Строительные технологии

Технология возведения подземной части зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Выбор способа усиления или переустройства фундаментов мелкого заложения зависит от величины и характера нагрузок, инженерно-геологических условий площадки и конструктивных особенностей здания и их фундаментов.

Наиболее распространенными методами усиления фундаментов мелкого заложения являются:

устройство обойм без уширения и с  уширением   подошвы   фундамента;

подведение под существующие фундаменты плит, стен, столбов;

подведение новых фундаментов с полной разборкой старых;

усиление забивными и набивными сваями;

усиление способом «стена в грунте».

В общем случае последовательность работ по усилению и реконструкции фундаментов путем устройства обойм, подведения конструкций или новых фундаментов следующая:

устраивается временное крепление несущих конструкций;

отрывается грунт вокруг усиливаемого фундамента;

устанавливается крепление откосов котлованов;

насекается и очищается поверхность фундамента;

выполняется подготовка основания путем втрамбовывания щебня в грунт или   обжатия   основания   нагрузкой;

монтируется арматура и закладные детали;

устанавливается опалубка и приспособления для тепловой обработки бетона в зимних условиях;

производится бетонирование конструкции и уход за бетоном;

разбираются опалубка и крепления откосов котлованов;

выполняется обратная засыпка пазух фундаментов.

Широкое распространение получило усиление фундаментов железобетонными обоймами, устраиваемыми без углубления фундамента, причем оно может быть выполнено как без увеличения подошвы, так и с ее уширением.

При устройстве обойм углубление фундамента не производят. Устройство обойм возможно как на всю высоту фундамента, так и на меньшую высоту. Обоймы могут быть бетонные и железобетонные. Перед устройством железобетонных обойм проводится подготовка поверхности старого фундамента. Для лучшего сцепления обоймы с фундаментом его поверхность обрабатывается с целью придания ей шероховатости. Для этого на поверхности фундамента с помощью перфоратора делают насечки или в просверленные шпуры вставляют анкерные стержни. В ленточных фундаментах противоположные стенки обоймы крепят друг к другу анкерами или поперечными балками.

Обойма может выполняться в виде подбетонки по краям обреза фундамента на 20—30 см с каждой стороны. При этом заполняются неровности и углубления в самом фундаменте. Для лучшего сцепления бетона со старым фундаментом делают углубления, удаляя слабые места, и создают полости и борозды, которые после заполнения бетонной смесью будут играть роль шпонок. Монтаж арматуры выполняют после обработки поверхностей сопряжения. Установку опалубки осуществляют после монтажа арматурных каркасов. Опалубку подвешивают или крепят к арматуре усиления.

При устройстве рубашек и обойм с высоким содержанием арматуры, а также с небольшими размерами конструкций качество уплотнения бетонной смеси зависит от ее пластичности. Пластичность бетонной смеси в этих случаях должна соответствовать осадке конуса 8—10 см.

Бетонную смесь рекомендуется применять на нормативном портландцементе, так как все остальные цементы, особенно быстротвердеющие, не обеспечивают необходимой прочности сопряжения старого бетона с обоймой, что объясняется значительными напряжениями от усадки бетона в процессе твердения. Бетонную смесь уплотняют глубинными и поверхностными вибраторами.

Для уменьшения развития дополнительных осадок уширенный фундамент должен быть введен в работу путем искусственного обжатия основания перед тем, как оно будет окончательно соединено с старым фундаментом. Обжатие основания выполняют с помощью клиньев или домкратов. Перед съемом домкратов устанавливают   распорки   с   расклиниванием их, после чего бетонируют обойму.

Обжатие основания может осуществляться путем задавливания под-подошву элементов уширения (балок, плит) с помощью домкратов. Этот способ осуществляют в определенной последовательности. Фундамент с помощью подкосов и рамы разгружают. Вокруг фундамента разрабатывают грунт ниже подошвы фундамента, размещают на дне выработки элементы уширения и упорные конструкции. Между элементами уширения и упорными конструкциями с обеих сторон устанавливают домкраты, с помощью которых одновременно навстречу друг другу задавливают элементы уширения под подошву фундамента. Задавливание элементов уширения     производят     статической нагрузкой на расстояние, меньшее ширины фундамента. После вдавливания элементов уширения домкраты снимают и выполняют обратную засыпку.

Для усиления фундамента может быть использован способ, основанный на вдавливании под края подошвы фундамента блоков с односторонним скосом. По этому способу усиление фундамента выполняют в такой последовательности.

