4.3. Усиление фундаментов

Фундаменты являются важным элементом здания, обеспечивающим его прочность, устойчивость и долговечность, в связи с чем вопросам их усиления придается большое значение.

Понятие "усиление фундаментов" включает в себя несколько моментов: усиление грунтового основания, увеличение площади подошвы фундамента и его разгрузка за счет устройства дополнительных опор. Следует отметить, что особенно неблагоприятна для большинства зданий неравномерная осадка фундаментов, обусловленная неоднородностью грунтового основания и ухудшением его свойств при замачивании. Поэтому при усилении фундаментов часто оказывается достаточным улучшить физико-механические характеристики грунтового основания способами, изложенными в табл. 4.10.

Из рассмотренных способов наибольшее распространение получили цементация и силикатизация грунтов.

140

Таблица 4.10

Способы повышения физико-механических характеристик грунтового основания

Метод закрепления грунта Сущность метода Грунт Допустимые параметры применения Эффект усиления: прочность, МПа
водонепроницаемость, В
Цементация Нагнетание цементной суспензии Крупнозернистые пески Кф≥80 м/сут
1 - 4
В
Двухрастворная силикатизация Последовательное нагнетание растворов силиката натрия и хлористого кальция Пески Кф = 80 - 2 м/сут
1,5 - 3,5
В
Однорастворная силикатизация Нагнетание раствора силиката натрия Лессы Кф = 2 - 0,1 м/сут
0,6 - 0,8
В
То же То же, с отвердителем Мелкие пылеватые пески Кф = 5 - 0,5 м/сут
0,4 - 0,5
В
Смолизация Нагнетание раствора карбамидной смолы с отвердителем Пески Кф = 5 - 0,5 м/сут
1,5 - 2,0
В
Термический способ Сжигание топлива в скважине Лессы, лессовидные суглинки и черноземы Воздухонепроницаемость не менее 0,1 м/с 1 - 4
(водоустойчивость)
 
 

141

При усилении бутобетонных фундаментов старых зданий хорошо зарекомендовал себя метод железобетонной обоймы (табл. 4.11.), который позволяет увеличить площадь подошвы фундамента и одновременно повысить его прочность. Для этого в фундаменте пробиваются сквозные отверстия, через которые пропускаются стальные или железобетонные балки с шагом 2 - 3 м. После укладки арматурных сеток или каркасов заливается бетонная смесь. Совместная работа обоймы и фундамента обеспечивается балками и силами трения по поверхности контакта.

С целью повышения эффективности обоймы перед ее устройством производится обжатие грунта основания бетонными блоками (банкетами) при помощи домкрата (табл. 4.11, п. 2).

Усиление осуществляется следующим образом: в предварительно пробитые в фундаменте отверстия вставляются балки (поз. 1) и замоноличиваются бетоном класса В15 - В20. Затем укладываются банкеты и на них - домкрат в распор с балкой. Усилие обжатия грунта домкратом фиксируется с помощью распорок, а затем - отвердевшим бетоном обоймы. Работы по усилению производятся последовательно, участками по всей длине фундамента.

Если прочность материала фундамента низкая и не позволяет выполнить обжатие грунта выше упомянутым способом, то фундамент предварительно усиливают продольными балками, укладываемыми на растворе в специально устроенные ниши (табл. 4.11, п. 3).

Усиление фундаментов сваями получило в последнее время широкое развитие при реконструкции зданий. В табл. 4.12, п. 1 показан способ усиления набивными сваями, скважины под которые делаются посредством пневмопробойника импульсно-упорного действия. По данным [9] при сравнительно небольшой мощности воздействующего механизма пробойник позволяет получать в пыле-вато-глинистых грунтах скважины диаметром 12 - 20 см без выемки грунта, что очень удобно в стесненных условиях реконструкции. Кроме того, вокруг скважины создается зона уплотненного грунта, обеспечивающая благоприятные условия для работы сваи.

В табл. 4.12 представлены способы усиления фундамента сваями, состоящими из последовательно вдавливаемых в грунт секций. Сваи могут быть из стальных труб или железобетонными. Задавливание секций, имеющих длину 0,5 - 1,5 м, осуществляется с помощью домкрата, установленного под фундаментом в специально вырытой нише или же по обе стороны от фундамента. Наращивание секций сваи производится до тех

142

пор, пока сопротивление вдавливанию не достигает заданного проектом предельного значения. Затем давление в гидродомкрате сбрасывается до величины, при которой определяется контрольное погружение. Величина контрольного погружения должна быть не более 0,1 мм за 30 минут наблюдений. Параметры усиления фундаментов способом вдавливания свай регламентируются инструкцией [10]. Установки для вдавливания УБПС-640, 660, 3000 рассчитаны соответственно на усилия 640, 660 и 3000 кН, минимальный шаг свай составляет 450 - 600 мм.

Эффективность усилия в каждом конкретном случае определяется в зависимости от технического состояния существующего фундамента и ожидаемого после реконструкции увеличения нагрузки.

Таблица 4.11

Усиление фундамента наращиванием


п/п
Способ усиления.
Эскиз усиления
Элементы усиления

поз.
Основные параметры
1 Усиление без обжатия грунта основания
1 Балка I16...24
2 Бетон наращивания кл.В12,5...В20
3 Арматурная сетка из стержней кл.А1
ø10... 12 с шагом 200
2 Усиление с обжатием грунта основания
1 Балка I16...24
2 Бетон наращивания кл.В12,5...В20
3 Домкрат
4 Бетонный блок (сборный)
3 Усиление стальной обвязкой и обжатием грунта основания
1 Балка I16... 24
2 Бетон наращивания кл.В12,5...В20
3 Домкрат
4 Бетонный блок
5 Балка [ 20... 26

143


п/п
Способ усиления.
Эскиз усиления
элементы усиления

поз.
Основные параметры
1 Усиление буронабивными сваями
1 Балка 16...24
2 Бетон кл.В12,5...В20
5 Буронабивная свая ø120...200
6 Арматурный каркас
2 Усиление вдавливанием свай вне фундамента
7 Железобетонная балка (ростверк)
8 Стальные тяжи ø20...25
9 Домкрат
10 Элемент свай
3 Усиление вдавливанием свай под фундаментом
9 Домкрат
10 Элемент сваи
11 Распределительная плита
12 Направляющая стойка

144

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.