Усиление монолитной плиты фундамента

Усиление монолитной плиты фундамента

Плитный фундамент — монолитная железобетонная плита, располагающаяся под всей площадью фундамента дома. Это довольно затратный тип фундамента за счет больших расходов на строительные материалы (бетона и металла). Его использование целесообразно при строительстве небольших домов, в которых плита фундамента выступает в качестве основания пола.

Плитный фундамент можно использовать в строительстве домов на всех видах грунтов и при любой глубине залегания грунтовых вод. Это хороший вариант и в случае, если строительство ведется на неравномерно и сильно сжимаемых либо пучинистых грунтах, а также песчаных подушках, устроенных на месте вырезанных слабых грунтов.

Благодаря прочной конструкции — монолитной плите, которая выполняется под всей площадью здания, — такой фундамент не боится никаких смещений грунтов. На нем можно строить кирпичный, бревенчатый или каркасный дом в один или несколько этажей. Постройка фундамента начинается с котлована, который сначала отрывают, а затем утрамбовывают его дно и на нем устраивают подушку из песка и слоя гравия. Сверху укладывается гидроизоляционный материал, а поверх наливается тонкий слой бетона. Затем укладывается арматура, и котлован заливают бетоном. В результате получается монолитная плита, которая в дальнейшем может стать полом цокольного этажа.

1. Усиление фундаментов жилого дома

Укрепление и ремонт фундаментов проводятся обычно в летнее время. Сначала фундамент тщательно изучают, выясняются причины и размеры повреждений. При появлении косвенных признаков — трещин в стенах, искривления рядов кладки или горизонтальных стыков, отрывов наружных стен от внутренних, мокрых пятен на поверхностях стен подвала или цоколе, — указывающих на возможные повреждения фундаментов или оснований, необходимо тщательно осмотреть дом. О необходимости укрепления ленточного фундамента скажут трещины на стенах дома.

Особенно надо обратить внимание на трещины, которые расширяются книзу: это сигнал тревоги от фундамента дома. При появлении признаков неравномерной осадки следует установить маяки из гипса или полосок бумаги с рисками отметками на трещинах и понаблюдать в течение месяца. Если трещины будут увеличиваться, значит осадка продолжается. Производить ремонтные работы можно лишь после стабилизации осадки фундамента. Если на маяках в течение двух-трех недель не появятся трещины, значит деформация дома прекратилась и фундамент можно ремонтировать.

При небольших трещинах можно ограничиться лишь их заделкой цементным раствором состава 1:4 (цемент:песок). При незначительных деформациях напротив участка проседания отрывают яму до подошвы фундамента, подкапывают грунт под подошвой и, если он окажется твердым, просто заливают образовавшуюся полость бетоном. Если грунт под фундаментом окажется рыхлым или с признаками грунтовых вод, то необходимо еще углубить яму, вставить под подошву трубу диаметром 30–40 мм и заливать жидкий цементно-песчаный раствор.

Раствор начнет постепенно впитываться в грунт. Заливку прекращают, если раствор не убывает в течение 1–2 часов. Затем трубу заглубляют в другом месте на расстоянии 0,5 м и повторяют заливку. Процесс повторяют в нескольких местах, чтобы укрепить цементом максимально большую площадь. После этого необходимо выполнить работы по отводу грунтовых вод с участка и снова установить наблюдение за просадкой фундамента. Если просадка остановилась, то восстанавливают отмостку. Если выполненные работы не дали положительного результата, придется углублять или заменять фундамент.

Если же маяки, выставленные при первичном обследовании фундамента, показали, что деформации не прекратились, до начала ремонта устанавливают причины просадки фундамента, а затем усиливают его проблемные участки. Для этого фундамент отрывают с двух сторон, предварительно раскрепив проемы стойками, а стены подкосами. Далее под фундаментом отрывают траншею длиной до 1,0 м и подводят дополнительную кладку на высоту 350–500 мм. Для кладки используют плотный камень и раствор М100. Можно этот участок и забетонировать. На смежных участках работы ведут не раньше чем через 3–5 суток, т. е. после схватывания раствора. Особо тщательно следят за расклиниванием существующей и новой кладки.

На основе этих наблюдений выбирают технологию укрепления фундамента. При усилении фундамента важно максимально включить в совместную работу существующий фундамент и элементы усиления. Обычно усиление фундамента осуществляется увеличением подошвы фундамента или устройством свай различного типа.

2. Подошвы фундамента: методы укрепления

Увеличение размеров подошвы фундамента необходимо:

• при недостаточно несущей способности грунтов основания;
• при возрастании нагрузок на фундамент;
• при значительном повреждении фундамента в процессе эксплуатации.

Для увеличения подошвы фундамента обычно используют железобетонные «рубашки», частичную или полную подводку новых опорных плит и наращивание. Железобетонная рубашка представляет собой монолитную оболочку, которая обжимает фундамент со всех сторон. Главное здесь — достичь совместной работы основного фундамента с усиливающей конструкцией. Достигается это обычно стыковкой на сварке арматуры оболочки и предварительно обнаженной арматуры существующего фундамента.

Арматуру усиливающей конструкции устанавливают вдоль граней ленточного фундамента. Укрепление бетонными обоймами целесообразно производить для домов в 2–3 этажа и зданиях без подвала с фундаментами из бутовой кладки, когда между камнями образовались большие щели, заполненные грунтом или рыхлым раствором. При этом фундамент не испытывает значительных напряжений.

Перед началом работ швы очищают от грунта и рыхлого раствора и продувают сжатым воздухом. В бетонных обоймах используют бетон класса В15 хорошей подвижности на мелком щебне. Уплотнение бетонной смеси производят вибратором или простым шты кованием. Укрепление фундамента допускается производить отдельными участками длиной 1,5–2 м, что исключает нарушение устойчивости слабой кладки фундаментов. Работы выполняют одновременно на 2–3 захватках с расстояниями между ними 3–4 м.

