Mebel-ot-artura.ru

Мебель от Артура
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усиление основания фундамента методом устройства выносных свай

Усиление ленточного фундамента с помощью выносных задавливаемых свай.

В особо сложных случаях усиления фундаментов мелкого заложения, когда нагрузку от здания надо передать на глубоко залегающие прочные грунты, особенно при наличии высокого уровня грунтовых вод, используют вдавливаемые сваи [2]. Усиление фундаментов сваями (сборными железобетонными или из отдельных сплошных или трубчатых элементов) производится двумя способами: пересадкой фундаментов на выносные сваи или подведением свай под подошву фундамента.

Для усиления ленточных фундаментов выносные сваи могут устраиваться как с каждой стороны ленточного фундамента
(рис. 2.10, а), так и с одной его стороны в один или два ряда (консольные и рычажные системы) (рис. 2.10, б). Для пересадки столбчатых фундаментов сваи могут располагаться с двух противоположных сторон подошвы (рис. 2.10, в) или вокруг нее (рис. 2.10, г). Сваи, подводимые под подошву фундамента, можно также располагать в один или несколько рядов в зависимости от конструкции существующего фундамента.

Выносные сваи применяют при высоком уровне грунтовых вод, а сваи, подводимые под подошву фундамента – при низком. Сваи располагают одну от другой на расстоянии не менее 3d.

Головы свай с усиливаемым фундаментом соединяются ростверками, выполняемыми в виде железобетонных поясов (для ленточных фундаментов) или железобетонных обойм (для столбчатых фундаментов).

Рис. 2.10. Схемы размещения выносных свай при усилении ленточных и столбчатых фундаментов

1 – усиливаемый фундамент; 2 – свая; 3 – железобетонный пояс; 4 – рандбалки, 5 – поперечная балка; 6 – рычажный ростверк;

7 – железобетонная обойма

Если усиливаемые фундаменты не имеют достаточной прочности, то их укрепляют обвязочными балками. Для лучшей передачи нагрузки от усиливаемого фундамента на сваи применяют проходящие через него поперечные металлические и железобетонные балки. Длина свай устанавливается в зависимости от характеристики грунтов, размеров поперечного сечения свай и нагрузок на фундамент.

При проектировании усиления работа старого фундамента, как правило, в расчетах не учитывается. Вся нагрузка от существующего здания, а также и дополнительная должны быть восприняты свайным фундаментом. Для предварительных соображений несущую способность свай определяют по расчету, уточнение ее производится путём испытания пробных свай статической нагрузкой непосредственно на строительной площадке, где производится усиление.

При усилении фундамента выносными сваями добиваются надежного сопряжения старого фундамента со сваями [2]. В фундаменте или при необходимости в стене устанавливают в продольных штрабах ранд балки. Кроме того, в фундаменте или стене пробивают сквозные гнезда, в которые заводятся поперечные металлические балки. В качестве поперечных могут применяться железобетонные балки. Балки связываются монолитным железобетонным ростверком, который соединяет головы свай (см. рис. 2.10). Сваи выводят до верха нижней ступени фундамента, а затем бетонируют раздельные ростверки. Домкраты устанавливают непосредственно над сваями, чтобы исключить работу ростверка на изгиб. На участке, расположенном между домкратами, фундамент разбирают и бетонируют ступень фундамента, объединяющую оба ряда ростверков. Эта ступень должна быть выполнена так, чтобы смогла работать как жесткий фундамент. Через сутки домкраты снимают. Инвентарные ригели удаляют, старую кладку на этих участках разбирают и заменяют бетоном.

Для столбчатых фундаментов поперечные передаточные балки делают парными и между ними зажимают колонну или фундамент. Для синхронной работы домкраты присоединяют к общему насосу. Давление в домкратах увеличивают ступенями. После каждой ступени делают перерыв для наблюдения за осадкой свай под нагрузкой. Перерыв продолжается до тех пор, пока осадка свай не прекратится. Обжатие свай должно прекращайся, как только прибор, установленный на колонне, отметит малейший ее подъем. При этом давлении сваи получают ту нагрузку, которая будет передаваться от сооружения. После стабилизации осадки свай производится подклинка между рандбалками и поперечными балками, затем устраивают железобетонный пояс.

В случае больших нагрузок иногда возникает необходимость погружения составных свай в два ряда. Сваи размещают под фундаментом, если позволяет его ширина (рис. 2.11, а), или размещают по обе стороны от фундамента при недостаточной его ширине
(рис. 2.11, б), иногда делают консольное уширение (рис. 2.11, в).

Рис. 2.11. Различные схемы усиления фундаментов составными сваями

1 – существующий фундамент; 2 – сваи; 3 – железобетонные балки; 4 – тяги

Для сопряжения свай со старым фундаментом в нем устраивают отверстия и борозды. Консольные балки соединяют стальными тягами. Предпочтительнее устраивать непрерывные продольные балки, так как они распределяют реакции от свай на большую длину и способствуют увеличению продольной жесткости фундамента.

При проектировании вдавливаемых свай требуется тщательное обследование конструкций здания, так как состояние стен влияет на значения как расчетной нагрузки на сваю, так и максимального усилия погружения; при этом расчетная нагрузка на сваю не должна превышать допустимой нагрузки на участок стены. Шаг свай чаще всего составляет 1,4 -2,5 м.

Пример усиления аварийного фундамента с помощью задавливаемых выносных металлических свай представлен на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Схема усиления фундаментов с помощью залавливаемых металлических свай

1 – существующий фундамент; 2 – металлические трубчатые сваи; 3 – арматурный каркас оголовка сваи; 4 – оголовок сваи; 5 – монолитные железобетонные балки;

6 – стены здания; 7 – труба для подачи в сваю бетона бетононасосом

Сваи из отрезков металлических труб длиной 1 м, диаметром 237 мм и толщиной стенки 8 мм располагали попарно – с двух сторон стены. Сваи погружали домкратами, которые упирались в железобетонные балки, изготовляемые совместно со сплошным железобетонным поясом, который омоноличивался со сваями. Железобетонный пояс устраивался на уровне пола первого этажа до начала работ по задавливанию свай. Задавливание свай осуществлялось стыкующимися с помощью сварки секциями и одновременно с двух сторон стены (в местах простенков) по всему контуру здания. Для подвески домкрата и равномерного распределения усилия задавливания предусматривалась инвентарная металлическая упорная балка, которая крепилась параллельно стене здания (с каждой ее стороны) к трем соседним железобетонным балкам. После установки последней секции домкрат и инвентарную балку демонтировали, устанавливали арматуру и опалубку оголовка сваи, всю полость трубчатой сваи заполняли бетоном литой консистенции и бетонировали оголовок сваи через отверстие в железобетонной балке.

Полная длина свай составляла от 10 до 15 м (из условия прорезки насыпных грунтов), максимальное усилие задавливания в домкрате допускалось до 350 кН (с учетом веса здания). При невозможности погружения сваи таким усилием до проектной отметки применялось бурение лидирующих скважин диаметром 160 мм (станками ручного бурения). Такой способ усиления фундаментов позволил всю нагрузку от здания передать на прочные глубокозалегающие грунты.

4.5. Усиление фундаментов буронабивными сваями (ч. 1)

Широкое распространение получило усиление фундаментов мелкого заложения выносными буронабивными сваями, которые так же, как и вдавливаемые сваи, передают нагрузку от здания на лежащие ниже прочные грунты. Буронабивные сваи могут использоваться при усилении ленточных и столбчатых фундаментов, при этом располагают их относительно существующего фундамента так же, как и вдавливаемые сваи.

При усилении ленточных фундаментов буронабивными сваями выполняют следующие этапы работ (рис. 4.18):

  • I — вдоль стен разрабатывают шурфы или траншеи и устанавливают крепления; в стене над обрезом фундамента пробивают продольную борозду (штрабу), которая промывается, и в нее на растворе укладывают металлическую разгрузочную балку. Балку перед установкой обматывают проволокой. После установки балка может быть забетонирована;
  • II — производят бурение скважин, монтируют арматурные каркасы и бетонируют сваи. Бурение выполняют ручным или механизированным способом в зависимости от стесненности площадки и габаритов оборудования;
  • III — пробивают сквозные отверстия в существующем фундаменте, устанавливают металлические поперечные балки, необходимые для задавливания свай в грунт и включения их в работу. Поперечные балки необходимы также для более надежного сопряжения ростверка с существующим фундаментом;
  • IV — производят задавливание свай в грунт домкратами и заклинивание балок;
  • V — устанавливают опалубку и бетонируют ростверк, который выполняется прерывистым или сплошным по всей длине фундамента; в последнем случае достигается более жесткое сопряжение. После схватывания бетона крепление и опалубку снимают, а траншею засыпают грунтом с тщательным трамбованием.