После разработки грунта до уровня подошвы фундамента вокруг фундамента устанавливают блоки с односторонним скосом в нижней части и с уступом в верхней. Перед вдавливанием блоки устанавливают на клинья, которые выполняют роль вспомогательных приспособлений для сохранения устойчивости блоков в начальной стадии вдавливания. На подколоннике или колонне закрепляется упорная конструкция, служащая для воспринятая усилий от гидравлических  домкратов,   с   помощью которых блоки вдавливаются в грунт. Когда уступы блоков займут положение на 3—5 см ниже подошвы фундамента, вдавливание прекращают и демонтируют приспособления, используемые при вдавливании. После этого устанавливают приспособления для горизонтального стягивания блоков. Поверхность уступов блоков покрывают слоем раствора, после чего стягивают блоки до стыкования их с боковыми гранями усиляемого фундамента. При стягивании уступ заходит под подошву фундамента, а слой раствора способствует надежному сопряжению блока с фундаментом. Вместо приспособлений для горизонтального стягивания блоков могут быть использованы гидравлические домкраты, устанавливаемые в горизонтальном положении на дне котлована. После окончания работ приспособление демонтируют и выполняют обратную засыпку грунта.

В вышеописанных способах залавливаемые элементы и блоки для повышения надежности могут быть сопряжены с существующим фундаментом железобетонной обоймой.

Усиление фундаментов мелкого заложения может выполняться путем их уширения и углубления, подведением конструктивных элементов под существующие фундаменты. Такими элементами могут быть плиты, столбы или    сплошные    стены.

Уширение фундамента без значительного увеличения его глубины производится путем подводки железобетонных плит под подошву существующего фундамента. На участках длиной 1—2 м грунт под фундаментом откапывают и на месте изготавливают железобетонную монолитную плиту или монтируют заранее заготовленные сборные железобетонные элементы. После обжатия грунта в основании гидравлическими домкратами промежуток между плитой и подошвой старого фундамента заполняют бетоном с тщательным уплотнением вибраторами.

Иногда под существующий фундамент подводят снизу отдельные столбы, которые располагают по линии или в шахматном порядке на определенном расстоянии один от другого. Отдельные столбы применяют в тех случаях, когда на небольшой глубине (1,5—4 м) залегает слой прочного грунта. При недостаточной несущей способности основания или необходимости устройства подвала, а также строительства вблизи сооружений возникает необходимость в подводке под фундамент сплошной стены.

Углубление фундаментов и подводку столбов, как правило, выполняют только в сухих и маловлажных грунтах. Основные приемы подводки новых фундаментов сводятся к следующему. Весь ленточный фундамент разбивают на отдельные захватки длиной 1—3 м. Очередность бетонирования по захваткам должна быть не последовательной — один участок за другим, а с интервалом в несколько участков  при  постоянном  продвижении в одном направлении. Направление подводки выбирают, начиная с наиболее слабых участков и мест, ослабленных проемами. На период подводки" фундаменты в отдельных случаях следует частично разгружать от нагрузок перекрытий и стен путем устройства временных опор или закладки разгрузочных металлических рандбалок.

Отдельные столбы и сплошную стену при подводке фундаментов устраивают в следующем порядке. Вначале разрабатывают шурф с наружной стороны фундамента. Ширина шурфа должна быть такой, чтобы удобно было выполнять работы по проходке шахты под фундаментом. После крепления стенок шурфа устанавливают опорную раму. Крепление стенок выполняют одновременно с разработкой грунта. Затем разрабатывают шахту под фундаментом с таким расчетом, чтобы в каждой очереди общее уменьшение площади передачи нагрузки на грунт от всего сооружения было бы не более 20 %. Далее разбивают нижнюю часть фундамента и удаляют грунт, служивший основанием старого фундамента. После разборки всего старого фундамента и разработки грунта до проектной отметки приступают к кладке нового фундамента, снимая крепление снизу вверх. Промежуток между старой и новой кладкой тщательно заделывают.

При усилении столбчатых фундаментов возможны случаи переустройства этих фундаментов в ленточные, а ленточные в плитные. Такие случаи возникают при значительных неравномерных деформациях основания, изменении величины нагрузок, установке нового технологического оборудования, изменении конструктивной схемы здания и в ряде других случаев.

Для переустройства столбчатых фундаментов в ленточный между существующими фундаментами устраивают железобетонную стенку в виде перемычки. Для лучшего сопряжения перемычки на существующих фундаментах делают насечку и штрабы, а также оголяют арматуру перемычки для приварки к арматуре существующего фундамента.

Переустройство ленточных фундаментов в плитные осуществляют путем подведения концов плит под ленточный фундамент. Плиты между лентами объединяют обоймами, проходящими через отверстия, пробитые в нижней части стены ленточного фундамента.