Наращивание увеличение подошвы фундамента этим способом выполняется с одной, двух либо трех сторон. В этом случае также важна качественная стыковка арматуры усиливающей конструкции с оголенной арматурой фундамента.

Наращивание можно выполнять и подводкой новых частей фундамента. Устройство нового фундамента под старым нужно выполнять с частичной или полной разгрузкой существующего фундамента по небольшим участкам. Подводка может быть сплошная или частичная, главное — обеспечить ее плотное прилегание к подошве фундамента. Можно делать наращивание с помощью металлических или железобетонных балок, которые пропускаются через отверстия в фундаменте. С помощью домкратов опорные плиты предварительно обжимаются, разрушенные участки фундамента перекладывают или заделывают трещины цементным раствором. Не допускается делать перерыв между отрывкой траншеи и усилением фундамента.

Крепление проемов и стен можно снимать только после засыпки и уплотнения грунта в пазухах траншей. Необходимость усиления фундаментов возникает при достройке дома или появлении деформаций здания. Новый фундамент пристройки закладывают на одном уровне со старым. Траншею под него отрывают вдоль существующего не полностью, а частями, утрамбовывают ее дно, выкладывают слой щебня и сразу бетонируют. Если же выкапывать траншею сразу по всей длине, грунт под старым фундаментом обнажится и может выдавиться. В любом случае необходимо укреплять углы старой постройки наклонными подпорками.

Между новым и старым фундаментами закладывают толь или рубероид. Если необходимо изменить глубину заложения фундамента, устраивают уступы высотой не более 0,5 м. Первый уступ выполняют на расстоянии не менее 1,0 м от существующего фундамента. При дополнительном углублении подвала стены здания укрепляют внешними и внутренними подпорками. Затем вдоль фундамента выкапывают траншею на глубину существующего фундамента, но не по всей его длине, а участками по 0,8–1,0 м. Основание под новый фундамент выравнивают и вычищают. Фундамент лучше устраивать из двух слоев бетона. Сначала укладывают более пластичный слой, а затем жесткий. Бетон плотно утрамбовывают, чтобы не осталось зазора между старым и новым фундаментом и чтобы минимизировать его осадку.

Основания, фундаменты и стены подвалов необходимо защищать от влияния грунтовых и поверхностных вод. Для этого сначала проверяют правильность планировки дворового участка. Если есть местные препятствия, затрудняющие сток поверхностных вод, нужно выполнить планировочные работы, придав дворовому участку уклон. Одновременно с исправлением дефектов кладки фундамента нужно произвести ремонт его гидроизоляции, чтобы устранить агрессивное воздействие влаги и предотвратить проникновение ее в конструкции и подвальное помещение.

С этой же целью необходимо содержать в исправном состоянии отмостки вокруг здания. В большинстве случаев причиной появления сырости в доме является низкое качество горизонтальной гидроизоляции между фундаментом и стенами. Чтобы устранить этот дефект, необходимо выполнить дополнительную гидроизоляцию. Наиболее распространены три ее типа: обмазочная, оклеечная и жесткая.

3. Обмазочная изоляция фундамента: битум, мастика

Обмазочную изоляцию устраивают из битума или мастики, нанося их на изолируемые вертикальные подземные поверхности в расплавленном или холодном состоянии. Оклеечная горизонтальная гидроизоляция выполняется из одного или нескольких слоев рубероида, наклеенных на мастику по поверхности верхнего обреза фундамента. В последнее время успешно применяют наплавляемые рулонные гидроизоляционные материалы. Жесткую гидроизоляцию выполняют из цементно-песчаного раствора состава 1:2. Верхний обрез фундамента должен находиться выше уровня подготовки под полы на 0,15–0,25 м. При устройстве вертикальной гидроизоляции поверхность кладки выравнивают, удаляют потеки раствора, а затем кладку дважды покрывают слоем горячего битума и устраивают глиняный замок.

Работы по устройству гидроизоляции выполняются при температуре выше +10 °С. Перегревать битум не следует, т. к. это снижает его качество. Кроме того, слишком горячий битум на вертикальных поверхностях не успевает загустеть и вместе с рубероидом сползает вниз. Если влага уже проникла в строительные конструкции, от нее необходимо избавиться. Для этого существует несколько эффективных способов.

Когда уровень пола несколько ниже уровня земли, влажность можно уменьшить, удалив грунт от неизолированной стены. Работу эту нужно производить летом, чтобы очищенная кладка быстрей высохла. После этого ее покрывают новой штукатуркой. У домов, стоящих на склоне, подземная кладка часто увлажняется от стекающих поверхностных вод. В этом случае влажность понижают устройством дренажа, по которому вода отводится от дома.

Если деформация фундаментов вызвала соответствующие деформации стен и перекрытий, работы должны выполняться в следующем порядке:

• укрепление (вывешивание) перекрытий;
• укрепление стен в местах деформаций;
• ремонт фундаментов; ремонт стен, а затем перекрытий.

При разрушении ленточного фундамента ремонт следует выполнять участками по периметру. Предварительно выполняют разгрузку фундаментов. Для замены пришедших в негодность подводят новые фундаменты. До начала производства работ периметр в плане разбивают на участки длиной 1–1,5 м и в соответствии с этой разбивкой работы выполняют поэтапно. Для этого с обеих сторон фундамента сначала отрывают шурфы и приступают к разборке нижней части. Шурфы укрепляют досками и распорками из бревен для предупреждения выпадения из старых фундаментов отдельных его частей. Возможно также крепление временными перемычками из досок.

Непосредственно перед бетонированием основание фундамента должно быть расчищено от разжиженного и осыпавшегося грунта.

