Реконструкция, ремонт и усиление фундаментов. Укрепление кладки фундамента, его уширение и устройство промежуточных опор. с 235-240

Реконструкция, ремонт и усиление фундаментов

Если реконструируемое или ремонтируемое здание имеет трещины и другие дефекты, вызванные неравномерными деформациями, то, как правило, эти дефекты распространяются и на фундаменты. В таком случае проект реконструкции должен предусматривать совместный ремонт как конструкций, так и фундаментов здания. При проектировании ремонта деформируемых стен следует предусматривать возможность частичной разгрузки поврежденных участков путем передачи нагрузки на соседние элементы фундаментов. В этом и других случаях (увеличение нагрузок, надстройка здания и т. п.) может оказаться, что прочность существующих фундаментов недостаточна или давление под подошвой фундамента превышает расчетное сопротивление, определяемое по формуле (5.1). Тогда приходится прибегать к следующим мероприятиям: укрепление кладки фундамента; уширение фундамента; устройство промежуточных и выносных опор; постановка фундамента на сваи.

Указанные выше работы, как правило, связаны с необходимостью вскрытия фундамента, трудоемкие, дорогостоящие и требуют тщательного соблюдения техники безопасности. Не следует отрывать сплошную траншею на всю длину ремонтируемого фундамента, так как это может привести к выпору грунта из-под его подошвы и развитию значительных местных деформаций. Обычно в зависимости от гидрогеологических условий ремонтируемый участок фундамента разбивают на захватки длиной 1,5...2,5 м, где отрывается на всю глубину заложения фундамента траншея шириной 1,2...2 м. Стенки траншеи подлежат обязательному креплению. Стена или колонна в пределах укрепляемого участка при необходимости раскрепляется подкосами. По окончании работ траншею засыпают, а грунт: обратной засыпки плотно утрамбовывают.

Укрепление кладки фундамента

Если прочность материала бутового, бетонного или железобетонного фундамента недостаточна или имеются отдельные повреждения, часто применяют укрепление цементацией (рис. 81, а). Для этого в теле фундамента пробуривают отверстия для установки инъекторов, через которые под давлением 0,2...0,6 МН/м2 нагнетают цементный раствор с водоцементным отношением 1:1. Обычно зона закрепления составляет объем диаметром 0,6... 1,2 м вокруг инъектора. Из этих условий исходят при определении расстановки иньекторов. Средний расход цементного раствора при закреплении фундамента составляет порядка 25...35% объема ослабленной кладки.

При значительном ослаблении нижней части фундамента агрессивными водами, гниением древесины или по другим причинам производят ее замену бетонным или железобетонным элементом (рис. 81, б). При этом на период ремонтных работ нагрузку от надфундаментного строения передают на соседние участки через металлические подкрепляющие балки. Подобную схему применяют и при увеличении глубины заложения фундаментов.

Распространенным способом укрепления фундамента является устройство бетонной (рис. 81, в) или железобетонной обоймы. Минимальная толщина бетонной обоймы 10...15 см, железобетонной — не менее 15 см. Взятие фундамента в обойму приводит также к некоторому увеличению ширины подошвы фундамента и соответственно уменьшению давления на основание. Иногда для этой цели специально увеличивают толщину обоймы, создавая двусторонние или односторонние (при внецентренной нагрузке) банкеты. Для того чтобы более полно включить в работу не обжатые ранее под уширяемой частью фундамента участки грунта, в него втрамбовывают 5-10-сантиметровый слой щебня или гравелистого песка.

Бетонная обойма скрепляется с телом фундамента анкерными стержнями диаметром 20 мм, закладываемыми с расстоянием 1-1,5 м. Железобетонная обойма армируется сеткой и заделывается в теле фундамента с помощью анкеров или несущих балок. Конструкции различных типов таких фундаментов приведены в работах (Ройтман А. Г. и др., 1978; Коновалов П. А., 1988; Мальчинов и др., 1989).

Уширение фундамента, устройство промежуточных опор.

Если расчетное сопротивление, определяемое по формуле (5.1), меньше среднего давления по подошве реконструируемого фундамента, устраивают его уширение с целью увеличения площади передачи давления на основание. Примеры таких конструктивных решений промышленных зданий.

Сборные дополнительные блоки омоноличиваются с существующим фундаментом с помощью распределительной балки. Возможны три варианта работы такой конструкции (Е. А. Сорочан, 1986). Если произвести омоноличивание блоков без предварительного их задавливания в основание, то после нагружения фундамента дополнительной нагрузкой среднее давление под подошвой существовавшего ранее фундамента будет больше, чем под консолями, образованными дополнительными блоками, т. е. эпюра давлений будет приближаться к параболической. Если же вначале произвести вдавливание блоков нагрузкой, соответствующей среднему давлению под подошвой существующего фундамента, а затем омонолитить всю систему, эпюра давления под подошвой нового фундамента будет близка к прямоугольной. И наконец, если создать под подошвой блоков давление, значительно превышающее давление под подошвой существующего фундамента, то после омоноличивания системы и передачи на нее дополнительной нагрузки вид эпюры давлений будет близок к седлообразному.

При уширении фундамента, можно воспользоваться также повышением жесткости грунта под консолями за счет втрамбовывания в грунт гравия или гравелистого песка.

При реконструкции зданий, возведенных на неоднородном основании, сложенном слабыми грунтами, и при необходимости передачи больших дополнительных нагрузок, вызывающих опасность значительных неравномерных деформаций, эффективным решением является подводка под здание монолитной фундаментной плиты. На рис. 83 показан пример такого решения для здания, имевшего до реконструкции ленточные фундаменты. Фундаментную плиту целесообразно располагать на высоте h = 75-80 см от подошвы существующих фундаментов. Плита армируется по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Толщина ее определяется расчетом и составляет не менее 25 см. Заделку в стены существующих фундаментов выполняют на 35—40 см. Сечение прогонов обычно составляет 50x100 см, ребер — 30X40 см с шагом порядка 2,5 м.

Перед устройством фундаментной плиты под нее укладывается щебеночная подготовка общей толщиной 15-20 см с плотной послойной трамбовкой.

В ряде случаев в реконструируемых зданиях из условий новой планировки или для уменьшения нагрузок на существующие опоры устраивают промежуточные дополнительные опоры. Фундаменты таких опор выполняют как сборными, так и монолитными и проектируют в соответствии с действующими нормами. Если эти опоры являются составными элементами новой конструкции здания, необходимо иметь в виду следующие условия. Во-первых, максимальные и средние абсолютные осадки новых опор не должны превышать допустимые нормами; во-вторых, разность осадок соседних опор не должна превышать допустимого нормами значения. При этом следует иметь в виду, что осадки существующих в здании опор уже стабилизировались или за счет дополнительной нагрузки будут иметь некоторую величину.