Усиление свайного фундамента с ростверком

Усиление и ремонт свайных фундаментов

Часто приходится наблюдать, как недавно построенные сооружения начинают разрушаться. К этому привести могут разные причины, среди которых и допущенные ошибки при планировании, крупномасштабное строительство по соседству, проблемы с почвой, опоры может выдавить почвой и т.д. Все это и является причиной появления трещин сначала на фундаменте, а затем на стенах. Перекашиваются оконные проемы, двери и вскоре, здание станет аварийным. Чтобы этого не произошло, когда появились первые трещины, необходимо сделать усиление свайного фундамента. Но предварительно при обследовании выясняются возможные причины того, почему произошла просадка или выпячивание отдельных либо всех опор. Мероприятия для укрепления существующего фундамента возможно произвести своими руками, но необходимо четко понимать суть происходящего.

Особенности технологии

Укреплять свайную основу любого здания, необходимо там, где она просела. Есть несколько способов выполнить ремонт фундамента. Каждый из них разработан для определенного вида здания с учетом типа почвы, на которой оно расположено. Конечно, лучше всего провести работы по ремонту основы зданий еще на этапе строительства и разработать этот пункт при проектировании.

Существуют несколько методов, которые могут помочь усилить фундамент. Это можно сделать:

1. Усилением основы дополнительными сваями.
2. Установкой отливов.
3. Укреплению углов.
4. Укреплением основы по периметру.

Выбор конкретного вида мероприятий зависит от места, которое нуждается в укреплении – стволов опор, грунта возле них или ростверка. Так называют верхнюю часть в основании, соединяющую отдельные элементы основы сооружений.

Усиление ростверков

Усиливают ростверк здания, способом, который называется торкретирование. Это — нанесение цементного раствора под давлением на предварительно очищенную поверхность пескоструйным аппаратом или стальными щетками.

Для этого поверхность сначала тщательно продувают, после чего завершают процедуру, промывая подготовленную поверхность поданной под давлением водой. Затем крепят к анкерам металлическую сетку (размер ячеек 6-10 см). Для фиксации сетки можно применить вязальную проволоку.

Нанесенный раствор, создав своего рода стяжку, защищает бетон от дальнейшего разрушения, сохраняя от разрушения и свайные конструкции, в том числе и при многочисленных трещинах. Чтобы усилить прочность защиты, стяжка может наноситься не в один слой, а в несколько так, чтобы она попадала в каждую трещину. При этом каждый последующий слой стяжки наносится после того, как предыдущий высохнет. Проводить этот вид работ лучше весной, чтобы за лето бетон полностью застыл и укрепился, а реконструируемое здание приобрело устойчивость и прочность. Стяжками можно укрепить бетонные опоры.

Если обследование выявило наличие серьезных повреждений железобетонного ростверка, понадобиться провести более масштабную работу. Так, для заделки трещин понадобиться нагнетать под давлением цементный раствор в каждую щель. Как усилить ленточный фундамент или основу на сваях, если в бетонных элементах появились пустоты? Чтобы добраться к пустотам, необходимо пробурить шпуры диаметром от 40 до 80 мм. Количество отверстий зависит от величины пустоты – их должно быть столько, чтобы можно было полностью заполнить полость. После этого через инъекционные трубки внутрь пустот заливают раствор. Подают его под давлением в первую очередь более жидкую часть, а затем – густую.

Способы усиления фундамента на сваях

Укрепление свайных фундаментов возможно, если провести следующие мероприятия:

1. Использование железобетонных обойм. Если ростверк основания высокий, ствол является доступным. Появившиеся при усадке основания поперечные и продольные трещины на сваях будут быстро расширяться и здание со временем разрушится. Их укрепление при помощи железобетонных обойм не допустит появление новых трещин и расширение старых. Обойма – монолитная пустотелая конструкция. Ее длина равняется высоте сваи над поверхностью плюс 1 метр, на который ее нужно будет погрузить в почву. Это не допустит, чтобы основание просело, и дом разрушился.
2. Усиление свайного фундамента при реконструкции здания возможно и при помощи дополнительных свай. Используется данный метод в том случае, когда нагрузка на фундамент возрастает. Такое происходит, когда надстраивают сверху дополнительный этаж. Работы по усилению происходят так: вплотную к стволу в том месте, где просел фундамент, погружают забивную или буронабивную сваю. Если мероприятие проводится с использованием буронабивного элемента, рядом со стволом старой бурят несколько скважин. Их после монтажа скважины армируют и затем заливают бетоном. Используя данный метод при ремонте фундамента своими руками, можно работать не с каждой сваей, а через одну, две.
3. Метод «рубашки». Как укрепить опору, если она полностью покрыта трещинами и появляются новые щели? Чтобы не допустить дальнейшей усадки, усиливают конструкцию так — вокруг опор, которые нужно укрепить, бурят скважины. Их размер должен быть от 5 до 8 см. Причем, рядом со сваями должна пройти хотя бы одна скважина. Затем внутрь подготовленных скважин нагнетают раствор цемента. Такая реконструкция – это не только защита ствола опоры от воздействия нагрузки сверху — так укрепляли основу при ремонте в деревянном доме, если он построен на слабой почве.

Укрепление грунта при ремонте свайного фундамента

Иногда ремонт свайного фундамента требует укрепление грунта.

1. Заполнить песком наклонные скважины или уплотнить грунт глубинным вибратором.
2. Армировать слой грунта.
3. Заняться снижением уровня грунтовых вод.

Термическим способом – пробурить скважины и сжечь в них топливо. Это гарантирует образование под домом плотного грунтового столба в каждой скважине. Только делать это нужно осторожно, чтобы при ремонте не сжечь и дом. При укреплении данным методом сначала проводится разметка, чтобы деревянные детали не соприкасались с теми местами, где будет выход отверстий наружу.

Укрепляющий химический способ ремонта предусматривает выполнение следующих действий:

1. Нагнетание силикатного раствора или синтетической смолы в почву.
2. Реконструкция при помощи введения раствора аммиака в грунт.

Если сложилось так, что был приобретен готовый построенный дом, возведенный по технологии ТИСЭ, или же не было проведено обследование почвы и в сооружении через несколько лет эксплуатации на фундаменте появились первые трещины, которые каждый год становятся больше, необходимо будет поступить по-другому – разобрать часть фундамента. Далее, если постройка легкая, укрепить свайный фундамент трубами, уголками, для крупных зданий нужно будет использовать более прочный материал, например, стальной прокат.

