунтов основания.

Способы усиления железобетонных фундаментов

Железобетонные фундаменты могут быть монолитными (сделанные посредством заливки бетоном опалубки с арматурным каркасом) либо сборными (возведенными из блочных железобетонных конструкций).

В строительной практике применяются следующие способы усиления железобетонных оснований:

Усиление фундаментов посредством обустройства железобетонной обоймы

• К использованию обоймы без уширения прибегают при необходимости укрепления поврежденных железобетонных фундаментов с достаточной несущей способностью ;
• Обойму с уширением обустраивают при недостаточных несущих характеристиках основания либо при надстройке здания.

Особенности технологии:

По периметру основания копается траншея, оголенный фундамент очищается от грунта и промывается цементным молоком. По всей высоте основания в шахматном порядке просверливаются отверстия, в которые забиваются арматурные прутья диаметром 15-20 мм (они должны выходить из стены как минимум на 15 сантиметров).

Рис. 1.1

На забитых в фундамент стержнях формируется арматурный каркас, к которому приваривается листовой металл. В пустоты кладки фундамента через инъекционные трубки нагнетается бетон до полного заполнения всех существующих трещин. После отвердевания бетона в фундаменте производится заполнение бетоном металлической опалубки и обрезка верхних частей инъекционных трубок.

Усиление фундамента железобетонной рубашкой

Метод обустройства железобетонной рубашки идентичен технологии усиления обоймой, единственное отличие - охват основания.

Рис. 1.2

Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт

Увеличение опорной площади производится с помощью наращивания толщины основания железобетонными отливами.

Рис. 1.3

После откопки фундамента в нем сверлятся сквозные отверстия, в которые проводятся стальные тяжи для фиксации ЖБ отливов. По завершению крепления отливов между ними и стеной размещаются гидравлические домкраты и осуществляется разжатие опалубки. Образовавшееся пространство заполняется бетоном, выжидается время до его схватывания и домкраты убираются. Происходит уплотнение бетона, в результате чего фундамент обжимается как самим отливом, так и бетонной прослойкой.

Усиление фундамента увеличением глубины его заложения

При необходимости переноса опорной подошвы фундамента в нижерасположенный слой грунта, под основанием дома формируются бетонные блоки.

Фундамент разгружается с помощью рандбалок и гидравлических домкратов, поднимающих стены дома. После чего вокруг фундамента участками по 2-2,5 метра откапываются шурфы глубиной на 1 метр ниже глубины заложения основания. Стенки и дно шурфов укрепляется деревянной забиркой.

Рис. 1.4

Под опорной пятой фундамента роется колодец, размер которого соответствует глубине увеличения основания.

После отвердевания бетона в зазоре размещаются гидравлические домкраты и производится обжатие бетона в колодце. По завершению обжатия зазор бетонируется и траншея отсыпается грунтом.

Усиление фундамента второй сваей

Усиление фундамента буронабивными сваями не требует откопки основания, что значительно сокращает сроки проведения реконструкции.

Данный метод применяется при необходимости усиления фундаментов с недостаточной несущей способностью из-за неправильно проектирования, необходимости надстройки здания либо уменьшения плотности грунтов.

Дополнительные сваи могут размещаться как вплотную к уже существующим опорам фундаментам, так и выноситься за периметр контура основания. В таком случае нагрузка на дополнительные сваи передается с помощью горизонтальных балок, которыми они объединяются с ростверком дома.

Рис. 1.5

Усиление посредством подводки опорных элементов под подошву основания

Данная технология позволяет усилить мелкозаглубленные фундаменты не увеличивая их глубину и ширину. В качестве подкладываемого опорного элемента используются монолитные железобетонные плиты либо столбы, с помощью которых достигается увеличение площади опоры фундамента и увеличение его несущей способности.

Рис. 1.6

Усиление железобетонного фундамента опускным колодцем

Опускные колодцы представляют собою сборные конструкции из ЖБ плит, которыми обжимается грунт вокруг стенок фундамента. Погружение колодца выполняется в процессе последовательной выемки грунта под бетонными плитами. Образованная вокруг стенок фундамента траншея засыпается песком, который поливается водой и послойно уплотняется.

