Расчета усиления ленточного фундамента

Методы усиления ленточного фундамента, технология укрепления и диагностика проблем

28.10.2018 2,652 Просмотров

Основными достоинствами ленточного фундамента являются высокая несущая способность, прочность, устойчивость ко всем нагрузкам при минимальном количестве строительных материалов.

Такое сочетание качеств по праву делает ленту лидером среди всех остальных видов опорных конструкций.

При этом, лента постоянно подвергается разнонаправленным нагрузкам со стороны грунта и воздействиям от веси постройки, снеговым, ветровым нагрузкам и т.д.

Нередко возникают ситуации, когда прочность ленты оказывается на пределе, особенно при появлении сезонных подвижек грунта.

Подобные случаи вызывают необходимость усиления ленты, о котором надо говорить подробно.

Причины разрушения ленточного фундамента

Ленточный фундамент постоянно испытывает разрушающие воздействия.

В их число входят:

• Морозное пучение грунта.
• Оседания почвы.
• Строительные или земляные работы, ведущиеся поблизости.
• Сезонные подвижки грунта.
• Наводнения, изменения уровня грунтовых вод.
• Наличие уклона.

Кроме того, отрицательные последствия способны вызывать:

• Низкое качество строительных материалов.
• Несоблюдение технологических требований во время строительства.
• Изменение веса постройки, вызванное строительством дополнительного этажа или иными причинами.
• Нарушения правил эксплуатации дома.

Перечисленные воздействия могут возникать как по одиночке, так и совокупно, что создает чрезвычайно сложные условия эксплуатации фундамента.

Бетон со временем начинает терять свою прочность, а дополнительные напряжения многократно ускоряют разрушительные процессы. Решением проблемы может стать усиление ленточного фундамента.

Когда требуется усиление и что это?

Необходимость усиления фундамента возникает в разных ситуациях:

• Когда планируется строительство дополнительного этажа, пристройки, или иное изменение размера дома.
• При появлении на стенах или фундаментной ленте трещин.
• Если нарушена гидроизоляция ленты, вызвавшая осыпание бетона.
• Механические повреждения ленты.
• Подъем уровня грунтовых вод, разрушающих ленту.
• Агрессивное воздействие среды.

Все эти случаи требуют немедленного вмешательства. Усиление — это увеличение несущей способности ленточного основания путем установки добавочных элементов, увеличения сечения ленты, инъекций специальных веществ или иных мероприятий.

Выбор конкретного метода зависит от состояния ленты, причин возникновения проблемы и размеров необходимого вмешательства. В любом случае, перед началом работ необходимо тщательное обследование конструкции и принятие решения с участием опытных специалистов.

Диагностика проблемы

Диагностика — это комплекс мероприятий, направленных на получение полной информации о состоянии несущей конструкции, наличии механических повреждений, трещин или деформаций.

Производится обследование состояния подстилающего грунта, песчаной подушки и прочих элементов, воспринимающих нагрузку от веса дома.

Процедура производится поэтапно:

• Наружный осмотр видимых частей ленты. Визуальное обнаружение повреждений ленты производится снаружи, из подвала (если есть возможность). Отыскиваются видимые признаки появления проблем с примыкающими слоями грунта — проседания, промоины и т.д.
• Подземный осмотр. Лента окапывается по периметру, проверяется состояние траншеи, осматривается поверхность ленты и обнаруживаются все возникшие повреждения. Оценивается глубина погружения ленты и материал закладки основания.

Составляется дефектная ведомость, в которую включаются все обнаруженные повреждения. Составляется план основания, на котором отмечаются точки возникших повреждений, трещины, деформированные участки.

На основании составленной документации производится принятие решения о мерах решения возникших проблем.

Во время этих работ производится месячная проверка неподвижности ленты. На поверхности устанавливаются специальные контрольные маячки, фиксируется их состояние.

Через месяц производится проверка их положения. Если изменений нет, значит, оседания ленты завершились.

Для выполнения сложных работ требуется разгрузка фундамента. Ее целью является перенос веса дома на вспомогательную опорную систему, позволяющую удалить грунт под лентой для его замены или гидроизоляции.

Как усилить ленточный фундамент

Действия, которые необходимо предпринять для усиления ленты, обусловлены размерами и причинами разрушений. В некоторых случаях бывает достаточно обновить гидроизоляцию, в других ситуациях требуется комплекс сложных технических мероприятий, производить установку дополнительных опор или расширение ленты.