Подготовительные работы

Опытные строители советуют прежде, чем начать ремонтировать свайный фундамент, точно определить, что произошло со сваями — проваливаются они или выпячиваются. Для установления данного факта лучше всего вызвать бригаду специалистов, которые, чтобы провести обследование, установят контрольную сваю неподалеку от постройки. Это необходимо, чтобы выяснить глубину установки данного элемента и определить, была ли пройдена точка промерзания или нет.

Если происходит выпячивание сваи – она не погружена в почву до нужного уровня. Если сваи проваливаются, усилить их будет гораздо сложнее, но все, же реально: остановить провал можно установкой под основу металлических, деревянных, железобетонных прокладок. Установка цементных столбиков не даст должного эффекта и даже может в некоторых случаях усугубить ситуацию.

Применение профилированных труб

Для усиления свайного основания используют профилированные трубы размерами 3х6 см. Работы выполняются по следующей технологии: при помощи труб нужного размера последовательно соединяют сваи под всем зданием. Этот вариант применим, когда опоры возвышаются над поверхностью не меньше 0,7-0,8 м.

Приваривают трубы надо с внутренней стороны опор – в дальнейшем он не будут мешать проведению отделочных работ или установке защитных панелей. Если сваи выступают над землей более, чем на 0,7 м, приваривают трубы крест-накрест. Середину стыка закрепляют при помощи специальной металлической накладки. Так называется квадратная пластина размером 20х20 см.

Использование уголка и швеллера

Технология применения укрепляющего уголка аналогична тому, как создается при усилении из труб пояс жесткости. Для этого подготовленные элементы приваривают так между сваями, чтобы они перекрещивались именно возле опор. Для этого при разметке отмечают места, где будут располагаться уголки. Приваривают элементы с наружной и внутренней стороны свайное основание. Благодаря этому удастся увеличить прочность основы под домом и не допустить в дальнейшем усадку. Если имеются просевшие опоры, проведенная реконструкция укрепит их и основа не провалится.

Существует еще один способ по укреплению свай в фундаментах. Если надо упрочнить фундаменты деревянных домов, у которых произошла просадка свай в насыщенных влагой почвах, используются швеллера размером от 16-и до 20 мм. Швеллер приваривают на сваях вдоль верхнего пояса. Другими словами, такая реконструкция – это создание своего рода дополнительных оголовков, соединенных в цельный каркас. Конструкция не допускает отклонения свай, что сохраняет прочность ленточной или свайной основы. Конечно, стоимость подобной защиты довольно высокая, зато она продлит эксплуатацию старого фундамента, и сохранить его от просадок. Строители утверждают, что усиленный швеллерами старый фундамент может по прочности превзойти ленточные основы. Им в скором времени не грозит усадка и просадка отдельных опор.

Обеспечение гидроизоляции

Очень часто причина осадки свайного фундамента – влияние подземных вод на грунт и сами опоры конструкции. Если проведенное обследование подтвердило это предположение, крайне важно сделать гидроизоляцию, благодаря чему фундаменту угрожать ничего не будет. Если планируется замена фундамента, обязательно должна выполниться гидроизоляция существующих и вновь установленных опор.

Гидроизоляция свайного фундамента заключается в защите от влаги опорных элементов. Особенность обработки зависит от вида использованных свай. При гидроизоляции буронабивных свай бурят скважины, укрепляют стенки глинистым раствором, армируют и заливают бетон, поместив в скважину рубероид, свернув его трубкой. Если использовались винтовые опоры, сделанные из металла, гидрозащита заключается в окрашивании опор антикоррозийным гидрофобным веществом.

Гидроизоляцией при использовании забивных свай является водозащитный состав, которым покрывают поверхность сваи при реконструкции.

Замена свай

Иногда опоры под домом настолько разрушены, что необходимо их заменить. Как делать демонтаж свайного фундамента, если, например, необходимо удаление свай под деревянными домиками и замена их новыми, то разбирать здания нет необходимости. Так, если произошла усадка и столбы полностью провалились, для укрепления фундамента деревянного дома можно нарастить оголовок каждой опоры. Оголовками называют торец опоры, который находится сверху, прямо под домом. Наращивать опоры можно при помощи оголения арматуры. К ней приваривается необходимой высоты элементы, устанавливается обрешетка и заливаются бетоном. Ремонт оголовков данным способом после обследования можно выполнить и самостоятельно, так как он не представляет сложности. Если столбы выдавило, удаляют оголовки, для чего излишнюю часть осторожно разрушают до нужной высоты, а затем срезают армирование.

Если подобное произошло в ленточном фундаменте, тут придется выполнять радикальные меры – требуется замена фундамента. Делать это нужно, проводя предварительное обследование.

10.2. Усиление фундаментов

Усиление жестких фундаментов может осуществляться путем увеличения их подошвы или с помощью свай различного типа.

При проектировании усиления необходимо максимально использовать существующий фундамент, обеспечив его совместную работу с элементами усиления.

Несущую способность фундаментов реконструируемого объекта определяют с учетом фактических прочностных и деформативных характеристик материала фундамента и грунтов основания, а при свайных фундаментах используют также результаты полевых испытаний (зондирование, статические испытания и др.).

Увеличение размеров подошвы фундаментов необходимо при росте нагрузок, недостаточной несущей способности грунтов основания, а также при существенном повреждении фундаментов в процессе эксплуатации. Эффективными средствами увеличения подошвы фундаментов являются железобетонные «рубашки», наращивание, частичная или полная подводка новых фундаментов.

Железобетонная «рубашка» представляет собой монолитную оболочку, которая охватывает существующий фундамент со всех сторон. Арматура оболочки образует пространственный каркас, и для обеспечения совместной работы старого фундамента с конструкцией усиления обязательно стыкуется на сварке с предварительно обнаженной арматурой усиливаемого фундамента. Рабочую арматуру «рубашки» устанавливают вдоль граней усиливаемого фундамента (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Усиление фундаментов железобетонной «рубашкой»:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — железобетонная «рубашка»; 3 — арматура усиления; 4 — усиливаемая колонна; 5 — обойма колонны

Рис. 10.2. Усиление ленточного фундамента подводкой:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — разгружающая балка; 3 — подставка; 4 — распределительный ростверк; 5 — домкрат

При повреждении фундаментов в процессе эксплуатации для восстановления его несущей способности устраивают конструктивную «рубашку», размеры которой принимают в зависимости от диаметра арматуры, величины защитного слоя, а также от технологической возможности укладки бетона в тело «рубашки».