При усилении столбчатых фундаментов по периметру существующего фундамента пробуривают скважины, устанавливают арматурные каркасы и бетонируют сваи. Головы свай с арматурными выпусками связывают железобетонной обоймой, выполняемой вокруг существующего фундамента. Конструкции железобетонных обойм аналогичные ранее описанным конструкциям. Концы свай заглубляют в прочный слой грунта.

Усиление столбчатого фундамента рассмотрим на примере усиления фундаментов промышленного здания в г. Асбесте. В основании фундаментов залегали глинистые грунты твердой консистенции. В ходе производства монтажных работ посредине здания была обнаружена линза ранее насыпного грунта с 20%-ным содержанием органических включений. После монтажа основных несущих конструкций фундаменты над этим участком получили значительные деформации (от 100 до 300 мм). Деформации были неравномерными, в результате чего одна из колонн сместилась на 100 мм от проектной оси. Деформации привели к образованию трещин в железобетонной колонне, искривлению подкрановых балок и связей между фермами. Было принято решение демонтировать все конструкции здания на участке, где наблюдались аварийные деформации основания, и выполнить новые фундаменты с устройством буронабивных свай, опирающихся на прочные грунты природного сложения (рис. 4.19). Объединение старого и нового фундамента достигалось устройством железобетонной обоймы. По расчету каждый фундамент усиливали восемью буронабивными сваями диаметром 400—800 мм. В расчете работа старого фундамента не учитывалась, вся нагрузка передавалась только через буронабивные сваи. Обоймы выполняли из бетона марки М200. Последовательность выполнения работ описана в работе [63]. Эксплуатация здания показала надежность выполненного усиления.

Усиление ленточного фундамента выносными опорами

Усиление фундамента выносными опорами производится в случае недостаточной опорной площади опирания фундаментов, появления трещин в стенах здания.

Основные причины усиления фундаментов вдавливанием:

— ослабление грунтов основания, неравномерные осадки здания;

— перегрузка оснований и фундаментов здания (реконструкция или капитальный ремонт здания, замена технологического оборудования).

Этот способ применяется при удовлетворительном состоянии фундаментов и дополнительной части стен здания.

До производства работ по усилению фундамента выносными опорами определяют грунтовые условия, состояние фундаментных конструкций. Проектируют схему усиления фундамента выносными опорами с учетом местных условий, назначают марку и способ погружения сваи, армирование ростверка, разрабатывают технологию усиления (см. рис. 5.33).

Последовательность усиления фундамента выносными опорами

Оголяют тело усиливаемого фундамента (1) по периметру, очищают поверхность фундамента.

Производят штрабление поверхности фундамента для установки рандбалок. Устанавливают рандбалки (4) в штрабы.

Рис. 5.33. Усиление ленточного фундамента выносными сваями, расположенными с двух сторон:

1 − усиливаемый фундамент; 2 −опоры-сваи; 3 − ростверк; 4 − рандбалки; 5 − поперечная балка

Определяют последовательность выполнения работ по устройству свай. Рекомендуется производить работы по захваткам длиной до 2 м. Порядок устройства захваток — через одну не ранее чем через трое суток после бетонирования соседней захватки.

Задавливают сваи (2) первой захватки в проектное положение домкратами грузоподъемностью не менее 100т во избежание значительных осадок после передачи нагрузки от сооружения на сваю. Для уменьшения динамических нагрузок на существующие конструкции рекомендуется также использовать буронабивные сваи.

В теле фундамента устраивают отверстия для пропуска поперечных балок (5). Устанавливают поперечные балки (5) с опорой по концам на сваи.

Устраивают железобетонную обойму (11). Для этого устанавливают арматурные каркасы, опалубку, укладывают бетон класса согласно расчетам.

После набора передаточной прочности бетоном снимают опалубку.

Производят работы на следующей захватке и т.д.

Устраивают гидроизоляцию, обратную засыпку.

Преимуществом такого способа усиления является возможность увеличения несущей способности фундамента при наличии подземных вод, осложняющих процесс уширения и заглубления фундаментов.

Недостатком этого способа является большая трудоемкость работ.

Усиление фундаментов здания может выполняться выносными сваями, расположенными с одной стороны (см. рис. 5.34).

Рис. 5.34. Усиление ленточного фундамента выносными опорами, с расположением свай с одной стороны:

1 − усиливаемый фундамент; 2 − сваи; 3 − ростверк; 4 − рычажный ростверк

Расстояние между сваями определяется расчетом и удобством расположения бурового оборудования.

Одиночные фундаменты рекомендуется усилить симметрично расположенными сваями (см. рис. 5.35).

Рис. 5.35. Варианты усиления столбчатых фундаментов выносными опорами:

1 − усиливаемый фундамент; 2 − сваи; 3 − ростверк

Углубление подвалов

Проблема, встречающаяся довольно часто при осуществлении реконструкции здания, – углубление подвалов.

Слову «подвал» иногда присваивают совсем не относящееся к этому термину значение. Известно, что к понятию «подвал» следует относить ярус здания, находящийся ниже нулевой отметки 1-го этажа и заглубленного ниже уровня планировки более половины его высоты.

Если же заглубление меньше, тогда данный подземный ярус следует называть «цокольным этажом».

В рабочих проектах здания проектировщики иногда игнорируют эти определения, называя подземный ярус «техническим этажом», имея в виду расположение в нем разводок инженерных коммуникаций.

Высота подземных этажей также бывает разной: от «полупроходных», высотой 1,5 м до полноценных — 1,9 – 2,0 м.

Характеристики подвальных этажей регламентируются строительными нормами: СНиП.2.0.8.01-89* «Жилые здания», СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения», СНиП 2.09.04-87* «Административные и бытовые здания», СНиП 21.01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений», СанПин 21.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям», а также ГОСТ 30494 «Здания жилые и общественные». Параметры микроклимата в помещениях”.

При изучении вопроса о возможности углубления подвалов или их устройства в существующих бесподвальных зданиях необходимо учитывать, прежде всего, условия работы и расчетную схему фундаментов и всего здания.

Расчетная схема фундамента обычно включает действие трех усилий: момента М, продольной вертикальной силы N и поперечной силы Q (центрально-нагруженные фундаменты встречаются довольно редко). Отсюда для восприятия названных усилий необходима жесткая заделка фундамента в грунте. Практически это достигается заглублением подошвы фундамента в грунт не менее чем на 600 мм для обеспечения условия заделки.

Например, для ленточных сборных фундаментов – это заглубленный блок ФБС (h = 600 мм) с щебенистой подготовкой под подошвой (см. рис.5.36).

Таким образом, пол устраиваемого подвала должен находиться на отметке, выше подошвы фундамента на 700-800 мм. Только в этом случае выполняется условие жесткой заделки фундамента в соответствии с расчетной схемой, по которой проектировщиками был выполнен расчет и конструирование устойчивости здания.

Рис. 5. 36. Устраиваемый подвал с обеспечением заделки фундамента:

1 — существующий фундамент; 2 − фундаментная подушка; 3 − щебеночная подготовка; 4 – устроенный подвал

Нередки случаи, когда владельцы зданий, преследуя задачу увеличения объемов подвалов, делают откопки внутри зданий для устройства подвалов, при этом иногда оголяют фундаменты до подошвы. Известны даже случаи, когда фундаменты «висят» на оставленных целиках, а дно подвала находится ниже фундамента, что недопустимо. Этим создается аварийная ситуация для здания. Грамотные строители, выполняющие работы по устройству подвала по индивидуальному заказу владельца здания, никогда не допустят подобной аварийной ситуации, а посоветуют обратиться в экспертную организацию для изучения обстановки и решения возможности углубления подвала.

Если возникают ситуации, когда при углублении подвалов естественную заделку фундамента сохранить не удается, то есть пол будущего подвала планируется устроить ниже фундамента, то необходимо выполнение одного из следующих условий:

— оставить «уступы» (бермы) возле фундамента изнутри здания (мера применима для большепролетных зданий). Ширина уступа принимается на основании расчетов на сдвиг грунта по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (см. рис. 5.37);

— увеличить глубину заложения существующих фундаментов (см. раздел 5.8.3);

— установить шпунтовую или подпорную стенку в виде «стена в грунте» (см. рис.5.39).

Рис. 5.37. Устройство уступа (бермы) для заглубления подвала:

1 — существующий фундамент; 2 − фундаментная лента; 3 − щебеночная подготовка; 4 – устраиваемый подвал; 5 – круглоцилиндрическая линия скольжения

Рис. 5.38. Заглубление ленточного фундамента с помощью выносных задавливаемых свай:

1 − существующий фундамент; 2 − металлические трубчатые сваи; 3 − арматурный каркас оголовка сваи; 4 − оголовок; 5 − железобетонная балка; 6 − стена; 7 − отверстие; 8 − проектируемый заглубленный фундамент

На переустройство подземных ярусов зданий должен быть разработан рабочий проект, который необходимо согласовать с органами архитектуры по месту нахождения.

