925

Для включения монолитной железобетонной плиты в работу с существующими ленточными фундаментами рекомендуется перед бетонированием закладывать в плиту инъекционные трубки диаметром ½ дюйма, нижний конец которых располагается в толще щебеночной подготовки. После набора бетоном прочности через инъекционные трубки в щебеночную подготовку закачивают цементный или цементно-глинистый раствор под давлением 0,2-0,3 МПа, что уплотняет щебеночную подготовку и обеспечивает лучший контакт плиты с грунтом.

Возможен вариант, когда в плите оставляют отверстия для свай с последующим их задавливанием до плотных грунтов и передачей нагрузки от плиты на эти сваи (рис.2.28, б).

Работы при устройстве фундаментной плиты ведутся по захваткам протяженностью 3-4 м. Захватки рекомендуется чередовать так, чтобы штрабы в фундаментах пробивались не ранее, через трое суток после бетонирования соседних предыдущих захваток.

2.4.2. Усиление отдельно стоящих фундаментов

Для усиления отдельно стоящих фундаментов под железобетонные ко-

лонны устраивают железобетонные «рубашки» (рис.2.29, а) или бетонные приливы (рис.2.29, б), рассмотренные в работах /40,51,61, 82 и др./.

Если, кроме усиления фундамента требуется также усиление колонны, то бетонирование обоймы для «рубашки» и колонны выполняется одновременно. Когда колонна не нуждается в усилении, «рубашку» фундамента заводят выше нижней части колонны на величину не менее пяти толщин рубашки и не менее большей стороны колонны.

Рис.2.29. Устройство железобетонной «рубашки» и бетонного прилива

а) - железобетонной «рубашки»: 1 – усиливаемый фундамент; 2 – поверхность фундамента, подготовленная к бетонированию (насечка); 3 – подготовка из тощего бетона; 4 – железобетонная рубашка с уширением; 5 –колонна; 6 –арматура усиления; 7 – зоны уплотненного грунта; б) – бетонного прилива: 1 – усиливаемый фундамент; 2 – приливы из бетона; 3 – рабочая арматура существующего фундамента; 4 – арматура усиления; 5 – сколотая поверхность бетона; 6 – сварка; 7 – подготовка

из тощего бетона, уложенная по уплотненному грунту

Арматура «рубашки» в виде пространственного каркаса должна свариваться с арматурой фундамента для обеспечения совместной работы. При

181

устройстве «рубашки» происходит уширение подошвы фундамента, поэтому перед бетонированием «рубашки» под ее подошвой осуществляют уплотнение грунта.

Менее трудоемким при уширении подошвы фундамента является способ устройства приливов из бетона. Он применяется в случаях, когда требуется увеличение размеров подошвы фундаментов при росте нагрузок, недостаточной несущей способности грунтов основания, а также при существенном повреждении фундаментов в процессе эксплуатации (рис.2.29, б). Перед бетонированием приливов боковые поверхности усиливаемого фундамента скалывают, оголяя рабочую арматуру, к которой приваривают арматуру усиления, после чего устанавливают опалубку и производят бетонирование приливов по подготовке из тощего бетона, уложенного по уплотненному грунту.

Более сложной конструкцией усиления отдельно стоящего фунда-

мента является устройство железобетонной обоймы /40/, которая для до-

полнительной передачи нагрузки от колонны на усиливаемый фундамент, заводится на нижнюю часть колонны (рис.2.30).

Рис. 2.30. Устройство железобетонной обоймы:

1- колонна; 2 - обойма колонны; 3 - железобетонная обойма фундамента; 4 - фундамент; 5- уплотненный щебнем грунт; 6 - хомуты обоймы фундамента; 7 - П-образные вставки

До бетонирования обоймы оголяют на половину диаметра продольные стержни рабочей арматуры колонны и к ней с помощью - или П- образных стержней приваривают арматуру обоймы. Для улучшения сцепления нового бетона со старым производят механическую обработку поверхности усиливаемого фундамента насечкой перфораторами или отбойными молотками со специальным насадками и увлажняют поверхность бетона после ее обработки /61/.

Встроительной практике для усиления отдельно стоящих фундаментов распространение получил метод раздельного бетонирования, когда сначала пространство между усиливаемым фундаментом и плотной опалубкой заполняют щебнем с крупностью частиц 15-25 мм, а затем туда закачивают, нагнетая снизу вверх, цементный раствор с песком. Такая технология работ обеспечивает хорошее качество при густом армировании и при бетонировании под водой.

Вдополнение к железобетонной обойме для усиления фундамента можно использовать металлическую обойму с предварительным обжатием

182

последней (рис.2.31). Вариант такого усиления фундамента приведен в работе /51/.

