книги / Организация и технология ремонта зданий и сооружений

Гл а в а 8. КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ, УСИЛЕНИЕ

ИУСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ

8.1.Ремонт и усиление фундаментов.

Бутовые фундаменты применяют в малоэтажном жилищном и гражданском строительстве. Капитальный ремонт бутовых фунда­ ментов обычно вызывается неравномерными просадками грунта, раз­ рушением камня и раствора, увеличением нагрузки на фундаменты в связи с надстройкой зданий или изменением их функционального назначения, усиливающейся вибрацией основания и другими при­ чинами.

В период ремонта необходимо принять меры для устранения при­ чин, вызывающих разрушение фундаментов, или снижения их воз­ действия.

Ремонт бутовых фундаментов выполняется отдельными участками длиной около 2 м в последовательности, определяемой проектом про­ изводства работ. Разбивку фундамента на участки и определение по­ следовательности производства ремонтных работ производят исходя из требований безопасности ремонта. Расстояние между одновременно ремонтируемыми участками принимается не менее 8—10 м. Техноло­ гический перерыв в ремонте соседних участков должен составлять не менее 7 суток. Ремонт фундамента начинают с наиболее слабых участ­ ков. На ремонтируемом участке до начала работ снижают нагрузку на фундамент вывешиванием перекрытий. Оно состоит из установки временных стоек, при расклинивании которых нагрузка от перекры­ тия передается на грунт, минуя фундамент здания.

Технологический процесс ремонта бутовых фундаментов заклю­ чается в разгрузке и вскрытии фундамента, разборке и затем восста­ новлении ослабленных участков, засыпке траншей и котлованов с уплотнением после окончания ремонтных работ.

Основной операцией ремонта фундаментов является перекладка разрушенных участков. Для ее выполнения фундамент вскрывают с одной стороны. Вскрытую поверхность фундаментов очищают от грунта и промывают. Камни, потерявшие прочность, удаляют с очи­ сткой поверхностей кладки от раствора. Новую кладку выполняют на цементном растворе «под лопатку» горизонтальными рядами вы­ сотой около 30 см с перевязкой швов, подбором, приколкой камней и расщебенкой пустот. Первый ряд бутовой кладки укладывают на основание «насухо».

При прокладке отдельных участков фундаментов необходимо обеспечить плотное прилегание новой кладки к старой и полное заполнение швов между камнями раствором. С одной стороны фун-

192

дамента кладку заменяют не более чем на 50% ее толщины. После завершения работ на одной стороне фундамента и засыпки пазух с тщательным уплотнением грунта ремонтные работы повторяют ана­ логично на другой стороне фундамента. После завершения ремонта фундаментов восстанавливают все виды поврежденных элементов благоустройства.

На период производства работ по ремонту фундаментов шурфы, траншеи и котлованы надежно крепят. Кладку новых участков про­ изводят с соблюдением перевязки со старой кладкой, а в случаях перекладки фундаментов — отдельными участками. В этом случае нагрузка от стен передается на соседние участки фундаментов с по­ мощью разгрузочных балок (рис. 8.1.а).

Рис. 8.1.а.

Устройство разгрузочных балок: 1—металлическая тканая сетка; 2 —двутавровая балка; 3 — заделка из бетонной смеси или цементного раствора; 4 — стяжной болт.

Разгрузочные двутавровые или швеллерные балки укладывают в предварительно пробитые в стенах с двух сторон борозды на 15— 20 см выше горизонтальной гидроизоляции фундаментов. После ук­ ладки стальные элементы, уложенные по противоположным сторо­ нам стен, соединяют друг с другом с помощью болтов, устанавлива­ емых в заранее просверленные отверстия в металлических элементах и укрепляемой стене. Промежутки между разгрузочной балкой и верх­ ней частью борозды зачеканивают раствором. При кладке новых уча­ стков плотное прилегание фундаментов к стенам обеспечивается за­ полнением пространства между фундаментом и стеной цементным раствором состава 1:3.

Одновременное уменьшение площади опирания при перекладке фундаментов не должно превышать 20%.

При надстройке зданий или изменении их функционального назначения увеличение нагрузки на фундаменты может быть ком­ пенсировано уширением фундаментов рамным методом, бетони­ рованием, устройством железобетонных обойм или опорных поду­ шек.