Работы по устройству подвалов должны проводиться по разработанному проекту производства работ с необходимыми расчетами и под надзором геотехнического контроля.

Читать еще:  Можно ли заливать фундамент зимой

Рис. 5.39. Устройство шпунтовой стенки с целью углубления подвала:

1 — существующий фундамент; 2 − щебеночная подготовка; 3 – шпунтовая стенка; 4 – анкер для крепления шпунтовой стенки к фундаменту, горизонтальная связь

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Усиление фундаментов при помощи свай

Усиление фундаментов при помощи свай производится за счет устройства дополнительных свайных фундаментов, опирающихся на более прочные подстилающие слои грунта и позволяет значительно повысить его несущую способность основания и снизить деформативность.

При усилении фундаментов реконструируемых зданий, как правило, используются:

— вдавливаемые многосекционные сваи;

Многосекционные сваи выполняются из сборных железобетонных или сталежелезобетонных элементов, соединяемых по мере погружения свай в грунт. Для погружения многосекционных свай не требуется громоздкого оборудования. Вдавливание свай производят при помощи гидравлических домкратов, упираемых в выше расположенные конструкции реконструируемого здания.

Буронабивные сваи различных типов обладают высокой несущей способностью и могут применяться в любых грунтовых условиях. Из-за громоздкости оборудования, применяемого при устройстве буронабивных свай, область их применения ограничена. Буронабивные сваи применяются при усилении фундаментов по внешнему периметру реконструируемого здания, могут устраиваться под наклоном к оси фундамента. Угол отклонения свай от вертикали не должен превышать 30°.

Буроинъекционные сваи также применяются в любых грунтовых условиях, позволяют проводить работы в стесненных условиях. Рекомендуется использовать при увеличении как вертикальных, так и горизонтальных нагрузок на фундамент, для стабилизации неравномерных складок.

При обеспечении совместной работы свай усиления с усиливаемым фундаментом возможны случаи:

— устройство свай за контуром подошвы фундамента,

— устройство свай непосредственно под фундаментом.

Устройство свай за контуром фундамента требует дополнительных

конструктивных элементов, передающих нагрузку с усиливаемого фундамента на сваи.

В качестве конструктивных элементов используются:

— монолитные ростверки, заделываемые в тело усиливаемого фундамента;

— ростверки, подводимые под существующий фундамент.

Усиление сваями с применением поперечных металлических и железобетонных балок (рис. 17.14), подводимых под несущие конструкции здания у поверхности земли, применяют при высоком уровне грунтовых вод. Опирание балок производится через монолитный железобетонный ростверк, объединяющий сваи по боковым сторонам ленточного фундамента или по периметру столбчатого фундамента.

При неудовлетворительном состоянии кирпичных стен, низкой прочности кирпичной кладки нижняя часть стены может быть усилена продольными металлическими балками, устанавливаемыми с двух сторон в горизонтальных штрабах.

Метод усиления сваями с монолитным ростверком и обеспечением его совместной работы с усиливаемым фундаментом за счет железобетонных шпонок (рис. 17.15) применяют при удовлетворительном состоянии фундамента. Размеры углублений в фундаменте подбираются таким образом, чтобы усилие от ростверка передавалось на фундамент по перевязанному шву.

Монолитные ростверки армируют сетками, поперечные стержни которых пропускают через тело фундамента. Диаметр поперечных стержней определяется расчетом и принимается не менее 12 мм. Шаг поперечных стержней — не более 500 мм.

Включение в работу свай при помощи ростверков, подводимых под существующий фундамент, производится при усилении свайных фундаментов (рис. 17.16, а, б). При устройстве нового ростверка вынимают грунт из-под подошвы усиливаемого фундамента и оголяют верхнюю часть существующих свай.

При усилении столбчатого фундамента сваями с монолитным ростверком совместная работа обеспечивается за счет соединения арматуры ростверка и оголенной арматуры фундамента (рис. 17.16, в).

В стесненных условиях реконструкции при невозможности устройства свай с двух сторон фундамента применяют консольные металлические балки, опирающиеся на пару свай, одна из которых работает на выдергивание (рис. 17.16, г). В качестве свай, работающих на выдергивание, рекомендуется применять винтовые и буронабивные сваи с уширением пяты. Сваи, воспринимающие вдавливающую нагрузку, выполняют буронабивными. Нижняя часть стены усиливается продольными балками, заведенными в горизонтальные штрабы стены. Шаг консольных балок определяется расчетом и принимается не менее трех диаметров свай и не более 3 м.

Сваи под подошвой столбчатого железобетонного фундамента могут устраиваться через выполненные в нижней ступени отверстия (рис. 17.17, а). Для усиления могут применяться буроинъекционные, многосекционные трубобетонные и буронабивные сваи. Диаметр свай принимается не более 200 мм при вылете ступени 300 мм и не более 300 мм при вылете ступени 450 мм.

Сваи под подошвой ленточного или столбчатого фундамента, материал которого характеризуется низкой прочностью, устраивают непосредственно с поверхности строительной площадки через отверстия, пробитые в фундаменте под углом к его вертикальной оси (рис. 17.17, б).

Для усиления применяют буроинъекционные сваи диаметром 80.250 мм. Отверстия в фундаменте и скважины для свай выполняют при помощи малогабаритных станков вращательного бурения, оснащенных шарошечным долотом, шнеками. Заполнение скважин производится цементно-песчаным раствором, нагнетаемым под давлением.

Одновременно с устройством буроинъекционных свай может производиться укрепительная цементация фундамента. Для этого устраивают в пределах фундамента скважину, не доводя до его подошвы на 0,5 м, и нагнетают в основание под давлением 0,1. 0,2 МПа цементный раствор, цементируя зону контакта с подошвой фундамента.

УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ СВАЙ

Усиление существующего фундамента осуществляется путем устройства свай по его контуру с целью увеличения несущей способности. Цельные сваи могут применяться, когда габариты здания позволяют разместить сваебойную технику и исключено повреждение окружающих конструкций. Широко применяются буронабивные (рис. 2.27), пневмонабивные, сваи Страуса (при отсутствии грунтовых вод), буроинъекционные (корневидные)

Рис. 2.27. Усиление каменных и бетонных фундаментов:

  • 1 — буронабивные сваи; 2 — ростверк; 3 — гидравлический домкрат;
  • 4 — подставка; 5 — отверстие; 6 — бетон; 7 — существующий фундамент;
  • 8 — штраба

сваи, которые могут просверливаться через существующий фундамент, используемый как ростверк (рис. 2.28). Усиление каменных и бетонных фундаментов выполняется так: пробуривают скважины и устраивают буронабивные сваи, которые соединяют ростверком.

Рис. 2.28. Усиление фундамента корневыми сваями: 1 — существующий фундамент; 2 — корневые сваи

Рис. 2.29. Схема усиления фундамента буроинъекционными сваями: а — бурение скважин; б — установка арматуры и инъецирование мелкозернистой бетонной смеси; в — устройство железобетонного ростверка;

  • 1 — стена здания; 2 — буровой станок СБА-500; 3 — скважина;
  • 4 — арматурный выпуск для соединения сваи с ростверком; 5 — инъектор; 6 — пневматическая инъекционная установка; 7 — буроинъекционные сваи; 8 — железобетонный ростверк

Буроинъекционные сваи, представляющие собой разновидность буронабивных свай, имеют сравнительно небольшой диаметр (50—250 мм) и большую длину (до 40 м). При устройстве таких свай пластичную мелкозернистую бетонную смесь инъецируют под давлением в скважину с предварительно установленной арматурой. После заполнения скважины бетонной смесью устье ее тампонируют и опрессовывают, создавая избыточное давление сжатым воздухом или растворонасосом. Скважины для свай бурят станками вращательного бурения СБА-500, которые работают без вибрации и ударов, в том числе можно выполнять бурение через тело существующих фундаментов. Применение буроинъекционных свай особенно эффективно при производстве работ в стесненных условиях действующего предприятия, когда трудно или невозможно использовать машины и оборудование больших габаритов (рис. 2.29).

Более совершенными являются пневмонабивные сваи, применяемые в сложных гидрогеологических условиях. После нагружения обсадной трубы в верхней части ее прикрепляют шлюзовой аппарат, который включают в сеть воздухопровода. Откачивают остатки воды и приступают к бетонированию сваи пластичной бетонной смесью с осадкой конуса 12—16 см через шлюзовой аппарат давлением 0,15—0,3 МПа (1,5—3,0 атм).

При достаточных размерах рабочих площадок и наличии съемного бурового (шнекового) оборудования к одноковшовым экскаваторам наиболее эффективно применение буронабивных свай с уширенной пятой (образуемой с помощью специального шарнирного устройства ножевого типа, устанавливаемого на конце буровой штанги и раскрывающегося во время ее вращения).