4. Технологии усиления фундамента

Рис. 3.5. Традиционные технологии усиления фундаментов: а — прикладкой в перевязку; б, г — бетонными обоймами; в — железобетонными обоймами; 1 — стена; 2 — новая кладка в перевязку со старой; 3 — старая бутовая кладка; 4 — металлические штыри; 5 — бетонная обойма; 6 — железобетонная обойма; 7 — щебеночная подготовка; 8 — бетонные банкеты; 9 — стальная балка; 10 — распределительная стальная балка; 11 — зачеканка литым бетоном класса не ниже В15

При поверхностном размягчении или разжижении грунта основания атмосферными или грунтовыми водами их следует отвести и удалить, а грунт уплотнить втрамбовыванием гравия, щебня или крупнозернистого песка. Уплотнять необходимо слоями по 50–80 мм в зависимости от применяемого материала. В подготовленный шурф укладывают бетон. Новый фундамент не доводят до старого на 0,2–0,3 м по высоте.

После набора новым фундаментом 75% прочности (летом 6–8 дней) промежуток между новым и существующим участками по высоте заполняют бетоном. По краям участка ремонтируемого фундамента необходимо оставлять выпуски арматуры для скрепления со следующим участком. По окончании работ на первом участке следует отступить 2–3 м и отремонтировать следующий 1–1,5 м участок, и так по всему периметру, а затем отремонтировать пропущенные участки.

В зависимости от конструктивных особенностей здания возможно одно или двустороннее усиление. Одностороннее усиление обычно устраивают в зданиях без подвала.

На рис. 3.5–3.8 приведены некоторые способы усиления фундаментов.

Рис. 3.6. Устройство железобетонной обоймы для ленточного бутового или кирпичного фундамента: 1 — усиливаемый бутовый фундамент; 2 — усиливаемая кирпичная стена; 3 — железобетонная обойма; 4 — анкеры; 5 — надподвальное перекрытие; 6 — отметка пола подвала; 7 — зона обжатого грунта основания

Рис. 3.7. Уширение подошвы ленточного бутового фундамента (устройство приливов из бетона): 1 — усиливаемый фундамент; 2 — кирпичная стена; 3 — приливы из бетона; 4 — металлические балки, устанавливаемые в пробитые отверстия; 5 — металлические штыри из арматурной стали; 6 — металлические балки, закрепляемые на сварке к поперечным балкам; 7 — зоны уплотненного грунта

Рис. 3.8. Устройство одностороннего бетонного банкета: 1 — усиливаемый фундамент; 2 — монолитный бетонный банкет; 3 — несущая балка; 4 — подкос; 5 — анкер; 6 — упорный уголок; 7 — распределительная балка; 8 — кирпичная стена; 9 — зона уплотненного грунта

Источник

Технология ремонта и усиления фундаментов

Обследование надземной части здания позволяет установить его фактические размеры, оценить состояние несущих и ограждающих конструкций, определить фактически действующие нагрузки, выявить внешние повреждения, установить, по возможности, причины их возникновения.

Обследование подземной части здания выполняют с целью определения конструкции, размеров и материала фундамента, его прочностных характеристик, глубины заложения, наличия и состояния гидроизоляции, а также типа грунтов в основании. Для этого производят откопку шурфов, количество которых зависит от физического состояния здания в целом и его конструкций.

Если при реконструкции или капитальном ремонте здания нагрузки на фундамент не возрастают, то достаточно отрыть два-три шурфа. При наличии деформаций и трещин в стенах шурфы обязательно выполняют в местах предполагаемых повреждений фундамента. Их отрывают на 0,5 м ниже уровня подошвы фундамента. В плане шурф имеет форму прямоугольника, причем большая его сторона длиной 1,5. 3 м примыкает к фундаменту. Прочность фундаментов и стен подвала определяют известными неразрушающими методами, например, акустическим, радиометрическим, механическим и т.п.

Осадку здания контролируют инструментально, а раскрытие трещин — с помощью маяков, устанавливаемых поперек трещин на стене здания (рис. 1). Маяки устраивают в виде мостика длиной 250. 300, шириной 50. 70 и толщиной 15. 20 мм. Место, где устраивают маяк, очищают от штукатурки, краски, облицовки. На каждой трещине устанавливается два маяка: один — в месте наибольшего раскрытия, другой — в ее начале. Если в течение 15. 20 дней на маяках не появились трещины, то можно считать, что деформации здания стабилизировались. Маяки делают из гипса, можно из металла или стекла.

Обследование прилегающей территории способствует выяснению причин повреждений, таких как неправильный отвод поверхностных вод, наличие вблизи русл старых рек, засыпанных оврагов и т.п. (см. таблицу ниже).

Вид и внешнее проявление деформаций	Причины деформаций
1. Осадка средней части здания	Слабое основание в средней части здания; просадка просадочных грунтов основания; карстовые пустоты в средней части здания
2. Осадка крайней части здания (левой или правой)	Слабое основание под крайней частью здания; просадка грунтов от замачивания; карстовые пустоты;отрывка котлована или траншеи рядом со зданием; сдвиг рядом расположенной подпорной стенки; затопление подвала
3. Осадка обеих крайних частей здания	Аналогичные причины, указанные в п.2, но действующие в обеих частях здания; размещение под средней частью крупного включения (валуна, старого фундамента)
4. Выпучивание и искривление стен в вертикальной и горизонтальной плоскостях	Распор стропильной системы;горизонтальные усилия от растяжек, прикрепленных к зданию; эксцентричная передача нагрузки от перекрытий; динамические нагрузки от оборудования, расположенного в здании; сейсмические подвижки

Работы по переустройству фундаментов могут выполняться по двум направлениям:

• восстановление несущей способности оснований и ее повышение;
• ремонт и усиление фундаментов.

В отдельных случаях эти работы могут выполняться совместно.

