Усиление и реконструкция оснований и фундаментов

- вертикальная технология, при которой нагнетание реагентов  осуществляется через вертикально  или наклонно заглубляемые инъекторы сверху вниз, с открытой поверхности земли, с мостков или с полов помещений.

- горизонтальная технология, когда  нагнетание реагентов осуществляется  через горизонтально или несколько  наклонно заглубленные инъекторы  из специально оборудованных  для этой цели технологических выработок (траншей, штолен, колодцев).

При силикатизации и  смолизации грунтов, если это предусмотрено  проектом, должна быть обеспечена возможность  оставлять в закрепленном массиве  забивные инъекторы или трубы  манжетно-тампонных инъекторов в качестве материала армирования закрепленных массивов.

Для бурения инъекционных скважин  применяются буровые станки, обеспечивающие бурение скважин диаметром до 190 мм.

Для работ по нагнетанию растворов в грунты применяются  забивные, гидравлические и пневматические инъекторы диаметром перфорированной части 32-38 мм длиной 500 мм, бетононасосы с давлением воздуха 0,5-0,7 МПа, перфораторы ручные и пневматические на давление 0,6 МПа, плунжерные и поршневые насосы, обеспечивающие расход до 1 м /ч и давление 1 МПа.

Для закрепления водонасыщенных глинистых грунтов и пылеватых песков наиболее приемлемы методы электросиликатизации и электрохимический.

Электросиликатизация грунтов  основана на сочетании закрепления  грунтов способом силикатизации  и обработки их постоянным током. Способ применяется в грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5-0,005 м/сут. Для электросиликатизации используют растворы жидкого стекла и хлористого кальция. Инъекторы-электроды погружают в грунт основания с обеих сторон фундамента под углом 10-15° через каждые 0,6-0,8 м по его длине. Закрепление ведется захватками вдоль фундамента снизу вверх, расход энергии (100-120 В) составляет для закрепления 1 м грунта 10-15 кВт·ч.

Электрохимический способ применяется  для водонасыщенных грунтов с  коэффициентом фильтрации 1·10 -1·10 м/сут. В инъекторы-аноды подают раствор СаСl , потом Al (SO ) или Fe (SO ), а из инъекторов-катодов откачивают поступающую в них воду. Расход энергии здесь составляет 60-100 кВт·ч/м .

Устройство подземных помещений реконструируемых зданий

Для устройства подземных  помещений в реконструируемом здании необходимы детальные сведения о  существующих фундаментах, действующих нагрузках на фундаменты и характеристики грунтового основания, в том числе режим подземных вод.

Выбор конструкции подземного сооружения зависит от типа фундаментов здания — фундаменты на естественном основании  или свайные. Решение должно приниматься  с учетом недопущения возникновения в конструкциях реконструируемого здания нерасчетных воздействий.

Устройство стен сооружаемого подземного сооружения может выполняться по двум схемам:

- стены подземного  сооружения изготавливаются вокруг  реконструируемого здания одним из методов «стена в грунте» с передачей на «стену в грунте» нагрузок от существующего здания;

- стены подземного  сооружения изготавливаются изнутри  здания, без передачи нагрузок  от здания на стену. Стена  может изготавливаться методом  вдавливания составных свай, а также с помощью буроинъекционных свай. В обоих случаях необходимо устройство анкерных креплений или распорок, которые устраиваются по мере отрывки котлована.

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Примеры конструктивных решений по усилению и реконструкции оснований и фундаментов

 

УСТРОЙСТВО ПЕСЧАНЫХ СВАЙ ДЛЯ ГЛУБИННОГО УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЯ

1 — существующие фундаменты;

2 — песчаные сваи;

3 — зоны уплотнения;

4 — насыпной грунт;

5 — торф;

6 — кирпичные стены.

Рис.1.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ КИРПИЧНОЙ И БУТОВОЙ КЛАДКИ ТОРКРЕТ-БЕТОНОМ

1 — существующий фундамент,  имеющий расслоение кладки;

2 — кирпичная стена  с разрушенным поверхностным слоем;

3 — набрызг бетонной  смеси под высоким давлением;

4 — цемент-пушка (или  бетон-шприц-машина);

5 — торкретируемая  поверхность;

6 — шурф.

Рис.2.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ БУТОВОЙ КЛАДКИ ФУНДАМЕНТА ЦЕМЕНТАЦИЕЙ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — инъекторы для  нагнетания подвижного (жидкого)  цементного раствора;

3 — наплывы раствора;

4 — кирпичная стена.