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УСИЛЕНИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ И УСТРОЙСТВЕ НОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Работы следует производить в соответствии со СНиП 12—03—2001 и СНиП 12—04—2002 «Безопасность труда в строительстве». Части 1, 2.

Работы, связанные с усилением конструкций, относятся к работам повышенной опасности и должны производиться по нарядам-допускам.

Все коммуникации в зонах производства работ следует ограждать.

Участки, на которых производят работы по усилению, следует ограждать и снабжать надписями, предупреждающими об опасности, запрещающими или ограничивающими передвижение в опасных зонах.

При обнаружении в процессе производства работ деформаций, которые могут привести к аварийному состоянию конструкций, должны быть приняты срочные меры по обеспечению их прочности и устойчивости. Необходимо уведомить об этом проектную организацию.

При производстве сварочных работ в условиях действующего предприятия должны быть приняты меры по обеспечению пожа- ро- и взрывобезопасности.

Зоны перемещения рабочих органов монтажных механизмов должны быть ограничены специальными устройствами.

Средства защиты рабочих, занятых на усилении конструкций в действующем цехе, должны соответствовать индивидуальным средствам защиты рабочих основного производства.

Нетиповые подмости, лестницы и другие средства, применяемые для обеспечения безопасного производства работ и разрабатываемые в ППР(р), должны удовлетворять конструктивным и технологическим требованиям ГОСТов.

Усиление фундамента сваями

Любая часть здания иногда требует ремонта и реконструкции. Несмотря на то, что фундамент является в основном скрытой конструкцией, которая расположена в грунте, и он в некоторых случае требует ремонтных работ. Чаще требуется его укрепление, когда уже существующий фундамент запроектирован с ошибками или начал разрушаться из-за каких-либо факторов. Для укрепления используют много методов – увеличение ленты, закрепление грунта, улучшение прочностных характеристик основания специальными химическими добавками, цементом и обжигом. Один их популярных методов – использование свай. Как проводят такие работы и какие сваи применяются? Рассмотрим подробнее.

Для чего фундаменты усиливают и какие типы свай применяются

Укрепление фундамента требуется в некоторых случаях:

  • Неправильное проектирование и выбор конструкции с недостаточными прочностными и несущими характеристиками.
  • Просадка грунта, в результате которой начало разрушаться строение.
  • Необходимость усиления при надстройке здания, или при строительстве нового сооружения в непосредственной близости.

Для укрепления существующих фундаментов применяют практически все виды свай:

  • винтовые;
  • буронабивные;
  • буроинъекционные;
  • забивные.

Также используется метод обжига для закрепления грунта. При нем не применяется непосредственно свая, но используется оборудование для устройства скважин, в которые потом подается топливо. После сжигания топлива в скважине основание становится более прочным и прекращается его осадка.

Усиливают все типы фундаментов – ленточные, свайные, плитные. Чаще всего реконструкция требуется для лент. Также укрепляют свайные фундаменты, если необходимо увеличить их несущую способность. Проще всего усилить свайные конструкции с высоким ростверком. При этом требуется минимум земляных работ.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Это относительно новый метод для реконструкции. Он применяется в том случае, если обнаружены признаки осадки строения. Чаще всего осадка проявляется трещинами в стенах и самом фундаменте. Также буроинъекционные сваи применяют и для других случаев. В общем, процесс работ проходит по следующему плану:

  • Через существующий фундамент бурят отверстия для свай. Для бурения используют специальные механизмы. Глубину и угол скважины рассчитывают, исходя из состава грунта, уровня осадки существующего здания, наличия грунтовых вод, нагрузки на основание.
  • Для работы приготовляется раствор из смеси песка и цемента.
  • Готовая смесь инъекционным методом под давлением подается в скважину. Такой метод позволяет полностью заполнить отверстие и уплотнить грунт вокруг будущей сваи. Бетонирование проводится одновременно с извлечением шнека от бура.
  • Непосредственно после заполнения скважины в нее опускается каркас из арматуры способом вибропогружения.
  • Проводится опрессовка свай после их изготовления.
  • После твердения бетона свая и существующий фундамент начинают работать как одна конструкция. Нагрузка передается на более глубокие слои грунта. Разрушение стен прекращается.

В чем плюсы и минусы такой технологии? Основные преимущество таких свай:

  • их можно устраивать большого диаметра и на большую глубину;
  • при работе не возникает большой шум и динамическая нагрузка на соседние строения;
  • буроинъекционные сваи удобны для использования на склоне с оползнем;
  • высокая скорость изготовления.

К минусам таких конструкций относят необходимость использование дорогих материалов и оборудования.

В большинстве случаев сваи располагают под углом к поверхности грунта, это связано с тем, что они должны проходить сквозь существующий фундамент. Но существует и способ усиления фундамента вертикальными буроинъекционными сваями. Для этого скважины бурят рядом с лентой, а соединение их в единую конструкцию происходит путем бетонирования и увеличения подошвы существующего основания.

Укрепление фундамента буронабивными сваями

Существует также и другой метод, который использует несущую способность арматурного каркаса и бетонного раствора. Но в нем не применяют опрессовку, а бетон подается обычными методами. Это усиление фундамента буронабивными сваями – один их методов, которые приносят позитивные результаты на проблемных объектах. Работа проводится схожими методами, как и для буроинъекционных свай. Усиление проводят таким образом:

  1. В местах, выбранных для монтажа свай высверливают скважины на глубину, необходимую для передачи нагрузки плотным слоям грунта. Почва в этих местах снимается, а существующий фундамент оголяется. Для устройства отверстий применяют шнековые буры.
  2. В скважину погружается опалубка. Для этого применяется обсадная труба из металла нужного диаметра.
  3. В обсадную трубу помещается арматурный каркас из стальных стержней, связанных в одну конструкцию. Он необходим для увеличения несущей способности сваи.
  4. Каркас необходимо связать с существующим фундаментом. Для этого применяют стальные балки, выпуски арматуры и другие способы.
  5. Скважина и соединение каркаса с фундаментом заполняется бетоном.

После застывания раствора траншея засыпается, а сваи и старый фундамент работают как единая конструкция.

Винтовыми сваями

Усиление фундамента винтовыми сваями проводят для небольших строений и частных домов. Технология работ такая же, как и для строительства нового фундамента, но есть отличия. Процесс включает в себя следующие этапы:

  1. Уже существующий ленточный фундамент оголяется. При возможности это делают с двух сторон. Необходимо обкопать каждую сторону до уровня подошвы. Ширина траншеи выбирается таким образом, чтобы в ней было удобно работать и размещать оборудование.
  2. Максимально близко к фундаменту в грунт ввинчиваются металлические винтовые сваи. Высота верха фундамента определяется тем, каким образом сваи будут объединятся с существующей конструкцией. Если будет проходить бетонирование для увеличения ширины ленты, верх сваи оставляют таким образом, чтобы он оказался в толще бетона.
  3. Для передачи нагрузки на сваи применяют также стальные конструкции. Для этого на них монтируются швеллеры или двутавры, на которые опирается существующий фундамент. Соединение металлических элементов проводится путем бетонирования.

Усиление ленточного фундамента сваями – один из методов остановки разрушения здания при ошибках в проектировании или осадках грунта. Выбор правильной конструкции проводится путем расчета несущей способности и стоимости каждого варианта. Важно принимать во внимание расположение близлежащих зданий и характеристики грунта.

Технология усиления свайного фундамента в каких случаях оно требуется

Когда необходимо укреплять фундамент

Все основания ветшают от времени. В некоторых случаях фундамент оказывается в аварийном состоянии вскоре после строительства: это означает, что проектные расчеты были неверными или серьезно нарушена технология возведения.

Ситуации, когда ремонт необходим:

  • неравномерная просадка основания приводит к напряжениям внутри бетонной конструкции. Следствие – трещины, разрывы, резкое снижение несущей способности;
  • трещины и разломы;
  • общее обветшание также снижает несущую способность фундамента.

Возможные причины аварийного состояния:

  • неправильный исходный расчет нагрузки или ее незапланированное увеличение в ходе эксплуатации (например, надстроен второй этаж, а необходимый запас прочности проектом не предусмотрен);
  • неправильно выбран тип фундамента, без учета особенностей грунта. В результате главным разрушающим фактором становится грунт. Примеры: в заболоченной местности оптимальный вариант основания – сваи; при сильных горизонтальных и вертикальных подвижках предпочтительна плавающая плита, успешно компенсирующая эти движения; столбчатый фундамент вообще самый неустойчивый, его можно использовать только на стабильных грунтах. Разрушительные силы, идущие от земли, вызывают неравномерную просадку даже при идеально рассчитанных эксплуатационных нагрузках;
  • естественные факторы, действующие на фундамент с течением времени: замораживание/оттайка, подмыв грунтовыми, паводковыми и ливневыми водами, выветривание. Все это вызывает обветшание. Главные профилактические меры должны быть предусмотрены еще в проекте: утепление, гидроизоляция, защитное облицовочное покрытие. Их отсутствие в готовом доме – нарушение технологии строительства. Со временем все эти материалы приходят в негодность, их необходимо периодически обновлять, не дожидаясь, пока фундамент придет в аварийное состояние;
  • стихийный форс-мажор: оползень, наводнение, землетрясение. Силы воздействия настолько велики, что в реставрации нуждается даже идеально выбранный, рассчитанный и возведенный фундамент.
Читать еще:  Винтовой фундамент для дома из пеноблока

Осуществить первичную диагностику состояния фундамента вы можете сами, еще до вызова мастеров: выберите несколько самых крупных трещин и наклейте поперек них маячки из гипса или бумаги. Наблюдайте в течение нескольких дней: если трещины увеличились и маячки разрушены – значит, трещина прогрессирует и пора укреплять основание. Фундамент перестал быть надежным, а в ближайшее время процесс разрушения затронет и фасадные стены тоже.