Восстановление несущей способности оснований, ее повышение является сложным и дорогостоящим процессом, сущность которого заключается в увеличении плотности и несущей способности грунта основания. Известны различные пути решения поставленной задачи, такие как цементизация, битумизация, силикатизация и т.п.
До начала работ по ремонту и усилению фундаментов должны быть исключены причины, вызывающие его неравномерную осадку или разрушение. Если деформация фундамента вызвала соответствующие деформации стен и перекрытий, то работы выполняют в следующей последовательности:

• укрепление (вывешивание) перекрытий;
• укрепление стен в местах деформаций;
• ремонт и усиление фундаментов;
• ремонт стен;
• ремонт перекрытий.

К основным работам по ремонту и усилению фундаментов относятся:

• усиление оснований и фундаментов;
• уширение подошвы фундаментов;
• увеличение глубины заложения;
• полная или частичная их замена.

Перед началом работ необходимо принять меры по обеспечению устойчивости здания и предохранению конструкций от возможных деформаций, т.е. выполнить частичную или полную разгрузку фундаментов.
Частичную разгрузку выполняют путем установки временных деревянных опор, а также деревянных и металлических подкосов.
Для установки временных деревянных опор (рис. 2) в подвале или на первом этаже на расстоянии 1,5. 2 м от стены укладывают опорные подушки, на них размещают опорный брус, на который устанавливают деревянные стойки. По верху стоек укладывают верхний прогон, который крепится к стойкам с помощью скоб. Затем между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, включая тем самым стойки в работу, и нагрузка от перекрытия частично снимается со стен и передается на временные опоры. Опоры на этажах должны устанавливаться строго одна над другой. Для увеличения устойчивости конструкции стойки раскрепляют раскосами.

Полную разгрузку фундаментов осуществляют с помощью металлических балок (рандбалок), заделываемых в кладку стены, а также поперечных металлических или железобетонных балок. Рандбалки (рис. 3, а) устанавливают выше обреза фундамента в заранее пробитые с обеих сторон стены штрабы на постель из цементно-песчаного раствора. Штрабы необходимо пробивать под тычковым рядом кирпичной кладки. Временное закрепление рандбалки в штрабе выполняют клиньями. В поперечном направлении через 1,5. 2 м балки стягивают болтами диаметром 20. 25 мм. Пространство между временно закрепленной балкой и стеной заполняют цементно-песчаным раствором состава 1:3. Стыки рандбалок по фронту соединяют накладками на электросварке. В этом случае нагрузка передается на соседние участки фундамента.

На поперечные балки стены вывешивают следующим образом (рис. 3, б). В нижней части стены вблизи верхнего обреза фундамента через 2. 3 м пробивают сквозные отверстия, в которые заводят поперечные балки. Под каждой поперечной балкой устраивают две опорные подушки на уплотненном основании. Передача нагрузки на опорные подушки осуществляется через продольные балки с помощью клиньев или домкратов. При неудовлетворительном состоянии стены ее предварительно усиливают путем установки рандбалок, которые располагаются выше пробиваемых отверстий.

Ремонт кирпичных и бутовых фундаментов предусматривает выполнение следующих работ:

• расшивка трещин;
• перекладка отдельных участков;
• цементация; устройство обоймы из стального профиля с последующим оштукатуриванием по сетке;
• устройство сжимов с обетонированием;
• замена бутового фундамента на бутобетонный;
• восстановление отмостки; ремонт или устройство гидроизоляции.

Ремонт бетонных и железобетонных фундаментов заключается в устранении волосяных трещин, ремонте или восстановлении отмостки и гидроизоляции.
Способы усиления и реконструкции фундаментов мелкого заложения, применяемые в настоящее время, отличаются большим многообразием и их можно классифицировать в зависимости от конструктивно-технологических способов их выполнения (см. таблицу ниже).
Работы по ремонту и усилению фундаментов сложны, трудоемки и очень ответственны. Их выполняют специализированные бригады по захваткам. Протяженность захваток не должна превышать 2 м, чтобы не повредить смежные участки фундамента и вышележащие конструкции здания или сооружения. Работы обязательно должны производиться по предварительно разработанным и утвержденным технологическим картам в составе проекта производства работ при наличии рабочих чертежей.

Рассмотрим отдельные способы ремонта и усиления фундаментов, обращая внимание на особенности технологии выполнения работ.
При расшивке трещин в кладке вначале с обеих сторон обнажают фундамент до его подошвы. Из кладки удаляют раздробленные и отслоившиеся камни, а трещины расчищают и промывают. Удаленные камни заменяют новыми, которые подбирают по размеру и устанавливают на постель из цементно-песчаного раствора. Трещины заполняют пластичным цементно-песчаным раствором марки 50. После этого восстанавливают гидроизоляцию и выполняют обратную засыпку с послойным трамбованием.

При перекладке отдельных участков фундамента работы выполняют в следующей последовательности:

• Производят полную разгрузку перекладываемого участка фундамента: отрывают его с обеих сторон котлованы (шурфы); разбирают старую кладку и выполняют новую, соблюдая перевязку швов и оставляя штрабы для связи с кладкой на смежных участках.
• Перекладку фундамента выполняют по захваткам длиной не более 2 м в очередности, предусмотренной проектом. Допускается одновременное выполнение работ на захватках, удаленных друг от друга на расстояние не менее 4. 6 м. В первую очередь перекладывают участки с наиболее ослабленной кладкой. Работы на соседних захватках производят с технологическим перерывом 7. 10 дней.

При повышении прочности фундамента методом цементации с обеих его сторон в шахматном порядке отрывают шурфы размером 1×1 м с шагом 1. 2 м для кладки из валунов. Для бутовых фундаментов отрывают траншеи шириной 1 м. В теле фундамента просверливают отверстия (обычно в швах кладки), в них устанавливают инъекторы с шагом: 1. 2 м — для кладки из валунов; 0,2. 0,25 м — для кладки из бутового камня. Затем производят нагнетание пластичного цементного раствора под давлением 0,02. 0,03 и 0,04. 0,05 МПа соответственно для кладки из валунов и бутового камня. Состав цементно-песчаного раствора соответственно 1:1. 1:1,5 и 1:1. 1:2.
Нагнетание цементного раствора производят до полного насыщения кладки, что сопровождается повышением давления на 15. 25%. При наличии подвала инъекторы устанавливают из подвальных помещений. Шаг иньекторов, состав раствора, его расход и величина давления нагнетания принимаются согласно проекта и уточняются пробным нагнетанием.

