Усиление фундаментов передачей нагрузки

Усиление фундамента – восстановление и увеличение несущей способности

Фундаменты старых зданий теряют прочность, в результате чего сооружения проседают, а на фасадах появляются значительные трещины. Нередко новые постройки постигает та же участь, хотя это происходит не из-за старения конструкций, а по причине неверных исследований грунтовых условий, неграмотных расчетов и нарушения технологических процессов. В критических ситуациях принимается однозначное решение о сносе сооружения, но при возможности использования какого-либо из вариантов реконструкции, производится усиление фундамента, позволяющее увеличить нагрузки на него или продлить срок эксплуатации всего строения.

Варианты упрочнения фундаментов

Укрепить фундамент старого дома можно несколькими способами. Проекты усиления подземных конструкций подразумевают:

• восстановление несущей способности;
• увеличение несущей способности;
• разгружение ленточного, столбчатого, плитного или свайного фундамента;
• специальные методы укрепления подземных участков сооружений.

Каждый из вариантов имеет специфические особенности и свою технологию усиления фундаментов, используемую в том или ином случае. Нередко требуется выполнить лишь упрочнение слабого основания без реконструкции самой подземной части, но подобные вопросы решаются иначе и относятся к отдельной теме, которая в данной статье рассматриваться не будет.

Восстановление несущей способности

Технические характеристики фундамента приводят в соответствие с требованиями путем:

• защиты поверхностей от выветривания;
• исключения замачивания;
• исправления геометрических форм с результативным изменением прочности;
• частичной перекладки фундамента или его замены.

Выветривание представляет собой физико-механический или химический процесс ослабления структуры внешних слоев материала. Данное разрушение является типичным для кирпичного или каменного фундамента, при кладке которого использовался раствор с малыми показателями по прочности, а также стойкости к действию воды и агрессивной среды. Укрепление фундамента происходит за счет оштукатуривания поврежденной поверхности своими руками или в результате торкретирования, подразумевающего нанесение растворной массы под давлением с помощью цемент-пушки.

Данный вариант является наиболее простым для тех, кто решился на усиление стенок незаглубленных фундаментов своими руками. Но он возможен лишь в случае отсутствия в теле кладки существенных заглублений и сквозных трещин.

При неудовлетворительном состоянии фундамента проекты его усиления предусматривают цементизацию, силикатизацию или смолизацию конструкции. Работы включают в себя:

• предварительное бурение скважин в теле фундамента в указанных специалистами местах, после проведенного обследования;
• нагнетание в образованные полости жидкого раствора.

Бурение выполняют при помощи перфораторов или электродрелей со стороны отмостки и пола первого этажа, либо подвала. После этого в скважины устанавливают трубки, через которые под давлением заливают требуемые по технологии растворы, используя инъекторы. До начала основного этапа работ, предусматривающих усиление фундамента, выполняют пробные испытания на опытных участках с проверкой результатов. Они позволяют скорректировать процесс и определить необходимость выполнения дополнительных мероприятий.

Цементный раствор в кладке кирпичного и бутобетонного фундамента часто разрушается под действием агрессивной среды, результатом чего становится снижение прочности подземных участков, а в итоге – появление осадок наземной части строения. Слабым местом железобетонных фундаментов может стать коррозия арматуры, прогрессирующая в условиях наличия блуждающих токов. Она исключает равномерную передачу нагрузок на грунт из-за невозможности работы подземной конструкции на изгиб, что также приводит к развитию существенных осадок.

Укрепление фундамента кирпичного или деревянного строения в случае наличия трещин, проходящих сквозь толщу подземной кладки, производится способом тщательного ее цементирования или взятия в железобетонную обойму. Подобные работы не следует выполнять своими руками, так как малейшее несоблюдение технологии работ не только не поможет исправить ситуацию, а наоборот – усугубит ее.

Значительное разрушение фундаментной кладки требует последовательного замещения фундамента с его усилением вновь возведенными участками. В этом случае производится одновременная заделка оставшихся небольших трещин и дальнейшая пропитка поверхности защитными покрытиями.

В запущенных случаях проекты усиления кирпичного или бетонного фундамента могут предусматривать при замене участков использование разгружающих металлических балок, лап, мощных струбцин и домкратов.