Рис. 1.7

Усиление фундамента переустройством его конструкции

Нередки случаи, когда для усиления столбчатого основания из него формируют ленточный фундамент, а при необходимости усиления ленточного, из него, в свою очередь, делают плитный фундамент.
К данному методу прибегают при серьезных деформациях фундамента, когда остальные способы его усиления не способны обеспечить требуемый результат.

Усиление грунтов основания

Основным фактором, провоцирующим усадку фундаментов нередко выступает недостаточная плотность и несущие характеристики грунтов, на которых они расположены. В таком случае в комплексе с укреплением фундамента должны выполняться работы по усилению грунтов. Существует несколько способов усиления грунтов основания:

путем нагнетания специальных химических реагентов в грунт, способных изменить его структуру (смолизация и силикатизация); цементация - нагнетание в грунт цементной суспензии; обжиг - путем сжигания газа в специальных шурфах и скважинах; электросиликатизация.

• Цементизация - проводится для усиления скальной почвы, гравелистых песков и супесей с минимальным содержанием пылистых частиц;

Цементизация выполняется посредством специального инъекционного оборудования - по периметру основания в почву погружаются полые металлические трубы диаметром от 25 до 80 миллиметров, на нижней части которых с шагом в 3 см просверлены отверстия диаметром 4-5 мм.

Рис. 1.8 :

В трубы с помощью компрессора нагнетается цементно-песчаный раствор под давлением в 7 атмосфер. Давление при подаче раствора контролируется с помощью манометров. В результате цементизации под опорной подошвой основания формируется бетонная прослойка, значительно увеличивающая несущую способность фундамента.

• Силикатизация - используется для усиления мелкозернистой почвы: суглинка, плывунов, глины, и лессовидной почвы;

Силикатизация выполняется с помощью аналогичного инъекционного оборудования. В почву через рядом расположенные инъекторы подается два вида раствора - силикат натрия (он же жидкое стекло) и смесь хлористого кальция с водой.

Усиление плохо проницаемых плывунов производится с помощью специальной эмульсии - силикадоля, состоящего из силиката натрия и фосфорной кислоты. Данная смесь имеет низкую вязкость и лучше проникает в поры лессового грунта.

Рис. 1.9

Силикатизация может дополнятся электрическим воздействием на раствор силиката натрия, что способствует более равномерному распределению эмульсии внутри почвы. При электросиликатизации воздействие током на раствор производится в течении 2 суток.

• Битумизация - применяется для скальных грунтов и сухой песчаной почвы;

Для битумизации используется расплавленный битум, который через инъекторы подается в пробуренные в скальных грунтах скважины . Заполнивший пустоты битум отвердевает и препятствует размытию трещиноватой скальной почвы грунтовыми водами.

Рис. 2.0

Усиление песчаной почвы проводится по методу холодной битумизации, для которой используется битумная эмульсия (смесь частиц битума с водой) с добавлением коагулянтов (катализаторов осадка битума). После нагнетания эмульсии в почву частицы битума заполняют поры грунта и создают уплотняющую почву водонепроницаемую завесу.

• Смолизация - используется для усиления песчаной почвы;

Через инъекторы в песчаный грунт подается смесь соляной и карбамидной кислоты. После попадания в почву эмульсия, в результате химической реакции, образует гель, заполняющий поры и склеивающий песчаный грунт между собой.

• Глубинное уплотнение - применяется для укрепление насыпных грунтов, сформированных для выравнивания и поднятия уровня строительных площадок;

Глубинное уплотнение производится с помощью обустройства вертикальных и наклонных буронабивных свай . Бурение ведется с помощью оборудования CFA (полым шнеком) с использованием обсадной трубы, после достижения проектной глубины скважины бур поднимается вверх и заполняет скважину бетонным раствором.

Рис. 2.1

• Термоусиление (обжиг) - используется для укрепления глинистой почвы;

Обжиг происходит в предварительно пробуренных вертикальных и наклонных скважинах. При усилении оснований, расположенных на склонах, практикуется горизонтальное бурение скважин под фундаментом здания. По завершению бурения в нижней части скважины размещается нихромовый электронагреватель, а оголовок скважины закрывается герметичным затвором.

Электронагреватель в процессе работы (температура от 300 до 500 градусов) поднимается с дна скважины в ее верхнюю точку, в результате чего все слои грунта подвергаются термическому воздействию.