Рис.3.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ БЕТОННЫХ (ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ) ФУНДАМЕНТОВ, ИМЕЮЩИХ ТРЕЩИНЫ, СИНТЕТИЧЕСКИМИ СМОЛАМИ

1 — существующий фундамент,  имеющий вертикальные и горизонтальные  трещины;

2 — трещины;

3 — кирпичная стена;

4 — инъектор для  нагнетания компаунда из синтетических смол под давлением 0,6-1,2 МПа;

5 — борозда шириной  35-40 мм, выполненная дисковой пилой  или отбойным молотком;

6 — отверстие, пробуренное  перфоратором на глубину 100-150 мм.

Рис.4.

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.5.

УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ОБОЙМЫ ВОКРУГ ПОДКОЛОННИКА

1 — подколонная часть  фундамента;

2 — колонна;

3 — железобетонная  обойма усиления подколонной  части фундамента;

4 — поперечные арматурные  сетки обоймы;

5 — вертикальные арматурные  стержни обоймы;

6 — поверхность подколонника, подготовленная к бетонированию  (зачистка и насечка).

Рис.6.

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНЫХ СТЕНОК

1 — усиливаемый фундамент;

2 — участки разрушения в результате действия агрессивной среды в грунте (поднятие уровня грунтовых вод, поступление химических продуктов и др.);

3 — защитная стенка  из кирпича, устанавливаемая после  восстановления участков разрушения;

4 — обмазочная или  оклеенная гидроизоляция;

5 — кирпичная стена.

Рис.7.

УСТАНОВКА ПОДКОСОВ С ЗАТЯЖКАМИ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — элементы усиления  фундамента;

3 — металлическая  или железобетонная обойма вокруг  колонны;

4 — подкос из прокатного  металла;

5 — опора подкосов  из уголка;

6 — затяжка;

7 — пластина-подкладка;

8 — муфта натяжения;

9 — зона обжатого  грунта основания.

 

Рис.8.

УСТАНОВКА ГИДРОДОМКРАТОВ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — проемы в стене  фундамента для установки балок;

3 — поперечные балки;

4 — железобетонные  разгружающие пояса;

5 — закладные детали, установленные при бетонировании  поясов;

6 — гидродомкраты для включения разгружающих поясов в работу (после установки распорок убираются);

7 — распорки из  прокатного металла, привариваемые  к закладным деталям и балкам;

8 — обетонирование  балок и распорок;

9 — зона обжатого  грунта основания.

Рис.9.

ОТЖАТИЕ РАЗГРУЖАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — разгружающие элементы;

3 — затяжки из арматурной  стали, установленные в отверстиях, устроенных в фундаментах и  разгружающих элементах;

4 — устройство для  отжатия разгружающих элементов  (домкраты, клинья и др.);

5 — заполнение мелкозернистым бетоном после обжатия грунта;

6 — зона обжатого  грунта основания.

Рис.10.

ПЕРЕУСТРОЙСТВО СТОЛБЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ЛЕНТОЧНЫЕ

1 — усиливаемые столбчатые  фундаменты;

2 — монолитные железобетонные  плиты;

3 — поверхность пола;

4 — арматурные каркасы.

Рис.11.

ПЕРЕУСТРОЙСТВО ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ПЛИТНЫЕ (УСТРОЙСТВО МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ)

1 — усиливаемый ленточный  фундамент;

2 — сплошная (прерывистая)  плита;

3 — отметка поверхности  пола подвала;

4 — уплотненный крупный  песок;

5 — кирпичная стена;

6 — рабочая арматура  плиты усиления;

7 — поверхность фундамента, подготовленая к бетонированию.

Рис.12.

УСТАНОВКА РАСКОСОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЧАСТИ НАГРУЗКИ ОТ КОЛОННЫ НА ОБРЕЗ ФУНДАМЕНТА

1 — усиливаемый фундамент;

2 — железобетонная  колонна;

3 — подкладки, устанавливаемые  на обрез фундамента;

4 — металлические  раскосы;

5 — металлические  балки, монтируемые но периметру  фундамента;

6 — металлическая  обойма, приваренная к арматуре  колонны.

 

Рис.13.

УСТАНОВКА ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗГРУЖАЮЩИХ БАЛОК ДЛЯ ЗАМЕНЫ БУТОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД СТЕНЫ

1 — кирпичная стена;

2 — фундамент, подлежащий  замене;

3 — подкладки;

4 — металлические  поперечные балки;

5 — гидравлические  домкраты или подкладки;

6 — временные опоры;

7 — отверстие в  стене.

Рис.14.

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.15.

УШИРЕНИЕ ПОДОШВЫ ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО СБОРНОГО ФУНДАМЕНТА (УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ОБОЙМЫ)

1 — усиливаемый фундамент;

2 — железобетонная  обойма;

3 — отверстия в  швах между блоками для установки рабочей арматуры;

4 — основная рабочая  арматура усиления;

5 — отметка пола  подвала;

6 — сколотая поверхность  бетона;

7 — выпуски арматуры  в подушке;

8 — сварка;

9 — зоны уплотненного  грунта.