Если, кроме усиления фундаментов требуется также усиление колонны, то бетонирование обоймы для колонны и «рубашки» следует выполнять одновременно. Если колонна не требует усиления, «рубашку» фундамента заводят выше нижней части колонны на величину не менее большей стороны колонны и не менее пяти толщин «рубашки».

При усилении фундамента наращиванием увеличение его подошвы осуществляется с одной, двух или трех сторон. При наращивании, так же как и при устройстве «рубашек», необходимо обеспечивать стыковку на сварке оголенной арматуры старого фундамента с новой арматурой усиления.

Одним из вариантов наращивания является передача части нагрузки с существующего фундамента на отдельные плиты с помощью металлических или железобетонных балок, пропущенных через отверстия в усиливаемом фундаменте (рис. 10.2). В этом случае опорные плиты предварительно обжимаются с помощью домкратов или гравитационной нагрузкой до расчетной. Ленточные неармированные фундаменты могут наращиваться с помощью арматуры, заанкеренной в тело фундамента и обетонированной на расчетную ширину усиления (рис. 10.3).

Рис. 10.3. Усиление ленточных фундаментов наращиванием:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — арматурный каркас наращивания; 3 — металлические трубы; 4 — шпуры

Подводка новых частей фундамента может осуществляться рядом с существующим (рис. 10.4). В этом случае нагрузка от несущего элемента передается на фундамент усиления через подкосы и металлическую (железобетонную) обойму. Устройство нового фундамента под существующим выполняется с частичной или полной разгрузкой существующего фундамента на локальных небольших по ширине участках. Причем эта подводка может быть сплошной или частичной. При подводке новых фундаментов следует обеспечить плотное прилегание подошвы существующего фундамента с новым. При подводке под ленточные фундаменты конструкции усиления рекомендуется размещать на прямых участках с максимальными нагрузками, так как подводка новых фундаментов в углах и пересечениях вызывает серьезные трудности.

Усиление фундаментов с помощью свай осуществляется путем устройства свай по контуру существующего фундамента или под ним. Такое усиление применяется при значительных и неравномерных осадках грунтов основания, при существенном увеличении нагрузок на фундаменты, для повышения устойчивости основания в случае приложения к фундаментам значительных горизонтальных сил и т. д.

Выбор конструкции свай зависит от внутренних габаритов реконструируемого здания или сооружения, характера действующих нагрузок, конструкций усиливаемого фундамента, наличия соответствующего оборудования для производства свайных работ.

Цельные сборные железобетонные сваи могут применяться, когда габариты цеха позволяют разместить крупногабаритную сваебойную технику и когда динамические нагрузки при забивке свай не приводят к повреждениям окружающих конструкций. При наличии вблизи зоны забивки свай несущих конструкций, неспособных выдержать значительные динамические нагрузки, возможно осуществить вдавливание цельных свай в грунт с помощью гидродомкратов.

Рис. 10.4. Усиление фундаментов подводкой:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — дополнительные фундаменты; 3 — колонка; 4 — металлическая обойма; 5 — металлические подкосы; 6 — элемент усиления

Эффективным средством усиления фундаментов, особенно при неравномерных деформациях сооружения, являются составные сборные сваи «Мега», которые не требуют больших габаритов помещения и включаются в работу сразу после вдавливания. Недостатком этих свай является достаточно высокая трудоемкость работ по их устройству, а также необходимость выполнения временного котлована под подошвой фундамента, что снижает его несущую способность в процессе усиления (рис. 10.5). При устройстве усиления сваями «Мега» конструкция существующего фундамента должна быть проверена на воспринятое усилия от реакции вдавливания.

Для воспринятия значительных растягивающих усилий применяют винтовые сваи. При усилении фундаментов используют также монолитные сваи различных типов: буронабивные сваи требуют громоздкого оборудования, однако могут применяться в любых грунтовых условиях, в том числе и тех, где забивные сваи неприменимы; пневмонабивные, виброштампованные сваи и сваи Страуса могут применяться в помещениях с ограниченной высотой и не требует сложного технологического оборудования. Первые два типа свай используют в любых гидрогеологических условиях, сваи Страуса можно применять только при отсутствии грунтовых вод.

Рис. 10.5. Усиление фундамента с помощью свай Мега:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — распределительный элемент; 3 — домкрат; 4 — подпорка; 5 — головной элемент; 6 — рядовой элемент; 7 — нижний элемент сван

При передаче на фундамент дополнительных горизонтальных и вертикальных нагрузок эффективны буроинъекционные (корневидные) сваи, которые могут также просверливаться через существующий фундамент, используемый в этом случае как ростверк (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Усиление фундамента с помощью

1 — усиливаемый фундамент; 2 — корневидные сваи

Вместо свай типа «Мега» могут применяться комбинированные металлические трубчатые сваи, погружаемые посекционно в грунт гидродомкратами. Их затем заполняют монолитным бетоном.

Включение в работу существующего фундамента свай усиления выполняется с помощью монолитного плитного ростверка или распределительных балок, которые образуют со сваями рамную систему.

Плитный ростверк возможно устраивать в пределах высоты существующего фундамента (рис. 10.7) и путем подводки под него (рис. 10.8). Первые варианты аналогичны работам при устройстве «рубашек» или наращивания, требуют соединения арматуры существующего фундамента с арматурой ростверка и используются в том случае, если возможно уширение фундамента в пределах его высоты. Подводка нового ростверка под существующий фундамент достаточно трудоемка и применяется в случае невозможности уширения фундамента в пределах его высоты, при его повреждениях, а также слабых грунтах под его подошвой или при повреждении головок существующих свай.

Рис. 10.7. Усиление фундамента ростверком, расположенным в пределах высоты фундамента:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — ростверк усиления; 3 — существующие спаи; 4 — сваи усиления

Перечисленные выше способы усиления могут применяться как при опирании реконструируемых фундаментов на естественное основание, так и на свайное при усилении ленточных и столбчатых фундаментов из различных материалов (рис. 10.9).

Примеры объединения усиливаемых фундаментов с дополнительными сваями с помощью плитного ростверка приведены на рис. 10.7, 10.8.

На рис. 10.10. 10.12 приведены схемы усиления ленточных и столбчатых фундаментов с помощью рамной системы, состоящей из дополнительных свай, железобетонных или металлических распределительных балок.