В любом случае – нужно вам укрепление фундамента или вы только планируете возведение сооружения – обращайтесь к нам.

Мы подберем комплекс работ, который обойдется вам в минимально возможную сумму, а результат будет эффективным долгие годы.

Необходимые меры по укреплению фундамента

По результатам полной, профессиональной диагностики мы выбираем необходимый комплекс мер по обеспечению устойчивости основания. Сюда входят:

  • собственно укрепление;
  • усиление грунта;
  • защитные меры против обветшания: гидроизоляция, устройство дренажа, теплоизоляция.

Варианты укрепления фундамента зависят от особенностей дома, грунта, самого основания. При прочих равных приоритетными факторами становятся стоимость и скорость ремонта. Чаще всего мы используем следующие способы усиления:

  • торкретирование (цементация);
  • железобетонная обойма (дополнительный внешний пояс ленточного фундамента);
  • укрепление сваями, обычно буронабивными или буроинъекционными.

О последнем способе подробнее. Сваи устанавливаются на тех участках, где отмечено провисание конструкции – в углах постройки или в любом месте периметра. Самыми напряженными участками являются те, где уже проявились трещины – там монтаж дополнительных свай обязателен.

Сваи могут использоваться не только как структурная часть конструкции в будущем, но и в качестве временной меры, когда необходимо приподнять фундамент/дом на время реставрационных работ.

Почему именно буронабивные? Прежде всего, необходимо исключить те сваи, монтаж которых может вызвать дополнительные повреждения постройки: ударно-забивные и погружаемые виброметодом. Теперь выбор не слишком велик: буронабивные/буроинъекционные, вдавливаемые и винтовые. Для вторых потребуется дорогое и не слишком маневренное сваевдавливающее оборудование, и эта технология по-настоящему эффективна только на мягких грунтах. Винтовые сваи – хороший вариант для частных коттеджей, но они стоят дороже бетонных и их несущая способность ограничена величиной стержня.

Для больших тяжелых конструкций, особенно расположенных в черте города или в районе плотной застройки, оптимальный вариант — усиление фундамента буронабивными сваями.

Какой бы способ вы ни выбрали, вам потребуется помощь профессионалов. Собственноручно выполненная конструкция долго не прослужит: необходим профессиональный расчет и тщательное соблюдение технологии. А также техника (бурильная установка и др.) которая у вас вряд ли есть. Если вы обратитесь к нам, мы подберем для вас технологически обоснованный и демократичный по цене вариант ремонта и выполним его в точном соответствии с рекомендациями СНиП.

Какими способами можно провести усиление свайного фундамента?

Фундаменты на сваях имеют достаточно высокие показатели прочности и надежности, поэтому часто применяются при возведении массивных сооружений.

Агрессивные воздействия окружающей среды, применение некачественных материалов, ошибки при составлении проекта – все это может приводить к преждевременному износу конструкций.

В таких ситуациях не всегда требуется полная замена фундамента, проблему можно решить путем укрепления свайного основания.

Когда необходимо?

Необходимость в дополнительном укреплении фундаментной конструкции возникает в нескольких случаях. Наиболее распространенная проблема – проседание свайного основания на слабой почве, имеющей недостаточную несущую способность.

Железобетонные сваи могут покрываться трещинами, может наблюдаться осыпание бетона. Такие дефекты возникают из-за резких перепадов температур, воздействия атмосферных осадков, смещения грунтовых пластов. Металлические конструкции, в свою очередь, могут подвергаться коррозии, которая снижает их запас прочности.

Если имеются любые признаки разрушения свайного фундамента, или дом повело, появились трещины в стенах, необходимо проводить ремонтные работы в срочном порядке. Несвоевременное усиление конструкций может привести к тому, что здание перейдет в аварийное состояние и будет подлежать сносу.

Основные способы

Существует множество различных технологий реставрации и укрепления свайных фундаментов. Конкретный вариант подбирают с учетом характера и локализации возникших повреждений. Может потребоваться усилить сами сваи, ростверка, всего фундамента дома или почвы под ним.

Одним из наиболее доступных способов является обустройство железобетонной обоймы вокруг каждого свайного ствола. При этом тело каждой сваи оголяют на всю глубину ее залегания, очищают от грунта, высверливают отверстия для монтажа арматуры, создается сетчатый каркас, после этого опалубка заливается бетоном.

Если просадка дома произошла из-за неправильного расчета свойств почвы, необходимо не только укрепить сваи, но и уплотнить грунт. В противном случае отремонтированный фундамент снова начнет разрушаться.

Методы для различных типов основания на сваях

Если дом стоит на свайно-винтовом фундаменте, который просел с одной стороны, можно провести укрепление путем ввинчивания нескольких металлических свай в дополнение к уже существующим.

Новые конструкции должны располагаться строго вдоль линий, соединяющих старые элементы. При монтаже дополнительных железных опор потребуется приподнять дом на домкратах.

На фото пример укрепления фундамента винтовыми сваями

Если же проблема возникла не из-за проседания, а из-за перекоса винтовых свай, установка дополнительных элементов необязательна. Достаточно выполнить новую обвязку, которая будет эффективнее удерживать опоры в строго вертикальном положении, защищая их от перекоса. Для обвязки используют профилированную трубу или стальные швеллеры.

Фундаменты, построенные на железобетонных или бетонных сваях буроинъекционного, буронабивного и забивного типа, укрепляют несколькими способами.

    Первый – создание дополнительных буроинъекционных свай, которые должны располагаться по периметру старых свайных стволов.

При этом вокруг укрепляемых конструкций бурят скважины диаметром 50-80 мм, в которые затем нагнетается бетонный раствор. В результате образуется «рубашка», которая предотвращает последующее разрушение фундамента.
Второй вариант укрепления таких фундаментов – использование дополнительных металлических опор винтового типа. Конструкции ввинчивают в грунт на максимально близком расстоянии к старому основанию, глубина погружения должна достигать плотных слоев почвы.

Установленные сваи бетонируют изнутри, а на верхних торцах закрепляют оголовки, на которых фиксируются швеллеры или двутавровые балки, предназначенные для обвязки свай.

Укрепление ростверка

Данная конструкция располагается в верхней части свайного фундамента и используется для равномерного распределения нагрузок между установленными сваями. Ростверк изготавливают из железобетона высоких марок прочности, который со временем может терять первоначальные свойства. При возникновении механических дефектов необходимо проводить усиление поврежденных элементов.

При укреплении ростверков часто используется технология торкретирования. Суть метода заключается в послойном нанесении бетонной смеси на поверхности поврежденных конструкций. Количество слоев может составлять 2-3, общая толщина должна быть в пределах 2-4 см.

Бетон распределяют по всей площади железобетонной конструкции, при этом материал подают под давлением около 0,5 МПа. Для создания необходимого напора используется специальная техника, которая подает бетонную смесь под давлением, создаваемым сжатым воздухом.

Перед нанесением дополнительных слоев бетона необходимо тщательно очистить поверхность обрабатываемой конструкции от почвы и других загрязнений. Для этого могут использоваться металлические щетки или воздушные компрессоры.

Для более качественной адгезии бетонной смеси с поврежденным ростверком используется армирующая металлическая сетка толщиной около 5 мм. Сетку фиксируют на арматурных прутьях, которые закрепляются на ростверке в заранее высверленных отверстиях глубиной 15-20 см, расположенных в шахматном порядке с шагом не более 70 см.

Укрепление грунта

Существует несколько методов, позволяющих повысить несущую способность грунта под основанием на сваях:

  1. цементация;
  2. силикатизация;
  3. смолизация;
  4. обжиг.

Первые три технологии предусматривают нагнетание соответствующих растворов в почву под свайным основанием. Силикатные составы используют при работе с песчаными и лессовидными грунтами.

Смолизация применима при усилении фундаментов на мелких песках. Цементацию проводят на глинистых и гравелистых почвах.