№ п/п	Метод усиления или реконструкции	Условия применения
1	Усиление фундаментов методом цементации пустот в кладке	При образовании пустот в швах кладки и небольших разрушений материала фундамента; нагрузка на фундамент не увеличивается или увеличивается незначительно
2	Усиление фундаментов при помощи частичной замене кладки фундамента	При средней степени разрушения материала фундамента (нагрузка на фундамент не увеличивается или увеличивается незначительно; при достаточной несущей способности основания)
3	Усиление фундаментов обоймами: без уширения подошвы фундамента; с уширением подошвы фундамента	Без уширения подошвы фундамента — при значительном разрушении материала фундамента (нагрузка на фундамент не увеличивается или увеличивается незначительно; при достаточной несущей способности основания); с уширением подошвы фундамента — при увеличении нагрузки на фундамент и недостаточной несущей способности основания
4	Усиление фундаментов при помощи подведения конструктивных элементов под существующие фундаменты: плит; столбов; стен	Плит — при большой толще слабых грунтов в основании; столбов — при неглубоком залегании несущего слоя грунта; стен — то же, а также в случае увеличения глубины заложения фундамента при устройстве подвалов, при необходимости передачи нагрузки на более прочные грунты
5	Усиление фундаментов подведением новых фундаментов	При коррозионном или ином разрушении фундамента; при необходимости значительного увеличения нагрузок, глубины заложения и изменении конструкций подземной части зданий и сооружений
6	Усиление фундаментов при помощи вдавливаемых свай	При значительном увеличении нагрузок; при наличии подстилающих прочных грунтов; при невозможности проведения работ непосредственно под подошвой фундамента
7	Усиление фундамента подведением свай под подошву фундамента	В маловлажных грунтах; при небольшой глубине существующего фундамента и невозможности уширения его подошвы
8	Усиление фундамента при помощи пересадки его на выносные сваи	В водонасыщенных грунтах; при относительно большой глубине залегания прочного слоя грунта
9	Усиление фуедамента буронабивными сваями	При значительном увеличении нагрузок и большой толще слабых грунтов в основании; в сложных условиях реконструкции и строительства
10	Усиление фундамента корневидными буро-инъекционными сваями	То же, а также при невозможности частичной разборки существующих фундаментов и в стесненных условиях строительства
11	Усиление фундамента конструкциями, возводимыми способом «стена в грунте»	При значительном увеличении нагрузок; в сложных условиях реконструкции подземных частей зданий и сооружений
12	Усиление фундаментов опускными колодцами
13	Усиление фундаментов при помощью передачи части нагрузок на дополнительные фундаменты	При сложных сочетаниях нагрузок и в особых условиях выполнения работ по реконструкции
14	Переустройство столбчатых фундаментов в ленточные и ленточных в плитные	При значительных неравномерных деформациях основания; изменении величины нагрузок и статической схемы работы фундаментов; установке дополнительного оборудования; изменении конструктивной схемы здания или сооружения; необходимости значительного повышения жесткости здания
15	Возвращение просевшего фундамента в первоначальное или горизонтальное положение	При просадке и значительном перекосе (крене) фундаментов для исправления положения эксплуатируемых зданий или сооружений в случае сохранения их устойчивости

При устройстве обоймы из стального профиля с последующим оштукатуриванием по сетке выполняют следующие виды работ:

• на захватке с обеих сторон фундамента отрывают траншеи; фундамент очищают от грязи и промывают водой; производят разметку и устройство сквозных отверстий под стяжные болты.
• на выровненную цементно-песчаным раствором поверхность фундамента устанавливают стальной профиль и стяжные болты. Затем в шахматном порядке на расстоянии 0,5. 1 м друг от друга просверливают отверстия диаметром 37 мм на глубину до середины фундамента, в них устанавливают инъекторы и производят нагнетание цементного раствора состава 1:1 до полного насыщения кладки. Расход раствора предварительно назначается в количестве 20. 30% от объема ремонтируемого участка кладки фундамента.
• к стальному профилю приваривают с шагом 500. 600 мм арматурные стержни Ø12 мм класса А400. к ним на скрутках прикрепляют сварную сетку из стали А240 Ø4 мм с размером ячейки 100×100 мм и производят оштукатуривание фундамента цементным раствором состава 1:3. Шаг инъекторов, расход раствора и давление нагнетания принимаются согласно проекта и уточняются пробным нагнетанием.

Устройство сжимов с обетонированием выполняют в следующей последовательности:

• обнажают, очищают от грязи и промывают водой верхний обрез фундамента;
• просверливают сквозные отверстия диаметром 22 мм с шагом 1,2. 1,4 м;
• устанавливают с обеих сторон стальные утолки 75x75x3 и соединяют их между собой сжимными болтами Ø20 мм;
• выполняют цементацию кладки фундамента (аналогично, как в ранее описанных способах) и производят с двух сторон обетонирование по всей длине ремонтируемого участка бетоном класса В7,5. В10 для защиты стальных деталей от коррозии.

При реконструкции фундаментов с целью повышения их несущей способности выполняются следующие виды работ:

• усиление фундаментов;
• уширение подошвы фундамента;
• увеличение глубины заложения фундамента;
• полная или частичная замена фундамента.