В сложных случаях усиления фундаментов мелкого заложения, когда нагрузку от здания требуется передать на глубоко залегающие прочные грунты, особенно при наличии высокого уровня грунтовых вод, используют вдавливаемые сваи. Усиление фундаментов сваями производится в основном двумя способами: пересадкой фундамента на выносные сваи или подведением свай под подошву фундамента.

Для усиления ленточных фундаментов выносные сваи могут устраиваться как с каждой стороны ленточного фундамента, так и с одной его стороны (консольно-рычажные системы). Для пересадки столбчатых фундаментов сваи могут располагаться по периметру вокруг фундамента или с двух противоположных сторон. Сваи, подводимые под подошву фундамента, можно располагать в один, несколько рядов или кустами в зависимости от конструкции фундамента.

Выносные сваи применяют при высоком уровне грунтовых вод, а сваи, подводимые под подошву фундамента,— при низком.

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

При усилении фундамента выносными сваями добиваются надежного сопряжения старого фундамента со сваями путем устройства в стене ранд-балок в продольных штрабах. Балки связывают монолитным железобетонным ростверком, который соединяет головы свай. Сваи выводят до верха нижней ступени фундамента, а затем бетонируют раздельные ростверки. Домкраты устанавливают непосредственно над сваями,, чтобы исключить работу ростверка на изгиб. На участке, расположенном между домкратами, фундамент разбирают и бетонируют ступень фундамента, объединяющую оба ряда ростверков. Через сутки домкраты снимают. Инвентарные ригели удаляют, старую кладку на этих участках разбирают и заменяют бетоном.

Ленточные фундаменты можно усилить с помощью задавливаемых свай из трубчатых элементов длиной 0,8—1,2 м, располагаемых попарно с двух сторон стен. Сваи погружают домкратами, реактивные усилия от которых передаются на железобетонные балки, изготовляемые совместно со сплошным железобетонным поясом, который омоноличивается со сваями. Задавливание свай осуществляют одновременно с двух сторон стены. По мере вдавливания трубчатые элементы стыкуются сваркой. Для подвески домкрата и равномерного распределения усилия вдавливания предусматривают инвентарные металлические упорные балки, которые крепят параллельно с каждой стороны стены к железобетонным балкам. После окончания вдавливания, демонтажа домкратов и упорных балок устанавливают арматуру и опалубку у оголовков свай, заполняют полость трубчатых свай бетоном литой консистенции. Для выполнения работ требуется частичная разборка фундамента, что обусловлено требуемым местом для выполнения работ. Работы выполняются из шурфов, откопанных до подошвы фундамента. Для передачи нагрузки на нижнюю плоскость блоков при вдавливании свай между домкратом и блоком устанавливают стальную распределительную  подушку  в   строго  горизонтальном положении. После этого приступают к вдавливанию сваи, состоящей из звеньев труб длиной 0,5— 0,8 м. После вдавливания каждого звена поршень поднимают вверх и сваю наращивают очередным звеном. Для демонтажа домкратов без снятия усилий со сваи в просвет между верхом поддомкратной клетки и низом наддомкратной балки устанавливают вертикально с обеих сторон домкрата металлические стойки. После снятия домкратов образовавшийся проем в стене фундамента закладывают или бетонируют.

Для усиления фундаментов мелкого заложения может быть использована технология винтового продавли-вания скважин спиралевидными снарядами. Эта технология обладает тем преимуществом, что при ее осуществлении не возникают динамические воздействия, которые могут отрицательно влиять на реконструируемые здания и установленное технологическое обору-v-дование.

Вначале откапывают старый фундамент до его подошвы. Затем с помощью буровой установки продавливают скважину спиралевидным снарядом. В скважину устанавливают арматурный каркас и производят бетонирование сваи, при этом для сопряжения с обоймой из головы сваи оставляют арматурные выпуски длиной 25—30 см. После завершения бетонирования свай выполняют работы по устройству железобетонной обоймы, объединяющей старый фундамент со сваями, и производят обратную засыпку.

Широкое распространение получило усиление ленточных и столбчатых фундаментов выносными буронабивными сваями, которые располагают относительно существующего фундамента так же, как и вдавливаемые сваи. Бурение скважин выполняют ручным или механизированным способом в зависимости от стесненности площадки и габаритов оборудования. При усилении и реконструкции фундаментов, проводимых в непосредственной близости от существующих зданий и в сложных грунтовых условиях, целесообразно применять способ «стена в грунте». Особенно рационален этот способ, когда в непосредственной близости от усиляемого фундамента устраивается глубокий подвал. По этому способу возле усиляемого фундамента выполняются глубокие стены или столбы прямоугольного сечения, опираемые на прочные основания. Стены или столбы могут иметь в плане двухстороннее или четырехстороннее расположение.

 ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА. Строительные технологии

 Ремонт фундамента. Оседание фундамента