Рис.2.31. Устройство предварительного обжатия железобетонной обоймы:

1 –фундамент; 2 –колонна; 3 – насечка на боковой поверхности усиливаемого фундамента и колонны; 4 – железобетонная обойма; 5 – арматурный каркас обоймы; 6 – предварительно напряженные стержни, устанавливаемые после бетонирования обоймы; 7 – опорный уголок; 8 – трубка-упор, приваренная к уголку; 9 – гайка для натяжения стержня; 10 – защитный слой из бетона или плотной штукатурки

Металлическую обойму устанавливают после набора железобетонной обоймой проектной прочности в виде вертикально опорных уголков, к полкам которых с одной стороны приваривают трубки-упоры, а с другой – арматурные стержни с резьбой, предварительно пропустив их через трубкиупоры. Натяжение стержней производят с двух противоположных сторон одновременно. Защиту металлической обоймы осуществляют из слоя бетона или цементно-песчаного раствора на расширяющемся цементе.

Одним из вариантов усиления отдельно стоящего фундамента явля-

ется установка металлических раскосов для передачи части нагрузки от колонны на бетонные элементы усиления фундамента или на обрез фундамента /40/.

Сборные бетонные элементы усиления устанавливают рядом с существующим фундаментом, на которые монтируют металлические балки для раскосов (рис.2.32, а). Во втором случае металлические балки для раскосов устанавливают на верхний обрез подушки фундамента (рис.2.32, б). В местах установки сборных бетонных элементов следует осуществить уплотнение грунта.

Передача нагрузки на бетонные сборные элементы усиления или верхний обрез подушки фундамента осуществляется через металлическую обойму, приваренную к рабочей арматуре колонны, и систему металлических подкосов и балок, монтируемых по периметру фундамента.

183

Рис.2.32 Передача части нагрузки от колонны на бетонные элементы усиления (а) или на обрез фундамента (б):

1 – усиливаемый фундамент; 2 – железобетонная колонна; 3 – бетонные элементы усиления фундамента; 4 – металлические раскосы; 5 – металлические балки; 6 – металлическая обойма, приваренная к арматуре колонны; 7 – арматура колонны; 8 – оголенный от защитного слоя участок колонны; 9 – зоны уплотненного грунта; 10 – подкладки, устанавливаемые на обрез фундамента

Увеличение опорной части фундамента можно осуществить устройством железобетонной рамы, которая устанавливается по периметру нижней грани подошвы фундамента (рис.2.33).

Для сцепления железобетонной рамы с существующим фундаментом по периметру фундамента скалывают нижнюю грань и оголяют рабочую арматуру, к которой приваривают арматурный каркас усиления. В пределах устройства железобетонной рамы уплотняют грунт, устанавливают опалубку и производят бетонирование рамы. После того, как бетон рамы наберет проектную прочность, осуществляют обратную засыпку пазух фундамента.

Рис.2.33. Устройство железобетонной рамы для увеличения площади фундамента стаканного типа:

1 – усиливаемый фундамент; 2 – опорная рама из монолитного железобетона, устраиваемая по периметру существующей подошвы фундамента; 3 – арматура усиления; 4 – сколы по периметру подошвы усиливаемого фундамента; 5 – железобетонная колонна;

6 – зоны уплотненного грунта

184

Для уширения подошвы фундамента применяется способ, основан-

ный на вдавливание под существующую подошву фундамента сборных бетонных элементов уширения (рис.2.34), приведенный в работе /82/.

Рис.2.34. Усиление фундамента вдавливанием элементов уширения под существующую подошву фундамента:

а- вдавливание элементов уширения; б- фундамент после уширения; 1- существующий фундамент; 2- колонна; 3- подкосы; 4- металлическая рама; 5- котлован; 6.- упорная конструкция; 7- домкрат; 8- элементы уширения; 9- железобетонная обойма; 10обжатое основание; 11затяжка

Для реализации этого способа откапывают фундамент на глубину, равную высоте элемента уширения. По периметру фундамента устанавливают металлическую раму с подкосами, которые прикрепляют к колонне с помощью металлической обоймы.

Металлическую обойму на сварке присоединяют к оголенной арматуре колонны. Колонну стабилизируют с помощью затяжек в металлической раме. На дно траншеи укладывают бетонные элементы уширения, заостренные торцы которых вводят в соприкосновение с подошвой усиливаемого фундамента. С обеих сторон фундамента устанавливают гидравлические домкраты, которые с одной стороны соприкасаются с упорными конструкциями, а с другой (с помощью выдвижных штоков) - с торцами бетонных элементов уширения. Задавливание элементов уширения под подошву фундамента осуществляют синхронно двумя домкратами. После выполнения работ по задавливанию элементов уширения гидравлические домкраты убирают, устанавливают опалубку и бетонируют железобетонную обойму с обязательным уплотнением бетонной смеси.