Усиление фундаментов

Усиление выполняется в основном для фундаментов, выложенных из бутового камня, бутобетонной кладки и кирпича. Причем, основной материал (бутовый камень, кирпич) обладает достаточной прочностью, но сам фундамент ослаблен в результате разрушения раствора, появления трещин и пустот.
Усиление фундаментов выполняют путем цементации или силикатизации кладки, укрепления отдельных камней (кирпичей) кладки и устройством железобетонных обойм.

Цементация кладки производится путем нагнетания в пустоты фундамента через инъекционные трубки цементно-песчаного раствора состава 1:1. 1:2 под давлением 0,2. 1 МПа. В большинстве случаев цементация кладки производится одновременно с цементацией основания.
При подготовке фундамента к инъецированию выполняют его вскрытие (при необходимости), бурение шпуров, установку инъекторов, их соединение с инъекционной установкой и проверку работы смонтированной системы. Шпуры для инъекторов бурят или пробивают перфораторами в шахматном порядке на расстоянии 0.8. 1,2 м друг от друга. Затем устанавливают инъекционные трубки (стальные перфорированные трубы диаметром 50 мм), закрепляя их в теле шпуров с помощью цементно-песчаного раствора. Радиус действия инъекторов составляет 0,6. 1,2 м. Расход цементно-песчаного раствора для инъецирования зависит от степени физического износа фундаментов и плотности материала кладки и ориентировочно составляет 0,2. 0.4 от объема усиливаемой кладки фундамента.

При силикатизации нагнетание рабочего раствора по одним и тем же инъекторам выполняют в два этапа: вначале жидкое стекло, а затем хлористый кальций. Технологический перерыв при их нагнетании не должен превышать 6 часов. Жидкое стекло нагнетают до полного насыщения тела фундаментов путем ступенчатого повышения давления от 0,05 до 0,4 МПа. Нагнетание хлористого кальция осуществляется при начальном давлении 0,4 МПа с постепенным его повышением до 0,5 МПа.

Укрепление отдельных камней кладки выполняют при незначительной степени физического износа фундаментов. Камни, которые слабо держатся в кладке фундамента, вынимают; гнездо очищают стальной щеткой от грязи и старого раствора, смачивают водой и заполняют цементно-песчаным раствором. Камни устанавливают обратно в гнезда, втапливая их в раствор с помощью последовательных ударов молотком.

Устройство железобетонных обойм выполняют в тех случаях, когда на отдельных участках фундамента прочность кладки нижележащих слоев меньше прочности вышележащих. Работы выполняют по захваткам длиной 2. 2,5 м. Железобетонные обоймы могут устраиваться с одной или с двух сторон. Способы устройства обойм могут быть различны. Рассмотрим некоторые из них.
При устройстве двухсторонней железобетонной обоймы (рис. 4, а) в теле фундамента в шахматном порядке через 1. 1,5 м просверливают сквозные поперечные отверстия. Затем с обеих сторон устанавливают арматурные сетки с размерами ячеек от 100×100 до 150×150 мм из арматурной стали диаметром 12. 20 мм. Арматурные сетки соединяют между собой арматурными стержнями диаметром 12. 20 мм, которые устанавливают в просверленные отверстия. Затем устанавливают опалубку и выполняют бетонирование литой бетонной смесью (осадка конуса более 15 см) класса бетона В10 и более. Бетонирование может выполняться методом послойного торкретирования. Минимальная толщина обоймы — 150 мм.
При устройстве односторонней железобетонной обоймы (рис. 4, б) поперечные арматурные стержни заделывают в ранее просверленные гнезда в теле фундамента на цементно-песчаном растворе. А затем к ним крепят арматурные сетки.
В отдельных случаях армирование железобетонных обойм выполняют одиночными арматурными стержнями. Для этого по всей длине фундамента отрывают траншею глубиной на 1 м выше отметки заложения фундамента. На проектной отметке в теле фундамента с шагом 1,5 м пробивают сквозные отверстия, устанавливают в них на цементно-песчаном растворе поперечные балки из двутавра №18. 20. К поперечным балкам в продольном направлении приваривают уголки №75 длиной 500. 700 мм или двутавр №18. Затем после углубления траншеи в теле фундамента в шахматном порядке с шагом 80. 120 см сверлят отверстия Ø18. 20 мм глубиной 150. 180 мм, в которые забивают отдельные стержни Ø18. 20 мм. Устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь с тщательным уплотнением. После набора бетоном требуемой прочности разбирают опалубку и выполняют обратную засыпку пазух с постойным уплотнением.

Увеличить одновременно несущую способность фундамента и основания можем путем устройства буроинъекционных свай. Их применение позволяет производить работы по усилению фундамента без разработки траншей и нарушения структуры грунта в основании.
Сущность способа заключается в устройстве под зданием буроинъекционных (корневидных) свай, которые передают значительную часть нагрузки на более плотные слои грунта (рис. 5). Сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, которые позволяют пробуривать скважины диаметром от 80 до 250 мм не только в грунтах основания, но и в теле фундамента.

Устройство буроиньекционных свай выполняется в следующей по-следовательности:

• бурение «лидерной» скважины;
• заполнение ее пластичным цементно-песчаным раствором;
• установка трубы-кондуктора до начала схватывания раствора;
• технологический перерыв для набора раствором требуемой прочности;
• бурение рабочей скважины до проектной отметки под защитой глинистого раствора или обсадной трубы;
• заполнение скважины цементно-песчаным раствором через буровой остов или трубу-инъектор снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора;
• посекционная установка арматурных каркасов;
• опрессовка свай.

При установке арматурных каркасов понижение уровня раствора в скважине не должно превышать более 0,5 м. Для опрессовки сваи на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор. При значительном расходе раствора из-за фильт-рации грунта основания делают технологический перерыв в течение 1 суток и опрессовку повторяют.