Рассмотрим эти методы подробнее:

Укрепление мелкозаглубленного основания бетонной рубашкой

Бетонная рубашка — это усиливающая бетонная отливка, установленная на проблемном участке стены.

Для ее создания выполняются следующие действия:

• Поверхность ленты обнажается, весь грунт на проблемном участке удаляется из траншеи.
• С бетонной ленты снимается слой гидроизоляции. Поверхность материала должна быть абсолютно чистой, как после заливки.
• Сквозь ленту сверлят поперечные отверстия, в которые вставляют арматурные стержни.
• Вяжется арматурный каркас, который приваривается к стержням, вставленным в отверстия ленты.
• Устанавливается опалубка.
• Заливается бетон, выдерживается положенное время.
• После окончания срока выдержки опалубка снимается, поверхность бетона гидроизолируется и производятся дальнейшие действия.

Размеры железобетонной рубашки зависят от величины поврежденного участка, но не меньше 1 метра.

Создание бетонной обоймы

Бетонная обойма образует дополнительный слой материала с обеих сторон ленты. Технология напоминает методику установки железобетонной рубашки, но добавочный слой заливается по обе стороны проблемного участка ленты.

Все действия производятся как изнутри, так и снаружи ленты. В результате образуется значительное утолщение фундамента, способное выдерживать высокие нагрузки.

С помощью использования свай

Методика усиления сваями достаточно сложна и разнообразна. Производится установка свай, создающих дополнительную опору для ленты. Они опираются на плотные слои грунта, прекращая оседания или увеличивая несущую способность фундамента для принятия повышенной нагрузки от пристроев или новых элементов конструкции дома.

Используются разные виды свай:

Каждый вид свай выполняет собственную функцию и применяется в отдельных ситуациях, где их использование является оптимальным вариантом решения проблемы. Так, винтовые сваи могут быть установлены вручную, максимально щадящими методами.

Вдавливаемые сваи нуждаются в использовании спецтехники, поэтому применение их для усиления ограничено.

Выносные сваи устанавливаются на некотором расстоянии от периметра старой ленты, затем сквозь нее пропускаются металлические балки, которые связываются со сваями. В результате дом оказывается как бы «подвешенным» на балках, получая дополнительную опору.

Вес постройки распределяется между старым и новым основаниями, что позволяет нести повышенные нагрузки.

При помощи отливов

Методика используется при усилении ленты из штучных элементов — кирпича или бутового камня. Отливы предназначены для выполнения функций армпояса.

Они устанавливаются на поверхности ленты с двух сторон, отжимаются с расчетом, чтобы верхняя часть не контактировала с поверхностью стены, а нижняя была максимально плотно прижата к ней.

После этого конструкция прочно фиксируется с помощью домкратов. Выкапывается траншея, образующая форму для заливки бетона. В результате вокруг ленты образуется дополнительный железобетонный слой, усиливающий несущую способность и прочность основания.

Упрочнение торкретбетоном

Торкретирование — это процесс нанесения бетона специальным способом напыления. Для этого используется специальное оборудование. Суть метода заключается в подаче под давлением сжатого воздуха сухой смеси цемента и песка, называемой торкрет-смесью.

Одновременно с подачей смеси из другого резервуара подают воду, затворяющую смесь. В результате на усиливаемой поверхности появляется слой плотного и прочного бетона, обладающего повышенными характеристиками по сравнению с обычными видами материала.

Полезное видео

В данном разделе вы можете посмотреть как происходит процесс, рассмотренный нами в статье:

Заключение

Усиление ленточного фундамента позволяет получить более устойчивую к нагрузкам и прочную опорную конструкцию, способную к принятию дополнительных нагрузок или возобновлению выполняемых функций.

Все работы с начала и до конца должны быть выполнены опытными профессионалами, никакой самостоятельной работы здесь быть не должно. Результат выполняемых работ может оказаться как положительным, так и отрицательным, поэтому все действия должны быть произведены грамотными подготовленными людьми.

Источник

Пример расчета усиления ленточного фундамента

Данные для расчета: ширина b существующего фундамента 100 см, расчетное сопротивление грунта R = 2 кг/см 2 , шаг траверс 1 м. После усиления фундамент должен воспринимать нагрузку F = 300 кН/м.