Статьи по теме

Полезные материалы

JQuery(document).ready(function(){ jQuery("#plgjlcomments1 a:first").tab("show"); });

Нередко владельцы частных домов сталкиваются с проблемой разрушения фундамента. Чаще всего это касается старых бревенчатых или брусовых построек. Но иногда укрепление требуется и фундаменту нового дома, если при сооружении не были соблюдены технологии и учтены природные факторы, например, насколько глубоко промерзает грунт на территории. В некоторых случаях основание разрушается, если вблизи дома строятся какие-либо объекты. И, наконец, фундамент требует укрепления, если к уже готовому зданию планируется пристроить дополнительные помещения или надстроить этажи. Если этим пренебречь, то увеличение массы здания может привести к просадке, перекосу входных и оконных конструкций, образованию трещин в основании и даже полному разрушению.

Причины частичного разрушения фундамента

Фундамент представляет собой платформу, на которой базируется сооружение. Он распределяет массу здания по всей площади и снижает удельное давление на почву. От его состояния зависят эксплуатационные качества и долговечность строения, поскольку именно на основание приходится вся нагрузка от вышестоящих конструкций.

Глубокие трещины на фундаменте свидетельствуют о начинающемся разрушении

Но в процессе эксплуатации здания фундамент нередко подвергается частичному разрушению. Это может быть вызвано следующими причинами:

• расположением дома на наклонной местности, в сейсмонеустойчивом районе или рядом с железной дорогой;
• некорректно составленным проектом;
• ошибками на этапе расчёта планируемой нагрузки;
• несоблюдением строительных технологий при сооружении платформы;
• использованием низкокачественных строительных материалов;
• неправильным обустройством гидроизоляции;
• снижением качественных характеристик основания;
• природными явлениями - подтоплением, перенасыщением грунта влагой, промерзанием почвы;
• хозяйственной деятельностью человека - неправильной эксплуатацией дома, к примеру, отсутствием сезонного отопления, строительством или прокладкой коммуникаций в непосредственной близости от фундамента, ремонтом или достройкой дома.

Поскольку на начальном этапе строительства не всегда возможно точно спрогнозировать, какой нагрузке и природным факторам будет подвергаться основание, впоследствии придётся прибегнуть к его укреплению. Усиление фундамента обеспечивает надёжность и безопасность эксплуатации частного дома, поскольку именно загородные домовладения наиболее подвержены воздействию природных факторов. Если проигнорировать проблему, возможно, придётся полностью менять фундамент, а это стоит больших денег.

Перед началом работ по укреплению основания необходимо провести тщательный анализ причин, вызвавших его частичное разрушение. Как правило, для этого приглашают профессионалов со специальным оборудованием. Они оценивают факторы, вызывающие деформацию фундамента, и дают рекомендации по их устранению или сведению к минимуму.

Подготовка к укреплению фундамента

Перед укреплением фундамента проводят его наружный и внутренний осмотр. При внешнем осмотре определяются следующие параметры:

• габариты строения;
• состояние опорных конструкций;
• наличие трещин и скосов.

При подземном исследовании определяются показатели:

• устройство и габариты платформы;
• прочностные свойства используемого материала;
• глубина его закладки.

Прежде чем начать работы по укреплению фундамента, необходимо убедиться в окончании его усадки. Обычно она продолжается не менее месяца. Чтобы понять, что усадка окончилась, поперёк выявленных трещин устанавливаются гипсовые маячки. Их состояние позволит определить, когда можно начинать укрепление основания.

На завершающей стадии подготовки к укреплению осуществляется разгрузка платформы. Она может быть полной или частичной. Важным фактором является недопущение искривлений, которые отрицательно скажутся во время восстановления фундамента.

Для последующего усиления фундамента здание поднимается домкратами

Частичная разгрузка платформы дома производится с применением деревянных или металлических опор и подкосов.

1. В подвале установите опорные подушки, отступив от стены 2 м.
2. Положите сверху опорный брус.
3. Закрепите стойки.
4. Затем балкой соедините их с перекрытием, а после - с опорным брусом, используя клинья.

Для капитальной разгрузки платформы монтируются стальные балки-обвязки.

