2.4.10. Определение несущей способности фундаментов под внутренней стеной здания

Расчетные вертикальные нагрузки на 1м внутренней стены N=48,3кН/м. Глубина заложения фундаментов d_b=1,5м. Рабочим слоем является галечниковый грунт с песчаным заполнителем. Для данного грунта:

φ_II=43°, с=2кПа, γ_II=20,21кН, линейной интерполяцией согласно табл. 4. [7] находим коэффициенты М_γ=0,52, М_q=3,1, М_с=5,7.

Коэффициент условий работы для галечникового грунта по табл. 3 [7] γ_с1 =1,4, а коэффициент условий работы γ_с2 =1.

Коэффициент k принимаем равным 1,1, поскольку характеристики грунтов определены по данным СНиП 2.02.03-89, при b<10м коэффициент k_z=1. Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента γ’_II=19кН.

Для определения ширины подошвы фундамента построим график R=f₁(b) по формуле 2.12 [39] и график p=f₂(b) по формуле 2.13. [39].

График R=f₁(b) строим по двум точкам (см. п 2.4.6).

График p=f₂(b) строим для нескольких значений A=b∙1 и постоянном значении γ_f βd=20∙1,6=32кН/м², округленно 30 кН/м², в предварительных расчетах γ_f∙β рекомендуется принимать равным 20 кПа.

При b=0,2м

При b=0,3м

При b=0,4м

При b=0,6м

П ри b=0,8м

При b=1м

Полученные данные наносим на график (рис.2.27) и определяем ширину подошвы фундамента.

Рис. 2.27. График определения ширины подошвы фундамента

Таким образом, ширина фундамента должна составлять 0,5м.

Расчетное сопротивление грунта для принятой ширины подошвы фундамента по формуле 2.12. [39]:

Проверяем фактическое давление фундамента на основание. Нагрузка фундамента и грунта на его обрезах 12,02 кН/м

< .

Сравним полученное значение с данными проектной документации:

b_р=0,5м>b_пр=0,4м

Т аким образом, несущая способность не обеспечена.

Исходя из условия увеличения нагрузки на основание, был произведен расчет по несущей способности, в результате чего можно сделать вывод о том, что произвести надстройку второго этажа не представляется возможным. С учетом увеличения нагрузки ширина фундаментов должна составлять 0,5м. По данным проектной документации ширина фундаментов составляет 0,4м. Анализируя характеристики здания и полученные результаты расчетов можно отметить нецелесообразность проведения реконструкции здания.

Тем не менее, интенсивное развитие современных технологий позволяет осуществить усиление конструкций фундаментов, поскольку расчет показал невозможность надстройки второго этажа только для внутренней стены, где значительна величина грузовой площади. Проведение мероприятий по усилению конструкций отдельных частей фундаментов позволит произвести надстройку второго этажа. Однако необходимо учитывать износ остальных конструктивных элементов, особенно в старой части здания. После проведения инструментального обследования здания будет выявлен полный перечень дефектов конструктивных элементов здания, что позволит разработать детальный перечень ремонтных мероприятий.

2.5. Технология проведения реконструкции

Укрепление фундаментов бетонными обоймами целесообразно производить в малоэтажных (3—4 этажа) зданиях без подвала с фундаментами из бутовой безрастворной кладки с большими щелями между отдельными камнями, заполненными грунтом или слабым раствором, имеющие незначительные напряжения и не требующие выполнения большого объема земляных работ (рис. 2.28).

Рис. 2.28. Усиление наружных фундаментов:

1— трубки для нагнетания цементного раствора, 2 — бетон

Перед началом работ швы очищают от грунта и слабого раствора и продувают сжатым воздухом. В бетонных обоймах используют бетон класса В12,5 с мелким гравием, хорошо подвижный. Укрепление фундаментов допускается производить отдельными участками длиной 1,5—2 м, что исключает нарушение устойчивости слабой безрастворной кладки фундаментов. Работы выполняют одновременно на 2—3 захватках.