При обжиге вокруг свайного фундамента создают скважины, в которые подается горючая смесь. Топливо сгорает под высоким давлением (до 5 МПа), благодаря чему раскаленные газы проникают глубоко внутрь почвы вокруг скважин. Под воздействием высокой температуры и давления происходит образование пластов обожженой почвы, обладающей повышенной твердостью.

Обустройство гидроизоляции

Воздействие влаги является одним из основных факторов, негативно влияющих на долговечность свайных конструкций.

Поэтому при строительстве или реставрации основания необходимо уделять должное внимание обустройству гидроизоляции. Выбор подходящего гидроизоляционного материала зависит от типа свай.

Погружные (забивные) конструкции в процессе монтажа подвергаются высоким ударным и вибрационным нагрузкам, что делает невозможным применение обмазочной или напыляемой гидроизоляции. Наиболее оптимальный вариант – использование проникающих герметиков после завершения монтажных работ.

Металлические винтовые сваи подвержены коррозии, поэтому для их защиты используют любые гидроизоляционные и антикоррозийные покрытия, предназначенные для обработки металлоконструкций. Довольно часто применяются составы на битумной основе.

Свайно-ленточные фундаменты обрабатывают двумя способами. Основные опоры покрывают битумными гидроизоляционными материалами, а на бетонную ленту наносят наплавляемое или напыляемое покрытие – например, рулонные изделия или жидкую резину.

Какие материалы необходимы?

При подборе стройматериалов следует заблаговременно определить, какая технология будет использоваться при усилении свай. Если укрепление будет проводиться методом создания дополнительных буроинъекционных или буронабивных свай, железобетонной обоймы или торкретов, для проведения работ понадобится достаточное количество бетонной смеси.

Для ее приготовления необходим:

  1. цемент;
  2. песок;
  3. гравий;
  4. вода.

В большинстве случаев требуется металлическая армирующая сетка и стальная арматура. Эти материалы используются для повышения прочности железобетонных конструкций, предназначенных для усиления ослабевшего или поврежденного фундамента.

Также перед началом ремонтных работ необходимо приобрести нужное количество гидроизоляционных изделий. В зависимости от метода реставрации, могут использоваться составы на основе битума, экструдированного пенополистирола, жидкой резины или других материалов.

В каких случаях можно проводить работы самостоятельно?

Как правило, при реконструкции свайных фундаментов возникает необходимость в использовании дорогостоящего оборудования и спецтехники. Поэтому в большинстве случаев такие работы поручают профессиональным строительным бригадам, в распоряжении которых имеется необходимое техническое оснащение.

Самостоятельное проведение ремонтных работ допустимо лишь при использовании самых простых и доступных методов усиления свай.

Собственноручную реставрацию свайных конструкций можно проводить, если применяются технологии создания железобетонных обойм или дополнительных свай буронабивного или винтового типа. Для монтажа забивных опор необходимо специальное оборудование (гидравлические молоты), поэтому такой вариант не используется при самостоятельном ремонте фундаментов.

Весь цикл работ по обустройству дополнительных винтовых или буронабивных свай можно осуществить с помощью недорогих инструментов и оборудования, которыми могут обзавестись большинство владельцев частных и дачных домов.

При создании скважин могут использоваться ручные буры, для подкопа старых свай – обыкновенные лопаты, для резки арматуры и армирующей сетки – электрические болгарки, для приготовления бетонных смесей – недорогие бетономешалки или любые металлические емкости подходящих размеров.

Стоимость работ

Расходы на усиление свайных фундаментов рассчитываются индивидуально в каждом конкретном случае.

Ценообразование зависит от нескольких ключевых факторов:

  • размеров и этажности здания;
  • количества поврежденных свай, подлежащих укреплению;
  • технологии усиления;
  • количества и стоимости стройматериалов, необходимых для проведения работ.

Также к цене прибавляются расходы на оплату услуг профессиональных строителей, аренду и доставку спецтехники, материалов и др. Окончательная сумма подсчитывается после проведения замеров и расчетов непосредственно на объекте заказчика.

Заключение

Своевременное обнаружение и устранение дефектов свайного фундамента позволит увеличить срок эксплуатации здания и избежать более крупных расходов.

Чтобы сооружение дольше сохранялось в надлежащем состоянии, необходимо строго соблюдать технологические нормы при проведении работ и поручать эту задачу компетентным строителям. Профессионалы смогут объективно проанализировать степень повреждений, подобрать оптимальный метод укрепления свай и качественно выполнить ремонтные работы.

Технология усиления свайного фундамента + в каких случаях оно требуется

01.12.2018 2,530 Просмотров

Состояние грунта в большинстве регионов России вызывает сомнение в возможности использования традиционного фундамента.

Возможность подтопления, периодические изменения уровня залегания грунтовых вод, высокие показатели морозного пучения — все эти факторы ставят обычный ленточный фундамент под сомнение.

В подобных случаях принято использовать свайные основания, которые прочно привязаны к глубинным, плотным слоям грунта.

Верхние горизонты, имеющие чрезмерную подвижность и большое количество почвенных вод, становятся не опорными, а промежуточными наслоениями, сквозь которые сваи просто проходят до контакта с прочными уровнями.

Подобные опорные конструкции демонстрируют высокую несущую способность, но и они нередко оказываются слишком слабыми.

Когда требуется усиление свайного фундамента?

Необходимость в усилении свайного фундамента возникает при появлении внешних признаков:

  • Трещины, образовавшиеся на бетонном ростверке.
  • Перекосившиеся стены дом, свидетельствующие о просадках одного или нескольких углов.
  • Появление затруднений при закрывании окон или дверей.
  • Образование трещин поперек несущих стен (особенно в верхней части).

Кроме того, необходимость усиления свайного фундамента может быть запланированной:

  • Расширение площади этажей, увеличение их количества.
  • Строительство дополнительной площади, монтаж тяжелей облицовки (например, отделка натуральным камнем или лицевым кирпичом).
  • Создание пристроек, изменяющих конфигурацию постройки и требующих дополнительных опорных конструкций.

Помимо установки дополнительных стволов, широко используется увеличение их толщины, позволяющее существенно увеличить допустимую нагрузку. Все технологии могут быть выбраны только после тщательного обследования фундамента, установки контрольных маяков и проведения качественного анализа состояния всей опорной конструкции в целом.

Нередко возникают ситуации, при которых требуется воздействие на грунт, непосредственно окружающий опоры, без непосредственного вмешательства в их конструкцию.

В любом случае окончательное решение должен принимать опытный строитель, прошедший профессиональную подготовку и способный правильно оценить приоритет тех или иных действий.

Какие существуют виды

Для усиления свайного фундамента принято использовать следующие методики:

Усиление стволов

Наиболее эффективным способом усиления является установка бетонной обоймы. Она устанавливается на всю видимую часть ствола, плюс на подземную часть глубиной до 1 м. Сама обойма представляет собой полую железобетонную конструкцию с толщиной стенок не менее 100 мм.

Монтаж такого кожуха позволит значительно увеличить прочность ствола, поскольку обжатая бетонной обоймой свая становится в несколько раз толще, что создает определенную опорную поверхность. Все трещины или иные дефекты свайного ствола скрываются, их распространение становится невозможным.

Установка дополнительных опор вплотную к имеющимся сваям

Монтаж дополнительных стволов позволяет перераспределить нагрузку и снизить вес, приходящийся на каждую опору. С этой целью используются забивные или, чаще, буронабивные сваи.

Они заливаются в скважины, просверленные в непосредственной близости к основному стволу и работают с ним в паре как одна опора. Методика используется при необходимости увеличить несущую способность фундамента, поскольку исправления состояния старых стволов в данном случае не производится.

Обычно этот способ применяют при надстройке дополнительного этажа, появлении дополнительной нагрузки на опорную конструкцию.

Создание буроинъекционных свай

Изготовление буроинъекционных свай, расположенных в скважинах, пробуренных по периметру проблемных стволов, позволяет увеличить несущую способность ствола, не предпринимая никаких трудоемких или длительных мероприятий.

Необходимо оббурить ствол так, чтобы на каждое ребро приходилась минимум одна скважина диаметром 5-8 см. Затем в полости скважин нагнетают бетон, обычным способом или под давлением (т.н. струйный метод).

Второй вариант предпочтительнее, так как усилие, с которым раствор подается в скважину, расширяет ее стенки и создает давление материала внутри ствола. Это образует напряженную опору, готовую к принятию повышенных нагрузок.

Когда требуется усиление ростверка

Необходимость в усилении ростверка возникает при обнаружении дефектов поверхности, трещин, появлении деформаций несущих балок. Наиболее проблемными являются бетонные ростверки, которые строятся для принятия больших нагрузок.

Если при проектировании или во время строительства была допущена ошибка, то состояние ростверка через некоторое время просигнализирует об этом и заставит принимать неотложные меры.