Уширение подошвы фундамента

Уширение подошвы фундамента выполняют банкетами из бутовой кладки или из монолитного бетона и железобетона, банкетами балочного типа, а также с помощью монолитных и сборных железобетонных подушек.
Устройство банкет из бутовой кладки выполняется крайне редко из-за большой трудоемкости работ. Чаще всего применяют одно- и двусторонние банкеты из монолитного бетона и железобетона. Конструкция банкет зависит от способа их связи с существующим фундаментом и схем передачи нагрузки от сооружения на усиляемый фундамент.
Наибольшее распространение получили банкеты, где передача нагрузки от сооружения осуществляется с помощью опорных балок (рис. 6). Для этого в стене пробивают сквозные отверстия с шагом 1,5. 2 м. в которые перпендикулярно к стене устанавливают опорные балки из стального швеллера (двутавра) или железобетона. Нагрузка на банкеты передается через распределительные балки из швеллера или двутавра №16. 18, которые располагают вдоль стены.

Работы выполняются в следующей последовательности:

• разбирают отмостку (при необходимости) и пол первого этажа;
• устраивают водосборные колодцы, ограждения;
• в пределах захватки (длина 1,5. 2 м) отрывают траншею с одной или обеих сторон фундамента;
• очищают боковые поверхности фундамента;
• устраивают основание под банкет из щебня толщиной 50. 100 мм путем втрамбовывания его в грунт;
• в теле фундамента просверливают отверстия (в шахматном порядке через 0,25. 0,35 м по высоте 1,2. 1,5 м по длине фундамента) и забивают в них анкерные стержни диаметром 16 мм;
• устанавливают опалубку и бетонируют банкет до отметки низа распределительных балок;
• после набора бетоном требуемой прочности (не менее 70% проектной) устраивают в стене «окна» и устанавливают в них опорные балки;
• монтируют распределительные балки и сваривают их с опорными балками;
• производят добетонирование банкета на высоту распределительных балок и заделку зазоров в «окнах»‘ для опорных балок. Допускается также и обетонированне опорных балок. Класс бетона — не менее В12,5.

Увеличение площади опирания фундаментов может осуществляться с помощью сборных железобетонных отливов и стальных тяжей (рис. 7).

Работы выполняются в следующей последовательности:

• отрывают с обеих сторон фундамента траншею по захваткам длиной 1,5. 2,0 м;
• в теле фундамента сверлят сквозные отверстия;
• монтируют железобетонные отливы;
• устанавливают стальные тяжи;
• с помощью домкратов или клиньев выполняют разжатие отливов в их верхней части;
• укладывают бетонную смесь в зазор между существующим фундаментом и железобетонными отливами. В результате разжатия отливов они поворачиваются внизу во-круг своей нижней оси и дополнительно обжимают грунт основания.

К недостаткам этого способа следует отнести значительный объем земляных работ и большие затраты ручного труда.

При уширении подошвы фундамента путем подводки монолитных или сборных железобетонных плит (рис. 8) из-под него в пределах захватки длиной 1,5. 2 м удаляют грунт.
Железобетонные плиты монтируют на подготовленное выровненное основание. Зазор между поверхностью плит и подошвой фундамента зачеканивают жестким цементно-песчаным раствором марки 100.
Процесс устройства монолитной железобетонной подушки менее трудоемок. Для этого на подготовленное основание укладывают арматурные сетки, устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь. Уплотнение бетонной смеси выполняют вибрированием. Для обеспечения надежного контакта укладываемой бетонной смеси с фундаментом бетонирование производят на 100. 150 мм выше отметки его подошвы. Класс бетона В12,5 и более.

Увеличение глубины заложения фундамента

Углубление фундаментов выполняют с применением бутовой (кирпичной) кладки, монолитного бетона и железобетона.

Способ углубления фундаментов с использованием бутовой кладки отличается высокой трудоемкостью и применяется при незначительных нагрузках. В этом случае вначале разгружают фундаменты и при наличии ослабленных участков стен устанавливают рандбалки. Затем на отдельных захватках длиной 1,5. 2 м в заранее намеченной очередности отрывают колодцы на проектную глубину с временным креплением стенок, разбирают нижнюю ослабленную часть фундамента (при необходимости) и удаляют грунт, подводя под фундамент временные крепления. Кладку нового фундамента выполняют с перевязкой швов, удаляя крепление снизу вверх. Зазор между верхним обрезом новой кладки и нижним обрезом старого фундамента зачеканивают полусухим цементно-песчаным раствором состава 1:3.

Более эффективным является способ углубления фундаментов с применением монолитного бетона (рис. 9). Как и в предыдущем случае, вначале разгружают фундамент, а затем отрывают шурфы на 0,7. 1 м ниже подошвы фундамента, стенки шурфов крепят щитами. У передней стенки устанавливают прочную раму из бруса или круглого леса. Верхняя перекладина рамы должна находиться на 30. 50 мм ниже подошвы фундамента. Между подошвой и верхней перекладиной рамы в грунт забивают доски, т.е. устраивают забирку, под защитой которой на проектную глубину отрывают колодец. Затем в колодец укладывают и уплотняют бетонную смесь, оставляя между подошвой фундамента и поверхностью бетона зазор 300. 400 мм. После набора бетоном требуемой прочности с помощью домкратов производят обжатие основания новой части фундамента, используя при этом массу существующего здания. После этого бетонируют зазор, укладывая бетонную смесь на 100 мм выше подошвы старого фундамента с целью обеспечения плотного контакта.