Рис. 10.8. Усиление ленточного фундамента сваями с подводкой нового ростверка: 1 — усиливаемый фундамент; 2 — существующие сваи; 3 — ростверк усиления; 4 — сваи усиления; 5 — арматурные сетки; 6 — отогнутые стержни

Расчет усиления фундаментов выполняется по двум группам предельных состояний с учетом требований соответствующих нормативных документов (СНиП II-6—74, СНиП 2.02.01—83, СНиП П-17—77, СНиП 2.03.01—84). По первой группе выполняется расчет прочности конструкций фундамента и несущей способности грунта основания, по второй — расчет оснований по деформациям, который требует учета совместной работы здания с основанием.

Несущая способность существующего фундамента определяется с учетом его фактического состояния (степени износа), прочностных характеристик материалов и грунтов основания.

Если в процессе эксплуатации произошла полная стабилизация осадок основания под существующими фундаментами, то расчетные осадки элементов усиления определяются только от дополнительных нагрузок. При этом максимально допустимую осадку назначают с учетом состояния надземных конструкций реконструируемого здания и связанных с ним рядом расположенных объектов (переходов, галерей, коммуникаций). Для отдельных фундаментов осадка определяется с учетом влияния нагрузок от соседних фундаментов по методу угловых точек.

Рис. 10.9. Схемы усиления фундаментов на свайном (а) и естественном (б) основаниях:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — ростверк усиления; 3 — сваи усиления

Рис. 10.10. Усиление ленточного фундамента на естественном основании сваями с устройством рамной системы:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — сваи усиления; 3 — железобетонный ригель; 4 — железобетонная подушка; 5 — омоноличивание пробитого под ригель отверстия

При жестком соединении существующего фундамента с конструкцией усиления способом наращивания или «рубашкой» расчет уширенного фундамента на естественном основании осуществляется по обычной методике.

При подводке новых частей фундаментов рядом с существующим нагрузка на них определяется в соответствии с принятой расчетной схемой, а их расчет осуществляется как отдельных фундаментов. При подводке целых фундаментов их размеры определяются из условия, чтобы максимальные и средние абсолютные осадки не превышали допустимых по СНиП 2.02.01—83. При этом учитывается стабилизация осадок существующих фундаментов.

Расчет свайного усиления выполняется в зависимости от конструктивного решения существующего фундамента и его состояния. При плохом состоянии свайного фундамента, а также при опирании фундамента на естественное основание количество свай усиления определяется из расчета воспринятия всей нагрузки. При хорошем состоянии существующего свайного фундамента количество свай усиления определяют из расчета передачи на них только дополнительной нагрузки.

Несущая способность трубобетонных вдавливаемых свай определяется по формуле

F_d = E_и x, (10.1)

где F_и — усилие вдавливания; у, — переходный коэффициент, принимаемый равным 0,9 для глинистых грунтов, 0,85 — для песчаных.

Расчет каждого отдельного элемента составной сваи типа «Мега» осуществляется как для сжатого элемента с учетом продольного изгиба и случайного эксцентриситета, определяемого в соответствии с требованиями

СНиП 2.03.01—84. Учитывая возможную несоосность при стыковке отдельных элементов, несущая способность всей сваи определяется умножением на поправочный коэффициент, который принимается при длине сваи до 4 м — 0,75; от 4 до 6 м — 0,6 и свыше 6 м — 0,5.

Рис. 10.11. Усиление ленточного фундамента на естественном основании сваями с устройством рамной системы: 1 — усиливаемый фундамент; 2 — сваи усиления; 3 — металлические балки; 4 — стена

Расчет жестких фундаментов, усиленных сваями за контуром, может выполняться по методике, разработанной Харьковским ПромстройНИИпроектом. Расчет состоит из двух этапов: до реконструкции — на действие эксплуатационных нагрузок с учетом максимально возможной разгрузки фундамента, после реконструкции — на загружение фундамента до уровня, соответствующего этапу разгрузки, плюс дополнительные нагрузки, возникающие после реконструкции сооружения. Усилия в сваях и фундаментах, давление на грунт под подошвой фундамента (при фундаменте на естественном основании) и по контакту со сваями, перемещения и углы поворота усиленных фундаментов определяются алгебраическим суммированием соответствующих величин, полученных на каждом этапе расчета. Осадку усиленного фундамента рассчитывают на втором этапе. При этом модуль деформации грунта определяют с учетом его упрочнения в процессе эксплуатации. Допускается рассчитывать модуль по формуле

E_st=1,3E, (10.2)

где Е — модуль деформаций грунта, вычисленный по результатам лабораторных или полевых испытаний, МПа. Упрочнение грунта учитывается в расчетах на глубину, не превышающую ширину фундамента до его усиления.

Рис. 10.12. Усиление столбчатого фундамента на естественном основании с устройством ростверка, армированного металлическими балками: 1 — усиливаемый фундамент; 2 — ростверк усиления; 3 — металлические балки; 4 — сваи усиления

Расчет усиленного фундамента осуществляется в линейной постановке по плоской расчетной схеме. На каждом этапе расчета усиленный фундамент рассматривается как статически неопределимая система, загруженная внешней нагрузкой с одной стороны и усилиями от свай и отпором грунта под подошвой — с другой (рис. 10.13 и 10.14). Усилия от свай выражаются через жесткостные характеристики свай и деформации фундамента, отпор грунта — через коэффициент постели и также деформации фундамента. Последний учитывается только при усилении фундаментов на естественном основании.

Рис. 10.13. Модель расчета усиленного свайного фундамента:

а — расчетная схема; б — основная система метода перемещений

Рис. 10.14. Модель расчета усиленного фундамента на естественном основании:

а — расчетная схема; б — основная система метода перемещений

Усилия и деформации фундамента определяются из решения системы канонических уравнений метода перемещений.

При этой методике расчета грунт рассматривается как линейно деформируемая среда, которая характеризуется следующими параметрами: K_vo — вертикальным коэффициентом постели по контакту с подошвой фундамента на естественном основании, который принимается одинаковым во всех точках основания, кН/м 3 , К_h,z — горизонтальным коэффициентом постели по контакту с боковой поверхностью сваи и K_h,l — вертикальным коэффициентом постели по контакту с подошвой свай.

Значения коэффициентов постели определяют по методике, разработанной Харьковским ПромстройНИИпроектом.