1. Под рядом кладки, в котором кирпичи уложены короткими гранями к стене, с двух сторон пробейте штробы, соблюдая между ними расстояние 2 м.
2. Поместите в них балки-обвязки и закрепите 25-миллиметровыми болтами.
3. При помощи накладок сварите места стыковки балок, а в промежутки от стены до балки залейте песчано-цементный раствор.
4. В нижней части стен пробейте отверстия, соблюдая расстояние между ними не более 3 м, вставьте в отверстия балки.
5. Установите поперечные балки на опорные подушки по обеим сторонам стены.

Методы усиления оснований

В современном строительстве применяются разные методики укрепления фундамента, обусловленные стремительным развитием рынка строительных материалов:

• уширением подошвы;
• сваями;
• железобетонной подушкой;
• заменой цоколя;
• усиливающим поясом;
• железобетонной рубашкой;
• цементацией;
• отливами;
• подведением новых оснований;
• обоймами;
• торкретбетоном.

Для укрепления фундамента применяются различные методы

Каждый из перечисленных способов имеет как достоинства, так и недостатки. Рассмотрим наиболее популярные технологии.

Уширение подошвы

На практике владельцы домов чаще всего прибегают к классическому, проверенному методу укрепления фундамента - способу уширения подошвы. Подошва - это железобетонная подушка, на которую опирается фундамент. Такой метод является наиболее простым, надёжным и относительно недорогим. С работой могут справиться несколько человек, имеющих определённые навыки.

1. Вокруг дома закладывается дополнительное основание, играющее роль вспомогательной подпорки.
2. Подошва по всему периметру конструкции фиксируется на нескольких заранее размеченных базовых точках, количество которых зависит от размеров здания и степени разрушения основного фундамента. Обычно расстояние между точками составляет 2,5–3 м.
3. По бокам и под фундаментом производится выемка грунта.
4. Под фундамент закладывается арматурная стяжка и равномерно заполняется раствором.
5. При помощи бетонного вибратора удаляются пузырьки воздуха.
6. Боковые стенки подошвы поднимаются на цоколь на 15 см.

Метод усиления фундамента уширением подошвы является наиболее простым, надёжным и относительно недорогим

Усиление фундамента сваями

Существует множество разновидностей свай, с помощью которых можно укрепить фундамент.

Буроинъекционные сваи

Придать конструкции дополнительную прочность можно при помощи буроинъекционных свай. В последнее время эта техника пользуется значительной популярностью. Но из-за применения инновационных технологий, недешёвых материалов, буровой техники и привлечения специалистов такой способ считается довольно дорогим.

Суть технологии состоит в следующем:

После высыхания раствора образуется новый фундамент из свайных конструкций, по прочности и надёжности напоминающий монолит, на котором базируется строение.

Придать конструкции дополнительную прочность можно при помощи буроинъекционных свай

Микросваи

В некоторых случаях используются микросваи. Их диаметр составляет 150–300 мм. В процессе бурения можно заполнить скважины раствором. Этот метод предполагает использование буровых штанг. Оставаясь внутри сваи, они обеспечивают более надёжное укрепление фундамента.

С помощью микросвай можно усилить не только фундамент, но и грунт

Видео: усиление фундамента микросваями

Вдавливаемые сваи

Для передачи нагрузки на твёрдые глубокозалегающие грунты применяются вдавливаемые сваи. Их устанавливают с использованием специального оборудования. Балки, монтируемые в основание, обеспечивают хорошую состыковку фундамента и свай.

Видео: усиление фундамента вдавливаемыми сваями

Метод усиления фундамента выносными сваями используется при повышенном уровне грунтовых вод. Фундамент выносят на сваи. Связующим звеном между сваями и основанием является железобетонная балка, пропущенная через фундамент.

Фундамент выносят на сваи

Металлические трубчатые сваи

Установка металлических трубчатых свай производится с обеих сторон платформы. Для этого используется метод сварки с применением специальной техники. Для установки свай монтируется железобетонный каркас и связывается с балками, опирающимися на домкраты.

Металлические сваи связываются железобетонной балкой

Заливка железобетонной подушки

Преимуществами укрепления платформы методом заливки железобетонной подушки являются:

• снижение давления на почву за счёт большой площади основания;
• дополнительное утепление грунта. Это предотвращает морозное пучение, которое считается наиболее частой причиной разрушения фундамента.