При устройстве защиты фундаментов от замачивания агрессивными водами требуется выполнение качественной многослойной гидроизоляции. Ее разновидность и вариант нанесения выбирается, исходя из конкретных условий. В одних случаях поверхности обмазываются или оклеиваются с внешней стороны, а в других – с внутренней.

Увеличение несущей способности

Нередко реконструкция сооружений или переоснащение производства требует принятия мер по усилению фундамента не из-за его старения, а из-за существенного увеличения несущих нагрузок. К примеру, на небольшом частном участке удвоить, а то и утроить жилплощадь можно, лишь пристроив верхние этажи. А у владельцев крупных строений нередко возникает вопрос о переустройстве корпусов путем установки внутренних перегородок и перекрытий.

В любом случае необходимо будет провести экспертизу фундамента, причем не своими руками с учетом поверхностных знаний, а с привлечением профессионалов, имеющих оборудование и способных грамотно оценить обстановку, произвести расчеты и предложить наилучший вариант увеличения несущей способности подземной конструкции. Сегодня существует достаточно много способов усиления, в результате которых фундамент приобретает бóльшую прочность:

• уширение подошвы;
• выполнение обойм, в том числе напряженных;
• заглубление;
• устройство наращиваний, рубашек, обойм;
• установка специальных рам, связей или раскосов;
• переустройство одного типа фундамента в другой;
• использованиие анкеров, тяжей;
• монтаж шпунтовых стенок и многое другое.

Усиление фундаментов в результате одностороннего или двустороннего уширения опорной части подошвы предполагает передачу несущих нагрузок на бóльшую площадь грунтового основания. Обоймы из металла или монолитного железобетона выполняют с одной, либо двух сторон фундаментных стенок, располагая их в траншеях снаружи здания или со стороны подвала. В зависимости от требуемых результатов, жб обоймы в разрезе могут иметь либо прямоугольное, либо расширенное книзу сечение. Со старыми конструкциями их объединяют при помощи стяжек, вставленных в предварительно просверленные или же пробитые в фундаменте сквозные отверстия. Для лучшей связки используют анкерные стержни.

При усилении ленточного каменного фундамента может использоваться обойма из фибробетона. Для жесткого сцепления подземной конструкции с «одежкой», в теле фундамента высверливают неглубокие наклонные отверстия, куда вставляют арматурные анкеры, фиксируемые на эпоксидном клее, либо на цементном растворе.

Несущую способность фундамента путем его заглубления увеличивают достаточно редко. Своими руками подобные работы производить не допускается из-за опасности разрушения дома в связи с необходимостью организации подкопов.

Еще один способ усиления фундаментов относится к устройству железобетонных рубашек, окружающих столбчатые конструкции со всех сторон. Она представляет собой единый монолит с пространственным каркасом, обеспечивающим общую работу нового участка со старым фундаментом. Нередко бетонирование выполняют вместе с устройством обоймы для вышерасположенной колонны.

Усиление фундамента наращиванием производят путем увеличения его подошвы. Расчетами определяются размеры и количество сторон размещения новых железобетонных участков подземной конструкции. Через тело старого фундамента пропускают металлические трубы или арматурные стержни, которые обвязывают пространственным каркасом, а участки усиления фундаментов бетонируют.

Как укрепить фундамент в случае ощутимых неравномерных просадок, либо при возникновении необходимости перенаправления внушительных нагрузок в другую часть строения? Некоторые специалисты советуют решить вопрос путем преобразования столбчатого в ленточный фундамент, а также ленточного в плитный. Первый вариант предусматривает монтаж между отдельно расположенными конструкциями соединительной стенки, арматурные стержни которой приваривают к заранее оголенным штырям старого фундамента. Во втором случае укрепление фундамента представляет собой подвод плиты под ленту и объединение конструкций с помощью обоймы и рабочей арматуры.

Разгружение фундаментов

Снизить нагрузку на подземные конструкции помогает два вида свай:

• выносные, размещенные вне фундаментной подошвы;
• подведенные, устраиваемые непосредственно под бетонной подушкой или в теле фундамента.

Сваи, в зависимости от условий строительной площадки, уровня грунтовых вод и специфики подземной части строения, могут вдавливаться, ввинчиваться, буриться или вбиваться, располагаться вертикально или наклонно, по периметру или кустами, с одной или двух сторон, соединяясь ростверками или плитами. Усиление фундаментов, в этом случае, происходит за счет опирания свай на более прочные слои грунта.