Этот способ эффективен тем, что помимо уширения подошвы усиливаемого фундамента, под подошвой существующего фундамента образуется слой уплотненного грунта, который обеспечивает включение элементов уширения в совместную работу с усиливаемым фундаментом.

Для усиления отдельно стоящих фундаментов вместо задавливания под подошву фундаментов сборных бетонных элементов можно по данным /51 и 61/ задавливать короткие пустотные сваи (сваи Мега (рис.2.35), кото-

185

рые подводятся под подошву фундамента, или передавать нагрузку от фундамента на более прочные грунты, используя выносные сваи (рис.2.36).

Рис. 2.35. Передача нагрузки от фундамента на короткие железобетонные сваи, погружаемые вдавливанием:

1- усиливаемый столбчатый фундамент; 2- звенья составных железобетонных свай; 3- стыки свай; 4- гидравлический домкрат; 5- металлическая подкладка; 6- шурф; 7-монолитная железобетонная плита (устраиваемая участками после задавливания сваи); 8 - железобетонная колонна

Выносные сваи могут располагаться с двух противоположных сторон, так и по всему периметру (рис.2.36) отдельно стоящего фундамента /82/.

Длину свай назначают по расчету в зависимости от характеристик грунта и предполагаемых нагрузок на фундамент. Концы свай должны быть заглублены в прочный грунт. Операции выполняют в следующей последовательности: в пробуренные скважины опускают обсадные трубы, устанавливают арматурные каркасы, а затем скважины заполняют бетоном с уплотнением бетонной смеси с постепенным извлечением обсадных труб по ходу бетонирования. Для усиления ростверка перед его бетонированием осуществляют установку металлических распределительных балок из прокатных профилей, одни из которых подводят под края подошвы усиливаемого фундамента, а вторые - перпендикулярно первым в пределах длины монолитного железобетонного ростверка.

Рис. 2.36. Усиление столбчатого фундамента выносными сваями с устройством ростверка, армированного металлическими балками: а)- разрез; б)-

план: 1 – усиливаемый фундамент; 2 – монолитный железобетонный ро-

Помимо буронабивных свай для повышения несущей способности фундаментов реконструируемых зданий могут применяться набивные сваи,

выполненные методом винтового продавливания с помощью спиралевидного снаряда (рис.2.37, а).

Сущность этой технологии заключается в том, что при проходке скважины грунт не извлекается, а скважина расширяется за счет вращения и погружения спиралевидного снаряда с одновременным осевым вдавливанием грунта.

Рис. 2.37. Усиление фундаментов набивными сваями, выполненными методом винтового продавливания:

1 – существующий фундамент; 2 – сваи; 3 – слабый грунт; 4 – зона уплотненного грунта; 5 – слой прочного грунта; 6 – котлован; 7 – железобетонная обойма

Набивные сваи в винтопродавленных скважинах могут устраиваться как с отрывкой фундамента (рис.2.37, б), так и без отрывки (2.37, в), размещая вокруг усиливаемого фундамента необходимое количество свай.

Технология работ по первому варианту включает отрывку усиливаемого фундамента до его подошвы, а по второму – отрывку вокруг фундамента только приямка, глубина которого соответствует высоте железобетонной обоймы, объединяющей сваи с усиливаемым фундаментом. Далее с помощью буровой установки продавливают скважины спиралевидным снарядом. В приготовленные скважины устанавливают арматурные каркасы и производят бетонирование с уплотнением бетонной смеси. Для сопряжения с железобетонной обоймой из оголовок свай оставляют арматурные выпуски длиной 25-30 см. После бетонирования свай вокруг фундамента устраивают железобетонную обойму, которая объединяет усиливаемый фундамент со сваями.

При больших дополнительных нагрузках, а также при значительных неравномерных деформациях отдельно стоящие столбчатые фундаменты по данным В.И. Травина /98/ преобразуют в ленточные (рис.2.38).

187

Рис.2.38. Переустройство столбчатых фундаментов в ленточные:

1 – столбчатый фундамент; 2 – железобетонная перемычка; 3 – арматурный каркас;4 – уширенная опорная диафрагма

С этой целью между отдельно стоящими фундаментами отрывают траншею, устанавливают опалубку и арматурные каркасы. Сначала бетонируют железобетонную диафрагму, толщина которой принимается по расчету, а ширина - равной ширине подушки усиливаемого фундамента.

Перед бетонированием железобетонной диафрагмы уплотняют грунт или устраивают щебеночную подготовку на всю ширину и длину диафрагмы.