Исключить трудоемкие работы по разгрузке фундамента позволяет технология выполнения работ по его углублению и одновременному расширению (рис. 10). На захватке отрывают траншею на глубину заложения фундамента. Затем устраивают подкоп под подошву существующего фундамента по всей длине захватки на половину его ширины. В боковую стенку подкопа забивают горизонтальные поперечные арматурные стержни диаметром 14. 18 мм. Нижний ряд стержней устанавливают с шагом 200 мм на 100 мм выше дна траншеи, а верхний ряд — с таким же шагом на 50. 70 мм ниже подошвы существующего фундамента. К поперечным стержням приваривают профильные стержни такого же диаметра с шагом 200 мм. В траншее устанавливают щит опалубки на уровне подошвы фундамента и на расстоянии 200 мм от его боковой поверхности. Затем укладывают и уплотняют бетонную смесь, монтируют вертикальную арматурную сетку (размер ячейки 200×200 мм, диаметр вертикальных стержней 14. 18 мм, горизонтальных — 6 мм). Арматурную сетку втапливают на 200. 250 мм в свежеуложенный слой бетонной смеси, устанавливают опалубку второго яруса, укладывают и уплотняют бетонную смесь. После набора бетоном требуемой прочности опалубку разбирают, выполняют гидроизоляцию и обратную засыпку траншеи. Затем аналогично выполняют работы с противоположной стороны (исключая установку горизонтальных поперечных стержней).

Полная или частичная замена фундамента

При полной или частичной замене фундаментов укрепляют перемычки над проемами, а при необходимости — и стены. Затем отрывают траншеи и разбирают ослабленные участки фундамента на захватках длиной 1. 2 м. Разборку начинают с верхних рядов с одновременным раскреплением вышележащих участков стены. При этом оставляют штрабы и уступы для последующей перевязки новой кладки cо старой.
Основание под новый участок фундамента уплотняют путем втрамбовывания в грунт слоя щебня на глубину 50. 100 мм. Новую кладку выполняют с перевязкой швов, выполняя также перевязку с соседними участками существующего (неразбираемого) фундамента и новой кладки.
Горизонтальную гидроизоляцию между фундаментом и стеной выполняют по выровненной цементно-песчаным раствором поверхности. Зазор между верхним обрезом нового фундамента и нижней поверхностью стены тщательно зачеканивают полусухим цементно-песчаным раствором (желательно применять саморасширяющие цементы).

Замену фундаментов начинают с наиболее слабых участков и по возможности под теми участками стен, где отсутствуют проемы. Разбивку фундамента на захватки производят с таким расчетом, чтобы между захватками, где одновременно выполняются работы, находилось не менее двух захваток, на которых работы еще не начинались или уже выполнены и кладка (или бетон) набрала требуемую проектную прочность.

Известен способ усиления основания существующих фундаментов железобетонными опускными колодцами (рис. 11). Фундамент в этом случае может иметь в плане любые габариты и конфигурацию. Кроме того, исключается необходимость его разгрузки для ведения работ. Внутренние размеры опускного колодца должны превышать габариты подошвы фундамента на 15. 20 см. В плане колодец может иметь форму окружности или прямоугольника с закругленными углами. Его выполняют из монолитного или сборного железобетона на поверхности земли или в котловане, отметка дна которого должна быть выше отметки подошвы фундамента на 20. 30 см.
Колодец опускается по мере выемки грунта по наружному периметру его стен, при этом основание под существующим фундаментом сохраняется ненарушенным и заключается в обойму. Для обеспечения достаточной стабильности грунтового ядра внутри опускного колодца грунт необходимо разрабатывать только в сухом состоянии, выполняя при необходимости водопонижение. После погружения колодца траншея засыпается грунтом или песком с тщательным послойным уплотнением.

В особо сложных случаях усиления фундаментов, когда нагрузку необходимо передать на глубоко залегающие прочные грунты, особенно при наличии высокого уровня грунтовых вод, применяют вдавливаемые сваи. Различают два способа усиления фундаментов:

• передача нагрузки от фундамента на выносные сваи
• передача нагрузки подведением свай под подошву фундамента.

Выносные сваи применяют при высоком уровне грунтовых вод, а сваи, подводимые под подошву фундамента — при низком. Расстояние между сваями должно быть не менее трех диаметров.
Головы свай с существующим фундаментом соединяют с помощью ростверков, которые выполняют в виде железобетонных поясов (для ленточных фундаментов) или железобетонных обойм (для столбчатых фундаментов). Для лучшей передачи нагрузки от усиливаемого фундамента на сваи применяют металлические или железобетонные балки, которые пропускают через тело фундамента. Длина свай устанавливается в зависимости от характеристики грунтов, размеров поперечного сечения свай и нагрузок на фундамент.

Выносные сваи выполняются в виде набивных свай или способом вдавливания. При этом способе усиления необходимо обеспечить надежное сопряжение существующего фундамента со сваями. С этой целью в фундаменте или в стене устанавливают в продольных штрабах рандбалки. Кроме того, могут применяться поперечные балки, которые заводят в предварительно пробитые сквозные отверстия. Балки связывают между собой и с выносными сваями с помощью монолитного железобетонного ростверка (рис. 12).

Сваи, подводимые под подошву фундамента, обычно выполняются составными и погружают способом вдавливания (рис. 13). Сваи из металлических труб 237×8 длиной 1 м располагают попарно — с двух сторон фундамента. Для погружения свай применяют домкраты, которые упираются в железобетонные балки, изготовляемые одновременно со сплошным железобетонным поясом, связанные конструктивно со сваями. Железобетонный пояс устраивают на уровне пола первого этажа до начала работ по задавливанию свай. Задавливание свай выполняют одновременно с двух сторон фундамента по всему периметру здания с помощью сварки секций. Для подвески домкрата и равномерного распределения усилий применяют инвентарную металлическую упорную балку, которую крепят параллельно стене здания (с каждой ее стороны) к трем соседним железобетонным балкам. После установки последней секции домкрат и инвентарную балку демонтируют, устанавливают армокаркасы и опалубку оголовка свай. Полость трубчатой сваи заполняют литой бетонной смесью (класс бетона В15) и бетонируют оголовок сваи. Подача бетонной смеси осуществляется через отверстия в железобетонных балках.

При выборе того или иного способа усиления фундаментов необходимо, как правило, рассматривать несколько вариантов. Окончательный выбор осуществляется на основании сравнения по технико-экономическим показателям.

Источник