Расчет устойчивости грунта основания вокруг свай осуществляется в соответствии с требованиями СНиП II-17—77.

Технология усиления свайного фундамента + в каких случаях оно требуется

Что делать, если имеет место значительное разрушение фундамента

В этом случае следует усилить основание в целом. Для закрепления грунта, который исчерпал свои несущие способности, предусматриваются такие методы как: цементация, смолизация, силикатизация и обжиг.

Отталкиваясь от типа грунта следует определиться с наиболее оптимальным способом выполнения работ. К примеру, силикатизация актуальна там, где нужно укрепление крупных песчаных или лессовидных грунтов, смолизация хороша при мелких песках, а цементация для почвы гравелистого или глинистого типа.

Эти способы характерны идентичной технологией и отличаются друг от друга лишь тем, в каком составе в почву нагнетается раствор. Силикатизация, к примеру, характерна применением раствора силиката натрия, который контактируя с грунтом «превращается» в результате химической реакции в твердую, монолитную породу. По аналогии тот же эффект и при смолизации, где раствором выступает карбамидная смола, в которую добавляются соляные кислоты.

Чтобы доставить раствор к грунту используются специальные инъекторы, представляющие собой трубы, забиваемые в грунт и имеющие перфорации на концах. Для забивания труб на глубину от 6 до 8 метров пользуются пневмомолотами, а извлекаются они при помощи копровых установок или гидравлических домкратов.

Отличительными особенностями характерна технология обжига, когда в почву помещают топливную смесь, где она сгорает. Так как в процессе работ нагнетается сжатый воздух, в скважине остается высокое давление — около 5 мПа. Нагнетаемый воздух играет ключевую роль, приводя к тому, что образуются пласты твердой породы, толщина которых варьируется от 4 до 30 метров. Все зависит от того, как должно производится обжиг и в каком количестве применяется топливная смесь.

Как усилить конструкцию

Есть несколько путей решения возникшей проблемы:

1. построить новый фундамент рядом с домом для последующего переноса;
2. реанимировать существующую конструкцию.

Поднятие и перенос дома возможны, но для этого не всегда есть средства и условия. К тому же, полноценное строительство фундамента – это дорогостоящий процесс, требующий немалого времени.

Гораздо чаще принимают решение о поднятии дома домкратами и укрепляют винтовую конструкцию:

• добавляют винтовые сваи;
• укрепляют старые опоры;
• добавляют буронабивные сваи;
• вдавливаемые сваи;
• буроинъекционный метод.

Усиление винтовыми сваями

Самый простой способ – монтаж дополнительных винтовых свай вплотную с существующим фундаментом. Для этого придётся поставить на домкраты дом, здесь рекомендуется обратиться к специалистам.

Винтовые сваи вкручиваются как можно ближе к дому по периметру и под внутренними стенами, на них монтируется новый ростверк – стальная балка-швеллер или двутавр (он опирается на существующую обвязку). Таким образом, здание усаживается на новую опору. После этого производят утепление основания, его отделку.

Новая обвязка по старым сваям

Усиление фундамента на винтовых сваях для дома, приподнятого над землёй, можно воспользоваться методом пространственного усиления:

• дом приподнимают;
• все сваи перевязывают между собой профилированной трубой или стальным уголком, которые соединяют все сваи, в том числе внутренние;
• дом усаживают на новую обвязку.

Преимуществом метода является его относительная простота и невысокая стоимость. Самое главное – создать пространственный каркас, который перераспределит нагрузку на опоры.

Буронабивные сваи

Свайный фундамент можно укрепить бетонными сваями, которые обустраиваются непосредственно под домом.

1. для удобства дом приподнимают, но можно обойтись без этого этапа;
2. делают предварительный расчет прочности и определяют шаг дополнительных опор, их расположение;
3. в обозначенных местах бурят отверстия в грунте;
4. монтируют арматурный каркас и заливают бетон М300-М400 в опалубку.

После этого ждут, когда застынет бетон (от 7 дней в зависимости от условий), далее устанавливают ростверк. К слову, можно сделать монолитное усиление:

• буронабивные сваи устанавливают по всему периметру дома, демонтируют прежний ростверк;
• между опорами делают опалубку для бетонного ростверка, арматуру свай перевязывают с балочным каркасом;
• заливают бетонный раствор.

В результате получается новый бетонный свайный фундамент.

Вдавливаемые сваи

Не будем подробно описывать данный метод, поскольку он аналогичен обустройству новых опор, о которых мы говорили ранее. В данном случае вместо новых винтовых свай рядом с фундаментов посредством специальных машин вдавливают новые бетонные опоры, на которые так же устанавливается новый ростверк.

Этот метод непопулярен, но имеет место в строительной практике.

Буроинъекционный метод

Самый дорогой, но и эффективный метод укрепления фундамента – буроинъекционный.

Предварительно осуществляют расчет конструкции. Согласно новому проекту в заданных местах осуществляют прокол с двух сторон специальным установками под углом не менее 30° следующим образом:

• прокол осуществляют с внешней и внутренней стороны фундамента, образуя Х-образную опору;
• под напором нагнетают бетонный раствор;
• арматурой производят перевязку свай и ростверка.

Процесс бурения очень сложный и требует соблюдения ряда правил, использования техники.

Всегда ли необходимо усиление?

Так, одна из самых распространенных причин, почему фундаменту необходимо со временем усиление – это элементарное отсутствие отмостки по периметру. В итоге фундамент посезонно невидимо для глаза поднимается из-за пучения почвы – и больше потом опускается та сторона, где зимой снега меньше, а это южная или, как говорят в народе, наветренная. Что в этом случае делать? В первую очередь – выровнять баню, обвязав ее по периметру дополнительными балками. Следующий шаг – сделать временную отмостку: прокопать на штык лопаты, постелить полиэтилен и хотя бы присыпать сверху песком. Если после этого снова окажется по весне, что одна сторона бани просела – вот тогда нужно действительно усиливать ее фундамент. Не поможет также отмостка в том случае, если в данной местности высокий уровень грунтовых вод – тогда спасет только свайный фундамент с глубиной до 2 метров.

Иногда трещина в ленточном фундаменте появляется и у бани из сруба – если, к примеру, в бетоне не было арматурного каркаса или он был сделан неправильно. В таком случае нужно подождать: если трещина не расширяется (а для проверки этого используются специальные маяки), то можно оставить все, как есть – для бревен это не страшно. А вот в противном случае действительно придется усиливать.