К недостаткам технологии относится невозможность заливать фундамент целиком, а только участками не более 2 м, и необходимость соблюдать время высыхания каждого участка перед заливкой следующего. Поэтому такой способ используется для укрепления одного из углов основания или в том случае, если время и затраты на заливку фундамента вкруговую не принципиальны.

Железобетонная подушка снижает нагрузку на грунт и позволяет утеплить его

Заливка подушки под фундаментом происходит в несколько этапов:

1. Ремонтируемый участок обкапывается снаружи и изнутри строения. При этом снимается отмостка и пол, откапывается земля вокруг основания в виде двух траншей длиной от 3,0 м до 3,5 м и глубиной ¾ глубины фундамента.
2. Оценивается состояние фундамента на наличие трещин и разрушенных участков.
3. Если основание в порядке, копается яма под подушку длиной до 2 м и глубиной 0,4–0,5 м относительно фундамента. Дно ямы должно быть ровным.
4. В яму укладывается геотекстиль, насыпается песок слоем 3–5 см и 10-сантиметровый слой щебня фракции 30–40 мм.
5. Для выравнивания поверхности поверх щебня насыпается чистый песок, а затем кладётся 5-сантиметровый слой пенопласта.
6. Сверху укладывается армирующая конструкция и устанавливается опалубка.
7. Основание заливается бетоном и уплотняется при помощи вибратора.
8. Опалубка снимается через 2 суток.
9. Приступать к ремонту следующего участка можно не ранее, чем через 25–28 суток.

Важно, чтобы бетон содержал как можно меньше воды. Оптимальная пропорция воды к бетону - 1:4. Но слишком густой бетон тяжело заливать в траншею, поэтому его можно разбавить пластификатором, продающимся в строительных магазинах.

Высота готовой железобетонной подушки должна составлять не менее 10 см ремонтируемого участка фундамента. Это позволит усилить основание и снизить давление на грунт.

В зимнее время ремонтировать фундамент способом заливки бетонной подушки не рекомендуется. Если остались вырытые траншеи, защитите их от морозного пучения: засыпьте землёй и накройте пенопластом.

Видео: усиление фундамента заливкой бетонной подушки

Замена цоколя

Если осыпание или разрушение платформы произошло в районе цоколя, эту часть необходимо заменить. Легче всего произвести замену под постройкой из дерева, поскольку она весит меньше, чем каменная или кирпичная.

Легче всего заменить цоколь под деревянной постройкой

Под сооружением из камня или кирпича цоколь меняют частями не длиннее 1 м с промежутками между участками не менее 3 м. Для проведения работ понадобится:

• арматура;
• цемент;
• песок;
• щебень;
• пластификатор;
• бетономешалка;
• цепная пила по бетону для вырезания необходимых участков цоколя;
• перфоратор;
• сварочный аппарат для крепления армирующих элементов.

Как произвести замену цоколя своими руками

Видео: замена цоколя с подъёмом дома

Заливка усиливающего пояса

Если платформа покрылась трещинами, но их количество со временем не растёт, то ремонт производят путём заливки укрепляющего пояса. Это позволяет предотвратить дальнейшее разрушение основания и защитить его от деформации при низких температурах, но его прочность при этом увеличивается незначительно. Укрепляющий пояс допускается заливать как по всему периметру, так и вдоль одной стены.

1. В первую очередь производится откопка основания снаружи здания. Внешняя часть фундамента должна быть полностью освобождена от земли, но не следует копать глубже песчаной или щебёнчатой подушки. Оптимальная ширина канавы - 0,8–1,0 м.

   Наружная часть фудамента должна быть полностью освобождена от земли

2. Затем необходимо уплотнить почву вблизи от фундамента методом ручной трамбовки и насыпать слой щебня фракции 30–50 мм толщиной 10–15 см. Щебень также уплотняется. Поверх него насыпается тонкий слой песка чтобы скрыть острые края.
3. Поверх песка следует уложить плотный пенопласт толщиной 5 см и накрыть его брезентом для защиты материала от искр в процессе сварки.
4. Далее в фундаменте необходимо просверлить отверстия диаметром 18–25 мм на расстоянии 60–90 см и вбить в них отрезки арматуры, которые будут служить анкерными креплениями. Обрезки должны выступать из стены на 15–30 см.
5. К ним приварить внешнюю и внутреннюю сетки, сделанные из арматуры толщиной 10–14 мм, которые должны отступать от основания на 5–7 см. Сетки связываются между собой при помощи кусков арматуры.