К числу признаков усталости или недостаточной несущей способности относятся:

  • Появление отдельных дефектов поверхности бетона, следы электрохимической коррозии.
  • Сквозные трещины, образованные вследствие оседания отдельных опор.
  • Старение или изначально неправильно выбранная марка бетона.
  • Ошибки армирования.
  • Некачественная посадка ростверка на сваи.
Читать еще:  Снятие опалубки после заливки фундамента

Способы монтажа ростверка

Для усиления ростверков применяют следующие методики:

  • Торкретирование. Это процедура напыления бетона под давлением, позволяющая создать дополнительный слой нужной толщины. Специфика нанесения обеспечивает высокую плотность вновь образованной бетонной рубашки, способствует заполнению выбоин, залечивает трещины и прочие изъяны.
  • Монтаж бетонной обоймы. Проблемный участок ростверка подготавливается, сверлятся сквозные отверстия, сквозь которые пропускаются арматурные стержни. Затем на всю длину намеченного для усиления участка собирают арматурный каркас, жестко связанный со сквозными прутками. Вокруг армпояса строится опалубка, обеспечивающая заданную толщину и ширину обоймы, после чего в полость закачивают бетон. Иногда в качестве опалубки используются специальные конструкции, которые плотно обжимаются вокруг ленты ростверка и заполняются бетоном.
  • В сложных случаях перед монтажом бетонной обоймы устанавливают «стену в грунте». Эта методика предусматривает монтаж механической отсечки между стенами траншеи и боковыми поверхностями ростверка. Такой способ позволяет работать, не опасаясь прибывающих грунтовых вод, осыпающихся стенок траншеи и т.п.

Технология установки

Для усиления всего фундамента в целом используются следующие методики:

Инъекции

В районе опор бурят тонкие скважины, в которые нагнетают специальные закрепляющие составы.

В зависимости от типа грунта могут быть применены:

  • Цементация.
  • Смолизация.
  • Силикатизация.

Технология применения всех составов одинакова, разница лишь в химическом составе грунта. Введенный в скважину раствор пропитывает грунт на определенном расстоянии, вступает с ним в реакцию и образует прочную и жесткую породу с высокой несущей способностью.

Иногда вместо скважин используют инъекторы — металлические трубы с перфорацией для подачи состава в грунт. Они погружаются на 6-8 м посредством пневмомолотов, а извлекаются гидравлическими домкратами или копровыми механизмами.

Обжиг

Еще один способ укрепления грунта в районе заложения свай. По периметру бурятся скважины, в которые через систему специальных форсунок подается топливо и воздух для наддува. В результате в скважине образуется давление до 5мПа, а горение при высокой температуре изменяет физические свойства грунта и существенно укрепляет его, повышает плотность и прочность.

В зависимости от типа используемого топлива и от времени производства процедуры, имеется возможность закреплять грунт на глубину до 30 м.

Помимо этих методик активно используются уже рассмотренные технологии усиления стволов и ростверка, применяющиеся совместно с операциями по закреплению грунта.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, как произвести усиление свайного фундамента:

Заключение

Мероприятия, направленные на усиление свайного фундамента, являются вынужденными и чаще всего становятся следствием ошибок, допущенных на стадии проектирования. Исключением могут быть лишь ситуации с необходимостью строительства крупных пристроек, расширением дома, увеличением этажности.

Все эти работы требуют предварительного расчета, скрупулезного соблюдения технологии строительства и применения только высококачественных строительных материалов.

Если все действия выполняются на должном уровне, результатом станет увеличение прочности и несущей способности основания, продление срока службы как фундамента, так и всего дома.

Укрепление фундамента методом инъекцирования

Классические методы усиления существующих фундаментов в некоторых случаях просто не подходят. Причин тут несколько: ограниченная площадь застройки для ремонта основания, нужно проводить реставрацию памятки архитектуры или структура почвы не способна выдерживать длительные нагрузки через смещение слоев впоследствии мощной вибрации.

Также нельзя не помнить о классическом человеческом факторе, ведь большинство разрушенных и поврежденных фундаментов случается из-за ошибок в проектировании и подборе оптимальных строительных материалов.

Сейчас большой популярностью среди строителей и ремонтников пользуется инновационный метод усиления и ремонта фундаментов буроинъекционными сваями.

Метод отлично подходит для старых и новых фундаментов, а также тех, где во время проектирования и дальнейшего строительства были допущены ошибки. Такие конструкции успешно используются не только для укрепления старых фундаментов, но и усиления новых, особенно когда возникла просадка из-за смещения грунтов.

Что такое буроинъекционные сваи

Это специальные бетонные конструкции, которые монтируются под углом 30-45 градусов под основание фундамента и принимают на себя основную нагрузку от поврежденного участка.

Технология монтажа и укрепления предельно простая, но сваи имеют одну ключевую особенность – их установить своими руками практически не возможно через сложность конструкции.

Как правило, в составе свай используется мелкозернистый бетон, арматура тут не практикуется, сваями можно усиливать практически любое основание. Соответственно, на их установку идет много бетона, диаметр скважины может составлять до 30 см, а глубина погружения – до нескольких метров.

Фактически, скважины бурятся до того момента, пока бур не остановится на прочных почвах ниже глубины промерзания. Только такие грунты способны выдержать нагрузку от поврежденного здания, а сваи при этом используются как основное усиление несущей конструкции.

Но сваями можно пользоваться не на всех почвах, их не используют в болотистых местностях через высокую подверженность открытых участков грунтовым водам.

Преимущества использования буроинъекционных свай для усиления фундаментов

Единственные недостатки свай – это необходимость использования тяжелой строительной техники, для их монтажа нужно использовать много бетона и метод финансово затратный.

Укрепление фундамента таким методом проводится, когда:

Пример трещин в фундаменте

  • Обнаружены трещины в основании здания;
  • Возникла локальная просадка угла дома или целой секции;
  • Если дом в аварийном состоянии, но его нужно сохранить до начала проведения восстановительных работ;
  • Когда нужно защитить поврежденное основание или усилить фундамент от мощных вибраций от железнодорожных путей или автомобильных трасс;
  • Когда возникает необходимость сваями заменить поврежденный или разрушенный винт или столб основания;
  • Когда сваями усиливают здания в плотной городской застройке.

Схема работ по усилению оснований с использованием этого метода

Методика усиления фундамента

Принцип усиления фундаментов довольно прост и заключается в следующем:

Через основание существующего фундамента бурят специальными пневматическими бурами отверстия на заданную глубину.

Затем в полученные скважины заливается под давлением бетон, который заполняет все пустоты и выдавливает воздух.

Как правило, подошва скважины имеет большую ширину, чем верхняя часть, поэтому грунт на дне уплотняется и увеличивается полезная нагрузка на плотные породы.

Благодаря надежному укреплению мощными бетонными конструкциями, практически полностью прекращается разрушительное действие грунтовых вод. Ведь сваи создают своеобразный толстый бетонный щит, который окружает поврежденную зону и забирает с нее всю нагрузку.

Метод довольно универсален, прекрасно подходит для укрепления практически всех существующих фундаментов, только состав бетона подбирается в каждом случае индивидуально.

Структура и составляющие бетона зависят от типа почвы, уровня грунтовых вод, глубины промерзания и структуры низинных грунтов. Понятно, что неотъемлемая часть таких растворов – это водоотталкивающие и морозостойкие ингредиенты.

Особенности укрепления оснований буроинъекционными сваями

Далеко не всегда можно построить прочный фундамент строго по проекту. Тем более, что многие проектировщики не имеют достаточно опыта, их работа поставлена на поток и ошибки в расчетах неизбежны. И самым быстрым и щадящим методом устранения их ошибок в уже построенном фундаменте считается использование буроинъекционных свай.

Расчеты необходимого количества свай, их типа и диаметра нужно доверять профессионалам с большим опытом работы в этой сфере. Самостоятельно проводить настолько сложные расчеты не рекомендуется.

Также нужно помнить, что многие фундаменты подвержены еще большему разрушению за счет использования вибрационной техники.

Поэтому, на строительной площадке в момент монтажа буроинъекционных свай нужно прекратить любые строительные работы, связанные с вибрацией.

Также нужно предусмотреть специальный щит, который временно перекроет распространение подвижек от близлежащих магистралей.

Какие фундаменты можно укреплять с помощью буроинъекционных свай

Усиление фундаментов сваями

При степени износа фундаментов,превышающих 50 %, и увеличении нагрузок за счет надстройки этажей усиление фундаментов целесообразно производить методом устройства буронабивных и корневидных свай. Этот весьма прогрессивный метод позволяет провести повышение несущей способности фундаментов с минимальными трудозатратами и предельным сокращением объемов земляных работ.

Ненарушенные структуры грунта позволяют максимально использовать их физико-механические характеристики. В зависимости от характера залегающих под подошвой фундамента грунтов сваи могут работать как сваи-стойки при опирании устья скважины на плотные грунты и сваи висячие, когда основная нагрузка воспринимается силами трения поверхности свай о грунт.