Укрепление кладки фундаментов железобетонными обоймами с последующим инъекцированием раствора— наиболее эффективный способ ремонта ослабленных бутовых фундаментов, предотвращающий дальнейшее разрушение кладки и обеспечивающий снижение напряжения в грунте под их подошвой. В зависимости от конструктивных особенностей здания возможно и двухстороннее усиление. Одностороннее усиление обычно устраивают в зданиях без подвала.[35]

Последовательность работ по уширению фундаментов следующая: сначала отрывается грунт со всех сторон фундамента до отметки подошвы, при этом крутизна откосов принимается предельно допустимой для данного вида грунта. При необходимости устанавливается вертикальное крепление стенок котлована, ширина котлована с одной стороны на уровне подошвы — до 1 м. После отрывки котлована до проектной отметки производятся очистка и насечка боковых граней фундамента. Для уширения ленточных фундаментов стены делят на захватки длиной 2—3 м. Отрывку выполняют через одну захватку. Промежуточные захватки отрывают после завершения работ и обратной засыпки с уплотнением грунта ранее отрытых участков стен.

В фундаментах сборного типа нередко происходит разрушение швов. Восстановление таких фундаментов может быть осуществлено методом смолизации, цементами или цементными растворами. Минимальная толщина уширения фундамента 15 см. Под рубашку (рис. 2.29) укладывают щебеночный слой толщиной 7—8 см с уплотнением.

Рис. 2.29. Уширение подошвы:

1 — железобетонная обойма; 2 — шпонка; 3 — отверстие; 4 —анкерные стержни

Далее пробивают сквозные отверстия и борозды, в которые устанавливают арматурные сетки и отдельные стержни. Между собой арматурные элементы закрепляют электродуговой сваркой или вязкой проволокой. После установки опалубки конструкции бетонируют.[37]

Асбестоцементные кровли разбирают в последовательности, обратной их устройству. Первоначально снимают покрытие конька. Рядовое покрытие разбирают горизонтальными рядами по направлению от конька к свесу. Кровельное покрытие из листовой стали в местах примыкания к парапетам, трубам и на карнизных свесах снимают после удаления асбестоцементного покрытия. Штучные элементы, полученные от разборки, сортируют и укладывают в контейнеры для опускания и транспортировки на склад.

П осле снятия кровли начинают демонтаж конструкций крыши. В первую очередь разбирают деревянную обрешетку или опалубку, оставляя через 1,2—1,5 м по две доски для обеспечения устойчивости стропил и создания условий передвижения рабочим, ведущим демонтаж крыши.

После этого разбирают несущие конструкции крыши с инвентарных или неинвентарных подмостей. Разборку можно вести только после детального обследования технического состояния стропил и соответствующего усиления элементов, угрожающих обрушением. Наслонные стропила демонтируют, постепенно разбирая элементы, освобожденные от нагрузки, начиная со снятия скреплений.[36]

Из-за большой сложности и опасности работ по демонтажу перекрытий сначала тщательно обследуют состояние перекрытий независимо от результатов обследования, проведенного перед подготовкой технической документации. Это необходимо по двум причинам: 1) со времени разработки технической документации могли произойти значительные изменения, которые не учтены в проекте; 2) нет гарантии, что в документации не допущена ошибка, которая может привести к опасным последствиям во время разборки перекрытия.

После обследования перекрытия участки возможного обрушения следует укрепить снизу стойками. Деревянные перекрытия разбирают после удаления штукатурки, подшивки.

Чердачные перекрытия по деревянным балкам начинают разбирать после разрыхления и удаления утепляющей засыпки. При разрыхлении и погрузке в бункеры засыпку слегка увлажняют для уменьшения количества пыли.

Затем разбирают подборы или накаты и отбивают доски подшивки. Последней операцией при разборке деревянных перекрытий является демонтаж балок. Балку перед разборкой поддерживают веревками или временными подпорками таким образом, чтобы предотвратить ее обрушение. Затем снимают крепления анкеров к балке и перепиливают балку у опор. Второй конец балки можно освободить расширением гнезда в месте опоры и последующим поворотом балки в горизонтальной плоскости. [36]

Д ля выправления и укрепления выпучивающихся участков стен через 2—3 м по длине с двух сторон стен устанавливают сжимы из брусьев или пластин. Сжимы стягивают болтами через 100—120 см по высоте. При смене нескольких венцов отверстия для болтов в сжимах делаются овальной формы для обеспечения осадки стены. При устройстве проемов в деревянных стенах в косяках коробки устраивают паз, а на торцах венцов, обрамляющих проем, гребень. Косяки с помощью паза и гребня надежно соединяют с венцами стен. Деревянное здание в целом выравнивают с помощью домкратов и системы сжимов и подкосов. Последовательность и методы выправления стен определяют после выравнивания с помощью домкратов по горизонтали окладного венца и установления при этом размеров отклонений стен от вертикали. После выправления деревянных стен принимают меры по обеспечению их устойчивости, т. е. устанавливают сжимы и элементы жесткости в перекрытии здания. [36]