 

Рис.16.

УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРИЛИВОВ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — монолитные приливы из железобетона;

3 — уплотненный грунт  (втрамбованный щебень);

4 — арматура усиления;

5 — кирпичная стена;

6 — затяжка из арматурной  стали.

Рис.17.

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.

Рис.18.

УШИРЕНИЕ ПОДОШВЫ ДЛЯ ОТДЕЛЬНОГО ФУНДАМЕНТА (УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ РУБАШКИ)

1 — усиливаемый фундамент;

2 — поверхность, подготовленная  к бетонированию (насечка);

3 — подготовка из  тощего бетона;

4 — железобетонная  рубашка с уширением;

5 — колонна;

6 — арматура усиления;

7 — зоны уплотненного  грунта.

 

Рис.19.

УСТАНОВКА РАМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1 — усиливаемые фундаменты;

2 — плита перекрытия;

3 — опорная рамная  конструкция из железобетона  или металла;

4 — дополнительный  фундамент из сборных плит;

5 — зона уплотненного  грунта.

Рис.20.

ПОДВЕДЕНИЕ РАЗГРУЖАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЧАСТИ НАГРУЗКИ ОТ СТЕНЫ НА ПРОЧНЫЙ СЛОЙ ОСНОВАНИЯ

1 — сборный ленточный  фундамент;

2 — дополнительные  опоры-фундаменты;

3 — монолитные железобетонные  балки усиления;

4 — рабочая арматура  балок;

5 — подкладки:

6 — отметка пола  подвала;

7 — слой грунта  с наибольшей несущей способностью;

8 — отверстие между  фундаментными блоками для пропуска  рабочей арматуры балок;

9 — слой слабого  грунта;

10 — зоны уплотненного  грунта.

Рис.21.

ПЕРЕДАЧА НАГРУЗКИ ОТ ФУНДАМЕНТА НА БУРОИНЪЕКЦИОННЫЕ СВАИ

1 — усиливаемый столбчатый фундамент;

2 — буроинъекционные (корневидные) сваи диаметром  100-250 мм, устраиваемые через плитную  часть усиливаемого фундамента;

3 — арматурные каркасы;

4 — конусные отверстия  в плитной части фундамента;

5 — железобетонная  колонна.

Рис.22.

ПЕРЕДАЧА НАГРУЗКИ ОТ СТЕНЫ НА БУРОИНЪЕКЦИОННЫЕ СВАИ

1 — усиливаемый ленточный  фундамент;

2 — буроинъекционные (корневидные) сваи, устраиваемые  через плитную часть усиливаемого  фундамента;

3 — конусные отверстия  в плитной части фундамента;

4 — кирпичная стена;

5 — пазух, заполняемый  грунтом после устройства стыка свай с плитной частью фундамента.

Рис.23.

ПЕРЕДАЧА НАГРУЗКИ ОТ ФУНДАМЕНТА НА БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — буронабивные сваи;

3 — железобетонная  обойма;

4 — поверхность фундамента, подготовленная к бетонированию  (насечка, сколы, зачистка);

5 — оголенная рабочая  арматура существующего фундамента;

6 — арматура усиливаемого  фундамента;

7 — железобетонная  колонна.

 

Рис.24.

УСТРОЙСТВО АНКЕРОВ И3 БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

1 — усиливаемый столбчатый  фундамент;

2 — анкеры из буронабивных  армированных свай, работающих на  выдергивание (диаметр сваи 150-200 мм, длина 2-3 м);

3 — конусные отверстия в плитной части фундамента, заполняемые в последующем бетоном;

4 — металлические  пластины, к которым приваривается  арматура анкеров.

Рис.25.

ПЕРЕДАЧА НАГРУЗКИ ОТ СТЕНЫ НА НАБИВНЫЕ СВАИ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — продольные металлические  балки, устанавливаемые в пробитые  борозды (штрабы);

3 — поперечные металлические  балки;

4 — цементно-песчаный  раствор;

5 — набивные сваи;

6 — железобетонная  обвязка по сваям;

7 — кирпичная стена.

Рис.26.

ПЕРЕДАЧА НАГРУЗКИ ОТ ФУНДАМЕНТА НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ, ПОГРУЖАЕМЫЕ ВДАВЛИВАНИЕМ

1 — усиливаемый фундамент;

2 — железобетонная  обойма, устраиваемая по периметру фундамента;

3 — сваи, погружаемые  вдавливанием с поверхности основания;

4 — арматура усиления;

5 — колонна;

6-7 — соответственно  слабый и прочный грунт;