Для передачи нагрузки от усиливаемого фундамента железобетону диафрагму подводят под подошву отдельно стоящего фундамента. Затем возводят железобетонную стенку, которую сопрягают с усиливаемыми фундаментами хомутами или металлическими анкерами. Ширина железобетонной стенки равняется ширине стакана.

Для лучшего сцепления нового и старого бетона боковые поверхности стаканов перфорируются и увлажняются водой за 1,5 - 2,0 часа до начала бетонирования. Класс бетона для бетонирования должен быть на класс выше бетона усиливаемого фундамента.

Втех случаях, когда ни один из вариантов усиления фундамента не дает необходимого результата производят полную замену существующего фундамента, для чего предварительно вывешивают колонны, для которых он предназначен.

Взависимости от материала колонн используют разные способы вывешивания. Так, для вывешивания кирпичных колонн применяют металлические балки /61/, для которых в кирпичной колонне пробивают с двух сторон штрабы, в которые устанавливают металлические балки из прокатного профиля (2) на металлические подкладки (5). Балки скрепляют между собой стяжными болтами (6). После этого производят разработку грунта около существующего фундамента с установкой шпунтового ограждения и его замену на новый фундамент (рис.2.39).

188

Рис.2.39. Вывешивание кирпичных колон на металлическиъх балках при замене столбчатых фундаментов:

1 – кирпичная колонна; 2 – металлические балки; 3 – заменяемый фундамент; 4 – подкладки из досок; 5 – металлические подкладки; 6

– стяжные болты; 7 – штрабы в колонне

Для вывешивания бетонных или металлических колонн применяют металлические шпренгели (рис.2.40) или рычажные установки (рис.2.41).

В первом случае вывешивание бетонной или стальной колонны осуществляется в следующей последовательности. Металлический шпренгель, состоящий из обоймы (2), подкосов (3) и затяжки (5) со стсягивающей муфтой (6) устанавливается на подкладки (7) и крепится с помощью обоймы (2) к колонне 4). Затем производится разработка грунта с установкой шпунтового ограждения, натяжение стальной затяжки и замена существующего фундамента на новый фундамент.

Рис.2.40. Вывешивание бетонных или металлических колонн при замене столбчатых фундаментов:

1 – заменяемый фундамент; 2 – металлическая обойма; 3 – металлические подкосы; 4 – железобетонная или стальная колонна; 5 – стальная затяжка; 6 – стягивающая муфта; 7 – подкладки; 8 - шпунтовое ограждение; 9 – пазух, заполняемый грунтом после устройства нового фундамента

189

При вывешивании металлических колонн для замены столбчатого фундамента применяют рычажную установку, как это показано на рис.2.41.

Рис.2.41. Вывешивание металлической колонны здания с помощью рычажной установки для замены столбчатого фундамента:

1 – вывешиваемая металлическая колонна; 2 – заменяемый фундамент; 3 – составная балка-рычаг для вывешивания; 4 – набивные сваи (две); 5 – гидравлические домкраты (два); 6 – упорные металлические балки, приваренные к колонне; 7 – груз из сборных элементов; 8 – анкерные болты; 9 – металлические подкладки; 10 – опора для груза из сборных элементов

С этой целью около усиливаемого фундамента устраивают две буронабивные сваи (4), на которые после набора бетоном необходимой прочности укладывают металлическую подкладку (9). Затем на металлическую подкладку устанавливают гидравлические домкраты (4), которые подводят под низ металлической составной балки-рычага (3). На правый конец балки устанавливают груз из сборных бетонных блоков, а левый конец - подводят под упорные металлические балки из прокатного швеллера (6), прикрепленные на сварке к вывешиваемой колонне (1). Нижний конец колонны освобождают от фундамента (2) и начинают поднимать колонну с помощью домкратов на необходимую высоту для выполнения работ по замены столбчатого фундамента.

2.4.3. Усиление свайных фундаментов

Способы усиления свайных фундаментов подробно рассмотрены в работах /40,51,61, 82 и др./.

При усилении свайных фундаментов основное внимание уделяют повышению несущей способности ростверка и свай. Во всех случаях усиление производят двумя способами:

-усилением или устройством нового ростверка;

-пересадкой фундамента на выносные сваи или подведением буронабивных свай под подошву фундамента.

Усиление ростверка осуществляют с помощью:

-наращивания ростверка сверху или снизу;

-железобетонной обоймы по всей высоте ростверка;

-железобетонных поясов;

-железобетонной обоймы и замкнутого ограждения, выполненного способом стена в грунте.

Усиление ростверка наращиванием сверху осуществляется путем разборки стенового ограждения над усиливаемым ростверком на величину

190