   Армирующие сетки соединяются арматурой

6. В нижней части пояса устраивается дополнительная армирующая сетка для подушки толщиной 25–35 см, а по размеру равной ширине канавы. Подушка снижает нагрузку на грунт без необходимости подкапывать фундамент.
7. После создания армирующей сетки следует убрать брезент с пенопласта и установить опалубку. Заливка бетона производится в два этапа. После заливки подушки следует выждать 2 дня, а затем приступить к заливке пояса.

   Заливка бетона проводится в два этапа

8. Через 2 дня можно снимать опалубку, а ещё через 3–5 дней засыпать канаву землёй.

Заливка железобетонной рубашки

Распространённым способом усиления фундамента является заливка железобетонной рубашки.

Фундамент под заливку бетонной рубашки выкапывается с учетом длины закладок не более 3 м

Этот способ является довольно простым. Человек, обладающий малейшими навыками в строительстве, может выполнить заливку рубашки из железобетона в одиночку. Для этого потребуются следующие материалы:

• бетон марки М400;
• арматура для обвязки каркаса толщиной 16–18 мм.

Порядок выполнения работ

Метод цементации

Способ цементации также называется инъектированием. Это объясняется введением в трещины платформы полых трубок. Как правило, применяется для придания прочности бутовому фундаменту, имеющему множество пустот. В них заливают строительный раствор, а небольшие трещинки замазывают. Такой способ считается довольно доступным, но он применяется только для оснований с сохранившейся несущей способностью.

Цементирующий состав вводится с помощью специальных инъекторов

Усиление основания с помощью отливов

Иногда фундамент усиливают отливами. Эта технология применяется для укрепления платформ из кирпича или бутового камня. Отливы из железобетона применяются вместо арматурного каркаса.

Порядок работ следующий:

1. Железобетонные отливы устанавливаются с обеих сторон и отжимаются, при этом нижняя часть должна прикасаться к стене, а верхняя - нет.
2. Конструкция фиксируется с помощью домкратов и стяжки.
3. Затем выкапываются траншеи с 2-метровым захватом.
4. Канавы между стеной и полученной конструкцией заполняются строительным раствором.

Железобетонные отливы используются вместо арматурного каркаса

Данная технология предусматривает увеличение прочности платформы двухсторонними обоймами из железобетона или трубками, по которым нагнетается раствор. Он заполняет все пустоты кладки, за счёт этого основание укрепляется по всей толщине.

1. На начальном этапе нужно выкопать часть фундамента, подлежащего ремонту. Её длина должна составлять примерно 3 м, ширина - 1 м, глубина - 0,5 м.
2. Затем с обеих сторон в шахматной последовательности просверлить сквозные отверстия и вставить в них 20-миллиметровые прутья арматуры.
3. После этого к арматуре необходимо прикрепить каркас с ячейками размером 150х150 мм.
4. На завершающем этапе производится установка опалубки и заливка образовавшегося пространства бетоном.

Способ усиления обоймами позволяет укрепить фундамент по всей толщине

Способ усиления торкретбетоном

Эта техника подходит для усиления не слишком разрушенной платформы или при планировании надстройки дополнительных этажей. Усиление торкретбетоном позволит снизить давление на платформу.

При таком способе задействуется бетонная пушка, поэтому работу лучше доверить специалистам. Укрепление фундамента производится в несколько этапов.

Видео: усиление фундамента торкретированием

Усиление ленточного фундамента производится по особой технологии и включает в себя следующие этапы:

Видео: усиление ленточного фундамента

Наиболее частой причиной повреждения платформы является пучение грунта вследствие сильных ливней, половодья и замерзания воды. При этом здание как бы выталкивается из земли и перекашивается. Если дом расположен в местности с близко пролегающими грунтовыми водами и неустойчивым климатом, при строительстве необходимо продумать дренажную систему и устроить гидроизоляцию фундамента. Решение о том, каким способом лучше укрепить основание, принимается после исследования земельного участка и анализа разрушений.

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