Если же есть все показания к усилению фундамента – не откладывайте в долгий ящик. Лучше потратить все лето на такую кропотливую и непростую работу, зато долгие годы еще быть спокойным за крепость и надежность своей парной.

Советы специалистов

Задумываясь над вопросом, как укрепить фундамент дома, нужно брать в расчет следующие факторы:

• Понизить давление на фундамент старого деревянного дома можно посредством понижения уровня пучинистости почвы. Для этого под основанием сооружается подушка из песка, а вокруг кладется глиняный пояс.
• Подвижность почвы будет существенно уменьшена, если кругом поставить дренажную систему. От этого возрастет плотность грунта, таким образом, увеличится прочность основания.

• Утепление подвала и фундамента существенно затормозит процесс деструкции и увеличит срок эксплуатации.
• Герметизация примыкания отмостки предохранит основание от осадков. Снизить количество влаги, проникающей в грунт вокруг фундамента, можно посредством системы сточных желобов, расположенных на кровле.

Если повреждения небольшие, и осадка основания завершилась, тогда можно ограничиться заделыванием трещин раствором цемента. При сильной усадке необходимо устранить причину ее появления. В частности, если деформацию фундамента спровоцировало вымывание почвы, тогда в сформировавшиеся пустоты надо закачать цементный раствор. В основании дома делают скважины и под высоким давлением наполняют их раствором. Подобный слой превосходно усиливает основу и отличается гидроизоляционными свойствами.

Для укрепления мелкозаглубленного ленточного фундамента (МЗЛФ) специалисты советуют использовать винтовые, буронабивные либо буроинъекционные сваи. Если техника для осуществления бурения и инъекцирования отсутствует, тогда работы придется производить вручную.

Для этого в проблематичных областях либо по всему периметру фундамента постройки раскапывают почву. Заполняют канаву каменной кладкой или монолитным бетоном. Заделать трещины на доме, особенно посредством кирпичных замков, необходимо после стабилизации процесса осадки. Если дом еще не садился, для установления времени завершения осадки в местах, где дом или фундамент треснул, устанавливают маячки.

Каждый способ усиления фундамента разрабатывается индивидуально с учетом результатов осмотров и проектной информации. Собственникам частного домостроения необходимо запомнить, что работы по укреплению можно осуществлять собственными силами только после тщательного обследования, получения результатов экспертизы и всех необходимых заключений.

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.

Также возможно создание дополнительных опор, располагающихся вплотную к имеющимся сваям. Усиление может осуществляться путем обустройства свайных конструкций любых типов (винтовых, буроинъекционных, забивных, буронабивных) в зависимости от состояния фундамента и условий проведения ремонтных работ. При монтаже новых свай в большинстве случаев необходимо поднимать здание на домкратах, чтобы качественно установить дополнительные опорные конструкции.

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.

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.

Растворы подаются в грунт с помощью специальных агрегатов – инъекторов. Установки оснащаются металлическими трубами длиной 6-8 м, на их нижних концах имеются технологические отверстия для подачи цементных, силикатных и других смесей.

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:

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.

Усиление свайного фундамента

На данной странице представлена информация по усилению свайных фундаментов. Вы узнаете, какие способы усиления существуют, и по какой технологии выполняется их реализация. Будет детально рассмотрена методика усиления самих свайных опор и обвязывающего их железобетонного ростверка.

В некоторых случаях возникает потребность ремонта и усиления свайного фундамента

Наша компания проводит такие работы, если речь идет об усилении свай и свайного фундамента путем проведения свайных работ. О том, как производятся такие работы – немного ниже.

Прежде всего, необходимо уточнить, какие из элементов свайного фундамента необходимо усилить:

• сами сваи
• весь фундамент
• или грунт вокруг сваи

Методы усиления свайного фундамента

Существуют следующие способы усиления свай:

• Наиболее доступно усиление свайных стволов, если здание имеет высокий ростверк. Сваи с трещинами и даже при их частичном разрушении усиливаются с применением железобетонных обойм, с толщиной стенок е менее 100мм. Такие обоймы устанавливаются по всей видимой длине сваи, плюс осуществляется их заглубление не менее чем на метр, в грунт.

Железобетонная обойма представляет собой монолитную, замкнутую по периметру свайного столба конструкцию, за счет обжатия которой тела сваи достигается предотвращение распространения по ней трещин и уже существующих деформаций. Также обойма дополнительно увеличивает площадь свайной опоры, что приводит к росту ее грузонесущей способности.

Технология усиления свай железобетонными обоймами следующая:

• Производится откопка свайной опоры на глубину ее заложения (ввиду трудоемкости разработки грунта на большую глубину, данный метод практикуется лишь для усиления свай длиной до 5 метров);
• Оголенная свая очищается от налипшего грунта и проверяется на предмет механических повреждений;
• В шахматном порядке по телу сваи просверливаются шурфы – отверстия, выполняющие функцию посадочных гнезд под монтаж арматуры;
• В шурфах размещаются арматурные стержни, длина которых подбирается исходя из требуемой толщины обоймы;
• К стержням приваривается каркас из стальной сетки либо арматуры меньшего диаметра, каркас по всей высоте сваи обшивается листовым металлом;
• Полученная опалубка заполняется бетонной смесью.

Усиленная свая засыпается почвой после полного отвердевания бетона обоймы.

• Другой способ – по периметру сваи бурятся скважины от 50 до 80 мм., не менее чем по одной скважине возле каждой грани сваи. В дальнейшем в скважины нагнетают цементный раствор. Таким образом, вокруг сваи получается «рубашка», препятствующая дальнейшему разрушению сваи.

В зависимости от способа реализации технологии, монтаж буроинъекционных свай может вестись стандартным методом либо при увеличенном давлении (струйный метод).

При стандартном методе подача бетона осуществляется при давлении 15-20 мПа, при укреплении по струйной технологии – при давлении 350-450 мПа. В последнем случае поток нагнетаемого бетона расширяет стенки пробуренного шурфа, вытесняя почву, что приводит к ее уплотнению и, как следствию, дополнительному увеличению грузонесущей способности сваи.

Важно: для формирования тела буроинъекционных свай используется цементно-песчаный раствор, в который, при работе в водонасыщенных грунтах, добавляются полимерные пластификаторы, сокращающие время отвердевания смеси.