При рамном методе уширения фундаментов (рис. 8.1.6) через 2— 2,5 м по длине фундамента в поперечном направлении устанавлива­

193

ют металлические балки, которые предназначены для равномерной передачи нагрузки на фундамент с помощью разгрузочных балок, укладываемых вдоль фундамента. Пространственная система поперечных и продольных балок после сварки их между собой заполня­ ется бетоном для обеспечения монолитности и жесткости фун­ дамента. Такой метод уширения фундаментов надежен, но весьма трудоемок и требует значительного расхода бетона и стали.

Менее трудоемким является усиление существующих фундамен­ тов монолитными банкетами из бетона класса В10—В15 и железобе­ тонными монолитными обоймами (рис. 8.1.в). В первом случае для обеспечения надежного сцепления старой и новой кладок в суще­ ствующем фундаменте выбирают борозды и гнезда, устанавливают опалубку и затем бетонируют участки уширения.

Монолитные банкеты могут быть односторонними и двусторонни­ ми. При внецентренном сжатии односторонний банкет располагает­ ся в направлении действия моментов. Связь монолитного банкета с существующим фундаментом обеспечивается с помощью металли­ ческих штырей с!=16-=-20 мм, устанавливаемых в шахматном порядке в ранее просверленные гнезда с шагом по высоте 25 см и по длине фундамента 150 см, или специальных балок, передающих нагрузки на банкет. Минимальная толщина банкетов: 20 см — в верхней час­ ти, 30 см — в нижней.

Устройство железобетонных обойм (рис. 8.1.г) является менее ма­ териалоемким методом укрепления и уширения фундаментов, чем бетонирование. Для обеспечения жесткой связи железобетонной обой­ мы с существующим фундаментом в последнем в шахматном поряд­ ке через 1—1,5 м сверлят поперечные сквозные отверстия, затем ус­ танавливают с обеих сторон фундамента арматуру <1=8—10 мм через просверленные отверстия, образуя единый каркас. Железобетонная обойма может быть и односторонней. В этом случае арматурные стержни заделывают в ранее просверленные гнезда.

Железобетонную обойму уширяют по направлению сверху вниз и в нижней части, при необходимости, в виде подушки заводят под существующий фундамент. После установки арматуры устанавлива­ ют опалубку, наращивая ее по мере бетонирования, укладывают и уплотняют бетонную смесь.

Устройство железобетонных обойм обеспечивает монолитность и жесткость конструкции и является эффективным методом увели­ чения прочности и несущей способности фундаментов. Если уст­ ройство железобетонной обоймы имеет целью только упрочнение фундамента, она может быть выполнена методом торкретирования. В этом случае на поверхностях фундамента монтируют арматуру, которую затем покрывают слоем бетона, наносимым с помощью торк­ рет-пушки. Торкретирование является высокопроизводительным ком­ плексно-механизированным процессом устройства железобетон­ ных обойм. Минимальная толщина железобетонной обоймы 10 см, работы ведут участками длиной 2—2,5 м.

Индустриальным методом уширения фундаментов является и ус­ тройство сборных железобетонных подушек (рис. 8.1.д).

194

При подведении сборных железобетонных подушек основание вскрывается с обеих сторон фундамента. Подушки подают в траншею краном и заводят последовательно под фундамент участками длиной не более 1,5—2 м. Установка подушек в проектное положение произ­ водится с помощью домкратов. После укладки подушек на захватке зазоры между верхом подушек и низом фундаментов заполняют ра­ створом состава 1: 3 или бетоном класса В15 на мелком щебне. Сбор­ ные железобетонные подушки могут заводиться с одной или двух сто­ рон фундамента. В первом случае применяют неразрезные подушки, а во втором подушки делают составными по ширине фундамента для упрощения процесса установки их в проектное положение.

При слабых грунтах и значительных дополнительных нагрузках под фундаменты подводят сплошную монолитную железобетонную плиту. Минимальная толщина фундаментной плиты 25 см. Плиту заводят на глубину 35—40 см. Вид армирования плиты, класс бето­ на, размеры и сечение ребер жесткости устанавливают проектом. Плиту бетонируют по щебеночному хорошо уплотненному основа­ нию толщиной 15—20 см. Работы выполняют в соответствии с тех­ нологической картой, в которой указывается последовательность про­ бивки штраб, укладки арматуры и бетонирования отдельных участ­ ков. Особое внимание при производстве работ следует уделять тща­ тельности заполнения штраб и качеству уплотнения бетонной смеси.

Подводку фундаментов производят при необходимости углубле­ ния подвальных помещений, примыкания к зданию глубоких при­ строек, передачи нагрузок на более плотные слои грунтов или при уширении фундаментов. При подводке фундаментов успешно при­ меняют конструкции из монолитного бетона и железобетона. Ми­ нимальная высота подводимой части фундамента 40—50 см. В необ­ ходимых случаях подушку фундаментов армируют сетками с рабо­ чей арматурой <1=10—12 мм.

Подводка фундаментов осуществляется участками длиной 1,5— 2 м в соответствии с технологической картой производства работ. Работы по подводке монолитных фундаментов могут производиться с одной или двух сторон. Бетонную смесь укладывают, как правило, в опалубку. Особо тщательно выполняют завершающую часть бе­ тонных работ с целью обеспечения плотного примыкания подводи­ мой части фундамента к существующей. Все неплотности примыка­ ния устраняют зачеканкой цементным раствором состава 1: 3. Проч­ ность бетона фундаментов контролируют испытанием бетонных ку­ биков размером 100x100x100 мм в возрасте 3, 7, 14 и 28 дней.

Относительно новым методом усиления фундаментов является задавливание под подошву цилиндрических элементов. В этом слу­ чае с одной стороны фундамента в пределах захватки устраивают широкую траншею, в которой располагают опорную стенку для дом­ крата, домкрат и цилиндрические элементы, которые последователь­ но, с заданным шагом, один за другим залавливают под подошву фундамента перпендикулярно его оси (рис. 8.1.е).

На рабочую часть цилиндрического элемента, погружаемую в грунт, при необходимости надевают заостренный наконечник. В итоге

195

выполненных работ увеличивается площадь опирания фундамента на грунт. Грунт в основании фундамента уплотняется. После завер­ шения работ на захватке пустоты в цилиндрических элементах по­ следовательно очищают от грунта и с помощью растворонасоса за­ полняют раствором под давлением. Растворный шланг заводят в по­ лость цилиндрического элемента до упора и по мере заполнения ее раствором извлекают обратно. После окончания работ по усилению фундамента на захватке траншею послойно засыпают с тщательным уплотнением грунта. Более совершенным методом усиления фунда­ мента является задавливание под подошву железобетонных элемен­ тов. Под столбчатые фундаменты для их усиления можно с одной или двух противоположных сторон задавить железобетонные эле­ менты специальной формы. При этом уплотняется грунт, увеличи­ вается площадь опоры фундамента и уменьшается нагрузка на грунт в расчете на единицу площади опирания (рис. 8.1.ж).

196

Рис. 8.1. Усиление фундаментов:

б) рамным методом: 1 — стена здания; 2 — существующий фундамент; 3 — про­ дольные металлические балки; 4 — поперечные металлические балки; 5 — набивные бетонные сваи;

в) уширением фундамента бетонированием: 1 — бетон; 2 — гидроизоляция; 3 — уплотненный грунт;

г) устройством железобетонных обойм: 1— существующая стена; 2 — существую­ щий фундамент; 3 — железобетонная обойма; 4 — анкерная связь;

д) подведением под подошву железобетонных подушек: 1 — сущестствующий фундамент; 2 — раствор или бетон на мелком заполнителе; 3 — железобетонные по­ душки;

е) задавливанием под подошву труб с последующим заполнением их бетон­ ной смесью: 1 — труба, заполненная бетонной смесью; 2 — грунт; 3 — подошва фун­ дамента;

ж) усиление столбчатых фундаментов одновременным задавливанием под них железобетонных элементов сплошного сечения с двух сторон: 1 — крепление котлова­ на; 2 — существующий фундамент; 3 — железобетонный элемент специальной фор­ мы; 4 — домкраты, работающие синхронно; 5 — временная опора для домкрата.

Эффективно усиление фундаментов задавливанием под их опор­ ную часть железобетонных пустотных элементов с целью уплотне­ ния грунта основания и увеличения площади опоры фундаментов. Эти виды конструкций позволяют избежать создания при возведе­ нии зданий, расположенных перпендикулярно направлению движе­ ния грунтовых вод, эффекта подпорных стенок, так как отверстия в залавливаемых плитах под опорные части фундаментов дают воз­ можность грунтовым водам свободно проходить сквозь фундамент без создания подпора и увеличения скорости движения грунтовых вод под опорной частью фундаментов, что в конечном итоге предох­ раняет грунт в основании фундаментов от вымывания мелких час­ тиц и неравномерных осадок (рис. 8.1.з).

197

выполненных работ увеличивается площадь опирания фундамента на грунт. Грунт в основании фундамента уплотняется. После завер­ шения работ на захватке пустоты в цилиндрических элементах по­ следовательно очищают от грунта и с помощью растворонасоса за­ полняют раствором под давлением. Растворный шланг заводят в по­ лость цилиндрического элемента до упора и по мере заполнения ее раствором извлекают обратно. После окончания работ по усилению фундамента на захватке траншею послойно засыпают с тщательным уплотнением грунта. Более совершенным методом усиления фунда­ мента является задавливание под подошву железобетонных элемен­ тов. Под столбчатые фундаменты для их усиления можно с одной или двух противоположных сторон задавить железобетонные эле­ менты специальной формы. При этом уплотняется грунт, увеличи­ вается площадь опоры фундамента и уменьшается нагрузка на грунт в расчете на единицу площади опирания (рис. 8.1.ж).

196

Рис. 8.1. Усиление фундаментов:

б) рамным методом: 1 — стена здания; 2 — существующий фундамент; 3 — про­ дольные металлические балки; 4 — поперечные металлические балки; 5 — набивные бетонные сваи;

в) уширением фундамента бетонированием: 1 — бетон; 2 — гидроизоляция; 3 — уплотненный грунт;

г) устройством железобетонных обойм: 1— существующая стена; 2 — существую­ щий фундамент; 3 — железобетонная обойма; 4 — анкерная связь;

д) подведением под подошву железобетонных подушек: 1 — сущестствующий фундамент; 2 — раствор или бетон на мелком заполнителе; 3 — железобетонные по­ душки;

е) задавливанием под подошву труб с последующим заполнением их бетон­ ной смесью: 1 — труба, заполненная бетонной смесью; 2 — грунт; 3 — подошва фун­ дамента;

ж) усиление столбчатых фундаментов одновременным задавливанием под них железобетонных элементов сплошного сечения с двух сторон: 1— крепление котлова­ на; 2 — существующий фундамент; 3 — железобетонный элемент специальной фор­ мы; 4 — домкраты, работающие синхронно; 5 — временная опора для домкрата.

Эффективно усиление фундаментов задавливанием под их опор­ ную часть железобетонных пустотных элементов с целью уплотне­ ния грунта основания и увеличения площади опоры фундаментов. Эти виды конструкций позволяют избежать создания при возведе­ нии зданий, расположенных перпендикулярно направлению движе­ ния грунтовых вод, эффекта подпорных стенок, так как отверстия в залавливаемых плитах под опорные части фундаментов дают воз­ можность грунтовым водам свободно проходить сквозь фундамент без создания подпора и увеличения скорости движения грунтовых вод под опорной частью фундаментов, что в конечном итоге предох­ раняет грунт в основании фундаментов от вымывания мелких час­ тиц и неравномерных осадок (рис. 8.1.з).

197

Наиболее совершенным и механизированным методом усиления фундаментов в настоящее время является устройство под подошвой фундаментов с помощью пневмопробойников горизонтальных сква­ жин с последующей установкой в них арматуры и заполнением создан­ ного пространства цементным раствором (рис. 8.1.и). В результате со­ здается новая железобетонная подошва фундаментов, опирающаяся на уплотненный грунт и распределяющая нагрузку от здания на большую площадь основания, в результате чего неравномерные осадки здания прекращаются. Система работает на базе компьютерной программы. По ходу работ автоматически регулируются параметры производственно­ го процесса в зависимости от условий производства работ.

6 И Л - Л

Рис. 8.1. Усиление фундаментов:

з) пустотными горизонтально погружаемыми ко­ роткими сваями: 1 — фундамент; 2 — железобетон­ ные пустотные короткие сваи; 3 — положение сваи перед вдавливанием; 4 — упорная стенка; 5 — дом­

крат; и) устройством подошвы инъекгированием: 1 —

существующий фундамент; 2 — создаваемая подо­ шва фундамента; 3 — пневмопробойник; 4 — сква­ жина; 5 — пусковое устройство; 6 — компрессор;

7 — приямок; 8 — пульт управления; к) с помощью набивных растворных свай периодического профиля: 1 — перекры­

тие; 2 — существующая стена здания; 3 — гидроизоляция; 4 — бетонный пол; 5 — подошва фундамента; 6 — набивная растворная свая; 7 — уплотненный грунт.

198