Расчет.Поскольку фундамент ленточный, рассчитываем участок фундамента длиной l = 100 см.

Требуемая ширина подошвы фундамента равна:

Ширина полос обетонировки d фундамента с каждой стороны:

d = 0,5(b₁ – b) = 0,5(150 – 100) = 25 см.

Нагрузка, воспринимаемая фундаментом от реактивного давления грунта s_гр = R_гр= 2 кг/см 2 на ширину d = 25cм и длину l = 100 см, равную шагу траверс, равна:

Эта нагрузка будет восприниматься каждой консолью траверсы и вызывать в ней изгибающий момент:

Принимаем сечение траверсы из двух швеллеров. Требуемый момент сопротивления W_тр равен:

где R — расчетное сопротивление стали ВСт3пс, принятое по СНиП II-23-81* «Стальные конструкции».

Принимаем по приложению 5 траверсу из двух швеллеров № 14:

Новые полосы фундамента шириной d работают как неразрезные железобетонные балки. Они воспринимают реактивное давление на грунт и опираются сверху в траверсы.

Расчетный момент в этих балках равен:

M = q_гр∙l 2 /12 = 50∙100 2 /12 = 41700 кгсм = 417 кНм,

Задаем высоту фундамента 50 см и защитный слой бетона до рабочей арматуры 70 мм, арматуру Æ10A-III.

Имеем рабочую высоту сечения балок h_o= 50 – 7 – 0,5 = 42,5 см.

Требуемое сечение арматуры класса A-III при R_s = 3750 кг/см 2
(по СНиП 2.03.01-84*):

По конструктивным соображениям при d ³ 150 мм принимаем два каркаса с верхней и нижней арматурой из Æ8A-III, поперечные стержни арматуры из Æ6A-I с шагом 250 мм. (При d

Вариант (по последней цифре зачетной книжки)	Ширина фундамента b, см	Толщина стены d,см	Шаг траверс, м	Расчетное сопротивление грунта R, кг/см 2	Нагрузка на фундамент после реконструкции F1, кН/м
1,0	2,0
1,1	2,1
1,2	2,2
1,3	2,3
1,4	2,4
1,5	2,5
1,0	2,6
1,2	2,7
1,4	2,6
1,5	2,5

4. Расчет усиления кирпичного простенка
металлическими обоймами

Несущая способность существующих каменных конструкций (столбов, простенков, стен и др.) может оказаться недостаточной при реконструкции зданий, надстройках, а также при наличии дефектов в кладке. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях всестороннего сжатия, что значительно увеличивает ее сопротивляемость воздействию продольной силы.

Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные.

Основными факторами, влияющими на эффективность обойм, являются: процент поперечного армирования обоймы (хомутами), марка бетона или штукатурного раствора и состояние кладки, а также схема передачи усилия на конструкцию.

С увеличением процента армирования хомутами прирост прочности кладки растет не пропорционально, а по затухающей кривой.

Опытами установлено, что кирпичные столбы и простенки, имеющие трещины, а затем усиленные обоймами (рис. 4), полностью восстанавливают свою несущую способность.

Рис. 4. Схема усиления кирпичных столбов металлической обоймой:
1 — планка f₁ сечением 35´5 …60´12 мм; 2 — сварка

Стальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не свыше 50 см. Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементного раствора толщиной 25-30 мм. Для надежного сцепления раствора стальные уголки закрываются металлической сеткой.

Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения при стальной обойме, производится по формуле:

(4.1)

Коэффициенты y и h принимаются при центральном сжатии y = 1 и h = 1; при внецентренном сжатии (по аналогии с внецентренно сжатыми элементами с сетчатым армированием):

; (4.2)

. (4.3)

В формулах (4.1)-(4.3):

N — продольная сила;

А — площадь сечения усиливаемой кладки;

A¢_s — площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

R_sw — расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

R_sc — расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

j — коэффициент продольного изгиба (при определении j значение a принимается как для неусиленной кладки);

m_g — коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки (приложение 4, п.п. 4.1, 4.7);

m_k — коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без повреждений и 0,7 — для кладки с трещинами;

m — процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле:

, (4.4)

где h и b — размеры сторон усиливаемого элемента;

s — расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах
(h ³ s £ b, но не более 50 см).

Расчетные сопротивления арматуры, применяемой при устройстве обойм, принимаются по таблице 4.1.

Источник