• Еще один способ – усиление свай с помощью погружения забивной или устройства буронабивной сваи вплотную к свайному стволу

Данный метод усиления свайных фундаментов практикуется в случаях, когда возникает необходимость в увеличении грузонесущей способности основания (как правило, при надстройке дополнительных этажей). Технология не предусматривает устранения дефектов в уже существующих сваях – дополнительные опоры лишь равномерно распределяют нагрузку от массы здания, принимая ее часть на себя.

При усилении дополнительными опорами фундаментов на винтовых сваях, ростверк и само здание поднимается над свайным полем посредством гидравлических домкратов и опоры устанавливаются по контуру стен. При работе с железобетонными сваями и тяжелыми кирпичными зданиями, новые сваи монтируются на расстоянии 1.5-2 метра от стен дома и соединяются со старым свайным полем с помощью выносных блок

Смотреть так же:

Усиление ростверка

Ростверк усиливают следующим образом:

• Коррозия наружного слоя исправляется способом торкретирования – послойного нанесения цементного раствора под давлением после предварительной очистки поверхности и крепления арматурной сетки с ячейкой 5-10 см. и диаметром проволоки около5 мм.

Очистка поверхности ростверка выполняется вручную, посредством стальных щеток, либо с помощью обдува поверхности из пескоструйного компрессора. Металлическая сетка при торкретировании необходима для увеличения адгезии (схватывания) наносимой смеси со стенками ростверка.

После очистки ростверка на нем в шахматной порядке высверливаются (на глубину 15-20 см) отверстия под монтаж арматуры (шаг между отверстиями – 50-70 см). В посадочные гнезда монтируются анкера из арматурных прутьев диаметров 10 мм, и посредством вязальной проволоки на них фиксируется стальная сетка.

Важно: нанесение бетона выполняется при давлении подачи в 0.5-0.7 мПа, общая толщина бетона – от 2 до 4 см, количество слоев – 2-3 шт. Между торкретированием отдельных слоев выдерживается пауза, необходимая для отвердевания нанесенной смеси.

• При более значительных повреждениях – раствор нагнетают в заранее пробуренные продольные или накладные шпуры. Количество и расположение шпуров должно охватывать всю разрушенную область ростверка.

Шпуры на поверхности ростверка высверливаются перфоратором, диаметр отверстий – от 4 до 8 мм. Для того, чтобы охватить как можно большую площадь ростверка, отверстия сверлятся в шахматном порядке. Расстояние между отверстиями – от 80 до 150 см, глубина – 40% от общей толщины ростверка (при высверливании с двух сторон) и 75% (при высверливании с лицевой стороны).

Важно: конкретная схема расположения шпуров зависит от особенностей армирования ростверка, поскольку бурение отверстий производится между поясами арматурного каркаса обвязки.

После высверливания ростверка образованные полости промываются водой, подающейся через трубки под давлением 0.3-0.5 мПа, по завершению высыхания конструкции в полости нагнетается бетонная смесь (давление подачи – 0.7-1.2 мПа).

Если конструкция ростверка имеет обширные повреждение либо деформации, вместе с бетонированием шпуров обвязка дополнительно усиливается железобетонной обоймой.

Усиление фундамента Технология

При существенном разрушении фундамента, значительном увеличении нагрузки на него или низкой несущей способности, принимают меры к усилению всего свайного фундамента в целом.

При этом грунт вокруг свайных стволов и под их основанием, исчерпавший свои несущие способности, закрепляют следующими способами:

• Цементацией
• Смолизацией
• Силикатизацией
• Обжигом

Выбор конкретной технологии усиления почвы вокруг свайного фундамента выполняется исходя из типа грунта.

Важно: силикатизация применяется для укрепления крупных песчаных и лессовидных грунтов, смолизация – для мелких песков, цементация – для гравелистой и глинистой почвы.

Технология реализации данных методов идентична, отличаются они лишь составом нагнетаемого в почву раствора. При силикатизации используется раствор силиката натрия, который, при контакте с содержащимися в лессовидных грунтах солями кальция, в результате химической реакции переходит в кремниевый гель, который отвердевает и превращает песок в твердую, монолитную породу. При смолизации аналогичный эффект достигается за счет использования раствора из карбамидной смолы и добавленной в нее соляной кислоты.

Нагнетание раствора в почву вокруг фундамента выполняется посредством инъекторов – забиваемых в грунт металлических труб, нижняя часть которых (высотой от 50 до 100 см) имеет отверстия перфорации. Инъекторы забиваются в почву на глубину 6-8 м. посредством пневмомолотов с массой бойка до 30 кг, извлечение труб ведется копровыми установками либо гидравлическими домкратами.

Технология обжига грунта заключается в сгорании топливной смеси (газообразной либо жидкой) внутри пробуренных в почве вокруг фундамента скважин. В процессе сгорания в скважине искусственно поддерживается высокое давление (до 5 мПа) за счет нагнетания сжатого воздуха. Под воздействием воздуха внутрь грунта проникают раскаленные газы, что приводит к образованию пласта обожженной, высокотвердой породы, толщина которого может варьироваться в пределах 4-30 м. (в зависимости от времени обжига и объема используемой топливной смеси).

Важно: метод обжига позволяет укреплять грунты на глубину до 15 метров. Технология дает увеличение плотности и грузонесущей способности почвы, что приводит к увеличению несущих свойств самих свайных опор.

Усиление фундамента производится чаще всего погружением дополнительных свай, размещенных за пределами контура фундамента. В дальнейшем на них передается нагрузка, посредством упорных горизонтальных балок, которые пропущены через стены или ростверк.

Еще один способ – усиление с применением набивных свай, а также свай в металлических оболочках, которые погружаются по звеньям в грунт при помощи домкрата и заливаются бетоном.

Мы применяем все способы усиления фундаментов, предполагающие погружение дополнительных свай или буровые работы. Для этого компания оснащена всем необходимым оборудованием и техникой.

Так же рекомендуем посмотреть:

Наша компания занимается забивкой свай – обращайтесь, поможем!

Полезные материалы

Усиление фундамента сваями

Укрепление фундаментного основания сваями, позволят продлить эксплуатационный срок сооружения.

Советы по усилению фундаментов

Достаточно часто в строительстве зданий и сооружений можно столкнуться с проблемой, когда фундамент находится в аварийном состоянии.

Свайный фундамент для строений

На данной странице приведена информация о использовании свайных фундаментов для разных видов строений и рассмотрена технология их обустройства.