Устанавливают сваи, как правило, из шурфов, но корневидные столбы бурят непосредственно с поверхности земли, уровня пола подвала или первого этажа.

Укрепление свай

Видимую часть фундаментных стволов с высоким ростверком усиливают несколько заглубленными в грунт обоймами. Но как укрепить фундамент из свай, находящихся в земле? В данном случае используется способ обуривания, предполагающий устройство скважин небольшого диаметра вблизи стенок деревянного или бетонного ствола. Они заполняются цементным раствором, после отверждения которого прочность грунта в значительной степени повышается.

Также сваи могут быть усилены непосредственно под остриями с помощью:

Вывод

Все варианты усиления фундаментов описать невозможно. Каждый конкретный проект разрабатывается с учетом индивидуальных условий, обследований и расчетов. Владельцу частного дома следует помнить о том, что выполнение укрепления подземных конструкций своими руками без предварительных экспертиз и соответствующих заключений не допустимо.

Фундамент является слишком важной частью любого строения – деревянного, из кирпича или бетона, поэтому и относиться к работам по устранению дефектов необходимо со всей серьезностью. Чтобы избежать серьезных неприятностей, в данном вопросе стоит обратиться за помощью к профессионалам. А самостоятельно подправить фундамент можно лишь у перекосившейся легкой постройки!

Источник

Усиление фундаментов

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.

• Усиление фундамента существующего дома
• Способы усиления ленточных фундаментов
• Усиление свайных фундаментов
• Способы усиления железобетонных фундаментов
• Усиление фундаментов посредством обустройства железобетонной обоймы
• Усиление фундамента железобетонной рубашкой
• Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт
• Усиление фундамента увеличением глубины его заложения
• Усиление фундамента второй сваей
• Усиление посредством подводки опорных элементов под подошву основания
• Усиление железобетонного фундамента опускным колодцем
• Усиление фундамента переустройством его конструкции
• Усиление грунтов основания

Усиление фундамента существующего дома

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:

усиление свай железобетонной обоймой, стенки которой должны быть не менее 100 мм толщиной, а углубление в грунт — не менее 1 м;

усиление свай «бетонной рубашкой», путем нагнетания раствора в заранее пробуренные по периметру сваи скважины;

усиление сваи второй сваей (забивной или буронабивной), вплотную с первой;

усиление ростверка торкретированием;

усиление ростверка нагнетанием раствора в предварительно устроенные в нем шпуры;

усиление фундамента дополнительными бурение скважин.

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

Совет эксперта! Выделяют два вида ЖБ обойм — с уширением опорной пяты основания, и обоймы без уширения.

• 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.

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: Схема железобетонной обоймы

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: Схема отличий железобетонных обойм и рубашек

Совет эксперта! Обоймы представляют собою замкнутые конструкции, которые оцепляют весь периметр фундамента, тогда как рубашки используются для усиления одной из его поврежденных частей.

Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт

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

Рис. 1.3: Схема железобетонного отлива

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: Схема углубления фундамента бетонными блоками

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

Совет эксперта! Колодец бетонируется так, что бы между поверхностью бетона и нижней стенкой опорной пяты фундамента оставался зазор в 3-4 см.

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: Схема усиления фундамента дополнительными сваями

Совет эксперта! При усилении фундаментов редко используются забивные ЖБ сваи, поскольку их погружение сопровождается деструктивными динамическими нагрузками на уже существующее основание, которые могут привести к его разрушению.

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: Схему усиления фундамента с помощью подводки и формирования ЖБ плит

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: Схема опускного колодца для усиления фундамента

Совет эксперта! Глубина заложения опускного колодца должна быть в два-три раза большей глубины заложения самого основания.

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: Схема усиления грунта цементизацией

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.

Совет эксперта! При усилении лессовидного грунта применяется однорастворная силикатизация — хлористый кальций не используется, но количество нагнетаемого жидкого стекла увеличивается в три раза.

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: Схема усиления грунта силикатизацией

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: Расплавленный битум

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: Усиление грунтов буронабивными сваями

Совет эксперта! Чем шире диаметр формируемых свай — тем сильнее уплотняется почва.

• 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.

Таким образом из арсенала средств по усилению фундаментов всегда можно выбрать наиболее приемлемый способ для вашего конкретного случая.

Наши услуги

Наша компания «Богатырь» специализируется исключительно на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Источник