Бурение скважин производится бурильными станками колонкового типа, что позволяет выбуривать отверстия в усиливаемых фундаментах под различным углом наклона. Куст наклонных забетонированных скважин носит название корневидных свай (рис. 6.16,а).

Рис. 6.16. Схема усиления фундаментов
а -корневидными сваями: 1 — усиляемый фундамент; 2 — стена; 3 -корневидные сваи; 4 -плотные грунты; б -технологическая последовательность выполнения работ: I — бурение скважин; II — армирование; III — бетонирование скважины с извлечением обсадной трубы; IV— готовая свая; 1 — рабочий орган буровой машины; 2— обсадная труба; 3 — арматурный каркас; 4 -бетонная смесь

При использовании бурового оборудования в слабых и неустойчивых грунтах, а также при значительной глубине заложения свай используются обсадные трубы, предохраняющие стенки скважин от обрушения, а также бурение под слоем бентонитового раствора.

Технологический процесс устройства буронабивных свай приведен на рис. 6.16,б. Он включает четыре этапа: бурение скважин с установкой обсадных труб на заданную глубину и под требуемым наклоном; армирование скважин каркасом (как правило, цилиндрической формы); подачу, укладку и уплотнение бетона при одновременном извлечении по мере бетонирования обсадных труб; обустройство оголовка монолитной сваи.

Наибольшее распространение получила технология усиления фундаментов зданий буроинъекционными сваями. Они представляют собой разновидность буронабивных свай, имеют малый диаметр (50-250мм) и большую длину (до 40 м).

При устройстве таких свай пластичную мелкозернистую бетонную смесь инъецируют под давлением 0,2-0,3 МПа в скважину с предварительно установленной арматурой. После заполнения скважины бетонной смесью ее устье тампонируют и опрессовывают, создавая избыточное давление растворонасосом или сжатым воздухом.

При усилении фундаментов жилых зданий буроинъекционными сваями их длина существенно сокращается, а технология разделена на несколько стадий (рис. 6.17).

Рис. 6.17. Технологическая схема усиления фундаментов буроинъекционными сваями
I — бурение скважины в теле фундамента; II— нагнетание тампонажного раствора; III -повторное бурение; IV -установка армокаркасов и нагнетание цементно-песчаной смеси; 1 -фундамент; 2 — буровой станок; 3 — бур; 4 -инъекция тампонажного раствора; 5 -зона укрепления фундамента; 6 — инъектор; 7 — армокаркас; 8 -установка для инъецирования;9 – ростверк сваи

На первой стадии осуществляется выбуривание наклонной скважины в теле фундамента на глубину, не превышающую заглубление 0,5 м. Затем осуществляется цементация фундамента под давлением0,1-0,2 МПа с целью повышения его монолитности и ликвидации расслоения в швах.После набора прочности 0,2-0,3 МПа производится повторное выбуривание данной скважины, но на глубину, превышающую заложение фундамента. Затем погружается арматурный каркас и производится нагнетание цементно-песчаного раствора или мелкозернистой бетонной смеси с дальнейшей опрессовкой.

В результате многостадийной технологии обеспечивается повышение физико-механических характеристик кладки фундамента, а за счет создания свай достигается значительный прирост несущей способности фундамента в целом.

Для производства работ используются мобильные бурильные станки колонкового бурения с перфораторами.

Скважины выбуривают станками вращательного бурения СБА-500, которые производят бурение скважин через фундаменты, полы и другие конструктивные элементы под любым углом наклона.Малые габариты станка, отсутствие вибрации и ударов позволяют успешно использовать его в стесненных условиях реконструируемых зданий.

Технологический цикл устройства буроинъекционных свай включает: подготовку площадки; разметку мест бурения;устройство скважин первой стадии; тампонирование тела фундамента. После технологического перерыва в 2-3 дня, связанного с набором прочности тампонажного раствора, производят вторичное бурение на проектную глубину,превышающую глубину заложения фундаментов. Затем производят армирование и нагнетание бетонной смеси с последующей опрессовкой. При наличии слабых грунтов и большой глубине скважин используют обсадные трубы.

Малые габариты бурильной установки позволяют выполнять работы как с фасадной стороны здания, так и из подвальных помещений. Это обстоятельство существенно снижает материалоемкость и трудоемкость работ. Использование коронок с алмазным покрытием позволяет существенно ускорить цикл бурения.

Качество производства работ контролируется пооперационно: контроль ведется при разметке мест бурения,установлении угла наклона, глубины бурения. При тампонировании скважин проверяются качество тампонажного раствора, рабочее давление, расход материала.Дальнейшее бурение скважин требует оценки характера и глубины залегающих грунтов, что определяется по выбранным кернам. Устойчивость скважин обеспечивается установкой обсадных труб или бурением под слоем глинистого раствора при наличии грунтовых вод.

Особое место в пооперационном контроле отводится качеству бетонной смеси, ее технологическим и физико-механическим свойствам, характеру армирования и точности установки армокаркасов в проектное положение, соблюдению тепловлажностного режима твердения бетона. Все контролируемые параметры отражаются в материалах технологических карт и проекте производства работ.

Для уточнения несущей способности свай осуществляют контрольное бурение с заданными параметрами.Результаты испытания контрольных свай позволяют внести коррективы в конструктивное решение по усилению фундаментов.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями наиболее эффективно в условиях слабых грунтов. Принимая модель в виде тонких и относительно длинных изгибаемых строений, находящихся в упругом полупространстве, их устойчивость для линейно деформируемой среды оценивается под действием нагрузок. Длинная и гибкая свая-стойка может деформироваться вследствие выпучивания. Под действием силы потеря устойчивости достигается при изгибе по нескольким полуволнам. Для определения критической силы К. Терцаги предложил зависимость следующего вида: где т — число полуволн синусоиды, по которой свая изгибается в грунте; r — радиус сечения сваи; EJ — изгибная жесткость сваи.

Число полуволн определяется из уравнения где l— длина сваи; K— горизонтальный коэффициент постели.

Изгибающий момент в центрально нагруженной свае может быть оценен зависимостью Мизг = P a / ( 1- Р/Ркр) ,здесь Р -нагрузка на сваю; Ркр— критическая сила, вызывающая потерю устойчивости сваи; a— коэффициент кривизны, определяемый как отношение прогиба и длины сваи.

В практике усиления фундаментов,как правило, используются ложные сваи, которые рассчитываются по деформированной схеме. С учетом граничных условий по заделке оголовка сваи и на нижнем конце, опирающемся в плотные слои грунтов, А.Г. Шашкиным разработаны расчетные модели, которые приближаются к реальным условиям работы. Установлено,что потеря устойчивости свай невозможна, поскольку необходимая для этого критическая сила в 10 раз превышает несущую способность свай по грунту.Максимальные изгибающие моменты возникают в месте заделки головы сваи в теле фундамента,что требует при производстве работ дополнительного инъецирования этой зоны.

На рис. 6.18 приведены расчетные и экспериментальные данные по осадке наклонных свай, которые свидетельствуют о достаточно высокой степени адекватности результатов.

Рис. 6. 18
а
— графики осадки наклонных свай по экспериментальным (1) и расчетным данным (2); б — схемы деформирования свай при критической нагрузке Р

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что использование буроинъекционных свай является одной из эффективных технологий усиления фундаментов жилых и исторически значимых зданий. Они применяются для восстановления бутовых и кирпичных фундаментов старой постройки с основанием на деревянных лежнях и сваях, которые при длительной эксплуатации утратили несущую способность.

Усиление основания и фундаментов буроинъекционными сваями костела Св. Екатерины в С.-Петербурге потребовало более 1200 свай в веерном расположении и опиранием на относительно прочную толщу песчаных грунтов. Дополнительная опрессовка свай позволила увеличить их диаметр на 10-15 %, уплотнить прилегающие слои грунта, тем самым повысить несущую способность.

Подобной технологией осуществляется усиление фундаментов жилых зданий ранней постройки в условиях слабых водонасыщенных грунтов с потерей несущей способности деревянных свай и лежней (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Усиление фундаментов жилого здания буроинъекционными сваями
1 — фундаменты; 2 — лежни из дубовых бревен; 3 -деревянные сваи; 4 -буроинъекционные сваи; 5 -зона плотных грунтов

Устройство буроинъекционных свай осуществляется как с внешней стороны здания, так и с уровня первого этажа. При этом глубина свай принимается из условия их опирания в плотные слои грунта.

Буроинъекционные сваи выполняют армированными из отдельных стержней диаметром до 25 мм класса А400 при их сечении от 93 до 135 мм и арматурными каркасами с рабочей арматурой из 4стержней диаметром 16-18 мм из стали класса А400. При сечении свай 150- 200 мм используются мелкозернистые высокоподвижные бетонные смеси класса бетона не ниже В15.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector