Усиление фундаментов надстраиваемых зданий

Необходимость усиления фундаментов при надстройке зданий может быть вызвана несколькими причинами:
-- недостаточной прочностью кладки фундамента; в этом случае увеличение несущей способности кладки фундаментов производится торкретированием, цементацией, перекладкой существующих или подводкой новых фундаментов;
-- недостаточной шириной подошвы; в этом случае производится усиление фундаментов с устройством уширений с обеих сторон;
-- недостаточным заглублением фундаментов; в этом случае производится временное крепление (вывешивание) существующих стен и подводка под них новых фундаментов.

Торкретирование поверхностей фундамента производится в том случае, когда ослабление прочности раствора (выщелачивание) произошло только у поверхности фундамента и не проникло в глубь кладки, а бутовый камень не потерял необходимой прочности. В этом случае вдоль фундамента отрывается траншея, производится очистка пескоструйным агрегатом поверхности фундамента и разрушенного раствора в швах. Затем заполняются швы и фундамент оштукатуривается заново цементным раствором при помощи цемент-пушки.

Цементация всей кладки фундамента производится при значительной потере прочности фундаментов. В этом случае цементный раствор консистенции от 1:1 до 1: 10 (цемент: вода) нагнетается в кладку при помощи инъекторов, погружаемых в тело фундамента.

Если фундамент выполнен из мелких камней на слабом растворе, то инъектор может быть погружен путем забивки без предварительного устройства шурфа.

При усилении фундаментов из крупного бутового камня вдоль фундамента отрываются шурфы, в стенках его пробивают отверстия и закладывают изогнутые трубки диаметром 25 мм, которые у поверхности фундамента заделываются цементным раствором. После засыпки шурфов и уплотнения грунта в трубки под давлением 2—10 атм нагнетается цементный раствор консистенции 1: 1 или 1: 1,5.

При цементации фундаментов инъекторы или трубки распола-аются в теле фундамента в шахматном порядке на расстоянии 50—100 см друг от друга, что уточняется на пробном участке.

Расход раствора составляет 25—35% от объема закрепляемых фундаментов. Способ цементации фундаментов проще, чем подводка, не требует больших затрат труда, безопасен при выполнении и удобен для применения при реконструкции и надстройке зданий.

 

Рис. 11. Усиление фундаментов цементацией:
а — нагнетание цементною раствора инъектором; б — нагнетание посредством трубок; 1 — инъектор; 2 — цементная штукатурка

 

Перекладка существующих фундаментов из бутового камня производится в тех случаях,, когда раствор потерял свою прочность, а камень, достаточно прочен, и нет возможности применить цементацию, а также в случаях замены отдельных разрушившихся частей фундаментов (промоины у водосточных труб, трещины и разрушения от неравномерных осадок и т. д.).

Сплошная перекладка фундамента выполняется отдельными участками длиной 1—2 м, расположенными не менее чем через Два участка друг от друга. На каждом участке открывается шурф глубиной на 0,5 м выше подошвы, шириной по дну 1,5 м, из которого и выполняются все работы.

Новая кладка ведется на цементном растворе с тщательной подклинкой верхнего ряда камнями клиновидной формы и заклин-кои зазоров полусухим цементным раствором состава 1: 2.

При большом периметре здания перекладку фундамента можно производить одновременно в нескольких местах. При этом одновременное ослабление фундаментов не должно превышать 20% площади их основания. Усиление фундаментов в этом случае производится последовательной подводкой.

Подводка новых фундаментов производится в тех случаях, когда имеется возможность или необходимость одновременного их заглубления. В этом случае в нижней части стены заделываются с двух сторон рандбалки из стальных двутавровых балок. Подводку фундамента ведут также отдельными участками длиной 1—2 м. Для каждого подводимого участка возле фундамента отрываются шурфы с креплением их стенок (рис. 12, а, б). Затем под фундаментом выбирают грунт до проектной отметки и, если нужно, разбирают нижнюю часть фундамента. Образовавшееся пространство заполняют кладкой или бетоном и заклинивают щель в месте примыкания нового фундамента к старому, как указано выше. Крепление от обвала старого фундамента производится деревянными стойками так же, как и при их перекладке.

 

Рис. 12. Порядок производства работ при подводке фундаментов:
а — устройство шурфа; б— подводка нового фундамента; 1 — существующий фундамент; 2 — доски крепления; 3 — новая отметка заложения фундаментов; 4 — распорки; 5 — стойки; 6 — новый фундамент; 7 — устройство цементной заклинки между старым и новым фундаментами; 8 — стойка временного крепления фундамента от обвала (остается в кладке нового фундамента)

 

Подводка сплошных ленточных фундаментов, как и их перекладка, может производиться также не по всему периметру, а отдельными участками с одновременным их значительным ушире-нием. В этом случае уширение производится в местах сопряжения продольных и поперечных стен и в углах здания.

Перекладка и подводка фундаментов являются наиболее сложным и дорогим видом усиления. Для ее выполнения нужно привлекать высококвалифицированный технический персонал и рабочих. При выполнении этих работ необходимо особенно тщательно следить за подклинкой и заделкой зазора между старой и новой кладкой, чтобы обеспечить передачу нагрузки от стен на новый фундамент.

 

Рис. 13. Усиление фундаментов посредством уширений (банкетов):
а — уширение из бутовой кладки или бетона; б — уширение из железобетона; в — крепление банкета к фундаменту при помощи поперечных балок; г — усиление фундаментов соседних стен с мелким заложением; д — усиление фундамента железобетонными шпорами, устраиваемыми на месте сгнивших бревен деревянного ростверка: 1 — существующая кладка; 2 — уширение фундамента; 3 — опорная полка; 4 — анкер; 5 — отверстие в фундаменте заделывается жидким раствором; 6 — поперечная балка металлическая или железобетонная, 7 — продольные металлические балки, обетонированные; 8 — шпора; 9 — заливка раствором; 10 — песчаная подушка уплотнения; 11 — бетон

 

Усиление фундаментов посредством уширений заключается в устройстве дополнительных частей фундаментов с обеих сторон существующего, которые скрепляются с ним монолитно.

Уширения могут устраиваться из бутовой кладки бетона и железобетона. Соединение уширений фундаментов со старой кладкой должно обеспечивать их совместную работу. Для этого крепление уширений вверху производится при помощи упорных полок, заделанных в борозды, или посредством поперечных балок. Крепление уширений внизу достигается заделкой в них анкеров.

Фундаменты средних капитальных стен при наличии подвала имеют обычно мелкое заложение. Конструкция бетонных ушире-ний для таких стен с жесткой арматурой из стальных двутавровых балок приведена на рис. 13, г. В этой конструкции стальные балки могут быть заменены железобетонными.

Если усиление фундаментов выполняется в связи с заменой сгнившего деревянного ростверка, то такая замена производится путем устройства железобетонных уширений в виде «шпор», устраиваемых на месте сгнивших бревен ростверка. Подводка фундамента производится отдельными секциями сначала с одной, а затем с другой стороны фундамента. Средняя часть подошвы фундамента остается нетронутой (рис. 13, д).

 

Рис. 14. Усиление фундаментов колон:
а—усиление фундаментов железобетонной колонны; б—усиление фундаментов чугунной колонны:
1 — фундамент до усиления; 2 — фундамент после усиления; 3 — железобетонная обойма; 4 — усиление колонны; 5 — грани фундамента, обрубаемые на конус; 6 — оголовок колонны, в который должна упираться обойма усиления колонны и фундамента; 7 — обойма колонны; 8 — обойма фундамента; 9— бетонная подготовка

 

Уширение фундаментов отдельных колонн производится посредством железобетонной обоймы. Для прочного сцепления и совместной работы старой и новой частей фундамента вертикальные грани старого фундамента стесываются слегка наклонно (рис. 14, а).

По этому же принципу усиливаются фундаменты кирпичных столбов на бутовом фундаменте. В этом случае для обеспечения совместной работы фундамента с обоймой его вертикальные грани стесываются, а для совместной работы кирпичной колонны с железобетонной обоймой с поверхности колонны отбивают штукатурку, очищают ее, производят насечку и забивают в швы кладки 150-лш гвозди.

При усилении фундаментов и чугунных колонн железобетонные обоймы колонн должны доходить до оголовков (капителей) колонны и упираться в них (рис. 14, б).

Перед устройством уширений фундаментов старые фундаменты должны быть тщательно очищены от загрязнений и разрушенного раствора, чтобы обеспечить надежное сцепление старой кладки и нового материала, из которого выполняется ушире-ние. Грунт под подошвой уширений должен быть уплотнен втрамбовыванием в него слоя щебенки толщиной 10 см, чтобы выровнять давление на подошву существующей и дополнительной частей фундамента.

Усиление фундаментов с одновременным их заглублением производится при устройстве и расширении котельных в подвалах надстраиваемых зданий, а также при заглублении фундаментов фасадных стен существующих зданий в связи с прокладкой под улицами туннелей метро, подземных переходов и коллекторов подземных коммуникаций.

В этом случае необходимо разгрузить отдельные участки стен в местах подводки фундаментов. Такая разгрузка производится вывешиванием стен на поперечные балки, нагрузка от которых передается на самостоятельные опоры.

Поперечные стальные балки укладываются в отверстия, пробитые в стенах на расстоянии 2—3 м друг от друга, на уровне верха старого фундамента. При недостаточной прочности стен их предварительно усиливают рандбалками. Для каждой поперечной балки устраиваются две опорные подушки из двух сплошных рядов перекрещивающихся деревянных брусьев на уплотненном основании.

Передача нагрузки на временные конструкции достигается заклиниванием пространства между поперечными балками и временными опорами или при помощи домкратов.