5.1. Методы усиления ростверков (ч. 2)

Для повышения качества нагнетаемого раствора и улучшения его проходимости через трещины в бетоне рекомендуется применять пластифицирующие добавки. Добавки вводят путем перемешивания их с сухим цементом или разбавленными в воде в следующей пропорции: сульфатно-спиртовой барды 0,25 % или мылонафта 0,75—1 % массы цемента. В зависимости от мощности нагнетательных аппаратов (механические или поршневые или насосы, работающие на сжатом воздухе) нагнетание водоцементного раствора может производиться в одну скважину или одновременно в несколько скважин. При расположении скважин на боковых поверхностях ростверка нагнетание ведут последовательно снизу вверх, начиная с самых нижних скважин. Вертикальные скважины заполняют, начиная от расположенных на внутренних участках ростверка и кончая расположенными у наружных.

При сквозных трещинах в ростверке, при недостаточной прочности бетона при недостаточном армировании, а также для предотвращения дальнейшего развития опасных вертикальных трещин в ростверке наряду с цементацией можно устраивать железобетонные обоймы. При незначительных размерах ростверка обойма, как правило, выполняется сплошной по всей высоте ростверка (рис. 5.1, а). Такая обойма обычно изготовляется замкнутой по периметру ростверка. Если имеется разрушение бетона и в нижней грани ростверка, то необходимо выполнить цементацию грунта под ростверком. При большой высоте ростверков (опоры, подколенники и пр.) такие обоймы могут выполняться в виде отдельных железобетонных поясов (рис. 5.1, б) высотой 1—1,5 м и толщиной 25—40 см. Арматура пояса прикрепляется к телу ростверка специальными анкерами (штырями) или приваривается к оголяемой рабочей арматуре ростверка. При устройстве поясов одновременно с цементацией тела ростверка анкеры заделывают в скважинах, через которые нагнетают цементный раствор.

1 — сваи; 2 — ростверк; 3 — железобетонная обойма (пояс, рубашка); 4 — зацементированный щебень; 5 — замкнутое ограждение, выполненное способом “стена в грунте”

Арматура поясов и сплошных обойм должна быть замкнутой по периметру ростверка. В железобетонной обойме и поясах рекомендуется применять предварительно напряженную арматуру. Иногда вместо обычной арматуры применяют металлические хомуты, состоящие из рельсов, двутаров или швеллеров, стянутых круглыми металлическими тяжами, пропущенными сквозь ростверк. На концах тяжей имеются гайки, с помощью которых производят натяжение. Расчет поясов и обойм, как и любого другого вида усиления ростверков, производится на ту долю полезной нагрузки, которую не может воспринять усиливаемый ростверк. Эта доля ориентировочно устанавливается в результате обследования реконструируемого фундамента. При этом важно обеспечить совместную работу свай, старого ростверка и элементов усиления. Если по каким-либо причинам это не удается (например, невозможно осуществить цементацию под ростверком или любым другим способом усилить его нижнюю грань), то необходимо добавлять сваи, опирать на них устраиваемую железобетонную обойму и максимальную часть нагрузки передавать на эту обойму. При незначительных разрушениях ростверка, когда он продолжает воспринимать основную долю нагрузки, размеры и армирование поясов, обойм и других элементов усиления принимают конструктивно.

В случаях когда вскрытие ростверка для усиления представляет значительные трудности из-за большого притока воды или наличия оплывающих грунтов, усиление производят с применением метода “стена в грунте” (см. рис. 5.1, г). В этом случае вокруг ростверка (отступив от него на расстояние, необходимое для размещения конструкций усиления) разрабатывают траншею под защитой глинистого раствора одним из имеющихся механизмов (широкозахватный грейфер, штанговый экскаватор, барражная машина и т.д.). В траншею опускают арматурный каркас будущей железобетонной стены в грунте и бетонируют стену методом вертикально-перемещаемой трубы (ВПТ). Вокруг ростверка образуется железобетонное кольцо, между внутренней гранью которого и внешней гранью ростверка можно извлекать грунт. Огражденный ростверк усиливается любым из известных способов. Обычно внутри стены в грунте вокруг ростверка устраивается железобетонная рубашка, которая для повышения несущей способности может соединяться с конструкцией стены в грунте. Глубина траншеи для стены в грунте обычно принимается из условия безопасной выемки грунта из замкнутого контура траншеи и устойчивости ограждения без дополнительных креплений. По этим же соображениям выполняется расчет ограждения стены в грунте. При большой глубине заложения ростверка между ограждением и ростверком целесообразно устанавливать распорки, которые затем остаются в теле железобетонной рубашки. Ширина стены в грунте зависит от применяемого для разработки траншеи оборудования и обычно не превышает 600 мм.

При усилении ростверков в агрессивных средах толщина защитного слоя бетона для арматуры должна быть не менее 30 мм. При наличии сульфатных вод бетон следует применять на сульфатостойком портландцементе. Поверхность ростверка следует защищать антикоррозионной покраской, как и при выполнении обычных фундаментов.

Особо следует рассмотреть способы усиления ростверков при нарушении их сопряжений со сваями в случае погружения голов свай на большую глубину, что предусмотрено проектом, а также при коррозионном разрушении сопряжений (рис. 5.2).

а — при расположении головы сваи от подошвы ростверка до 50 см; б — то же, до 30 см; 1 — свая; 2 — утолщение ростверка; 3 — дополнительная арматура утолщения; 4 — хомуты; 5 — арматура, наваренная к продольной арматуре сваи; 6 — железобетонный ростверк; 7 — продольная арматура ростверка

Технология усиления свайного фундамента + в каких случаях оно требуется

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.

Существует другой способ монтажа Ж/Б обойм, когда сам кожух является лишь опалубкой, внутрь которой закачивают бетон. Предварительно тело сваи засверливают и вставляют арматуру, которая связывается с армпоясом обоймы. Такой метод дает максимальную эффективность, но возможен только при наличии прямого доступа к проблемному стволу.

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.

Возможны и другие внешние проявления, которые могут быть обнаружены невооруженным глазом. Все замеченные дефекты требуют немедленного обследования и принятия эффективных мер.

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.

Усиление ростверка необходимо предварительно рассчитать, чтобы не пришлось повторять процедуру уже на следующий год. Основными величинами, которые должны быть выяснены, являются толщина и протяженность слоя усиления. Иногда приходится увеличивать толщину ленты по всему периметру.

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.