Поэтому одними из первостепенных задач при реконструкции жилых зданий являются восстановление и повышение несущей способности конструктивных элементов и надежности зданий в целом

Анализ конструктивно-технологических решений жилых зданий ранней постройки свидетельствует о значительном запасе несущей способности фундаментов и стен. Так, плотность размещения фундаментов для различных периодов построек составляет от 40,4 % (1890-1900 гг.) до 35,9 % (1940-1950 гг.). При невысокой степени физического износа для зданий этого периода возможна надстройка 2-3 этажами без дополнительного усиления фундаментов.

Подобная ситуация наблюдается для построек 1960-70-х гг., когда запасы несущей способности грунтов в 1,5-2,0 раза больше. Как показали исследования, сборные железобетонные конструкции, используемые для устройства ленточных фундаментов, панелей несущих стен и др. конструктивных элементов, за период эксплуатации более 30 лет приобрели прирост прочности в 1,3-1,5 раза, что связано с использованием цементов грубого помола, активная гидратация которых наблюдалась за весь период эксплуатации. Эти обстоятельства позволяют с учетом изменившихся физико-механических характеристик несущих конструкций осуществлять 2 - 3-этажную надстройку домов первых массовых серий.

При выборе вариантов усиления предпочтение отдается таким решениям, при которых расчетная схема обеспечивает совместную работу усиливаемой конструкции. Важно установить действительный характер работы конструкций, фактически действующие нагрузки, учитывать оценку влияния узлов сопряжения и соответствие выбранных расчетных схем реальным условиям работы. Особое внимание следует уделять ликвидации дефектов конструкций.

Расчет железобетонных конструкций усиления должен выполняться с учетом фактических физико-механических характеристик материала и их степени износа. Так, при повреждении площади сечения арматуры более 50 % несущая способность существующей конструкции в расчетах не учитывается. При сварке к существующей арматуре стержней усиления расчетное сечение следует снижать на 25 %.

Для усиливаемых конструкций следует применять арматуру классов А240 (A - I), A 300 (A - II), А400 (А- III), а для предварительно напряженных - А600 (А- IV), А800 (A - V), A 1000 (A - VI), арматурные канаты классов К1400 (К-7), К1500 (К-19) и др.

Бетон усиления должен приниматься на один класс выше, чем класс прочности усиливаемой конструкции, но не ниже В15. Раствор для заделки штраб, отверстий, защитной штукатурки - не ниже марки 150.

Следует применять средства и методы ускоренного твердения бетона и раствора.

Технологии укрепления оснований

Снижение несущей способности основания фундаментов вызвано несколькими причинами, к которым следует отнести: изменение гидрологического режима площадки вследствие повышения или понижения уровня грунтовых вод; изменение свойств насыпного грунта вследствие временного параметра; воздействие динамических нагрузок от подземного или наземного транспорта, способствующих снижению плотности основания; перераспределение естественного напряженного состояния в результате дополнительных нагрузок от здания и нарушения природного сложения грунтов; нарушения естественного теплового режима и условий аэрации.

Силикатизация грунтов

Основным компонентом для силикатизации является жидкое стекло - коллоидный раствор силиката натрия. В зависимости от состояния грунтов используют:

однорастворную силикатизацию - путем инъецирования в грунт гелеобразующего раствора из двух или трех компонентов (силикатно-фосфорнокислые, силикатно-сернокислые, силикатно-фтористоводородные и другие составы) при закреплении песчаных и лессовых грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут; двухрастворный способ силикатизации - для закрепления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации до 0,5 м/сут, который заключается в поочередном инъецировании двух растворов (силиката натрия и хлористого кальция). В результате химической реакции образуется гель кремниевой кислоты, придающий фунту в короткие сроки прочность 2-6 МПа.

Электросиликатизация основана на сочетании силикатизации с одновременным воздействием постоянного электрического тока и предназначена для закрепления переувлажненных мелкозернистых песков и супесей с коэффициентом фильтрации до 0,2 м/сут.

Газовая силикатизация впервые разработана и применена в нашей стране. В качестве отвердителя силиката натрия используют углекислый газ, что позволяет закреплять песчаные грунты с коэффициентом фильтрации 0,1-0,2 м/сут, лессовые и грунты с высоким содержанием органических примесей. Прочность закрепленного грунта составляет 0,5-2 МПа и достигается в кратчайшие сроки.

Смолизация - закрепление песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут и лессовых грунтов путем инъецирования водных растворов синтетических смол (карбамид-ных, фенольных, фурановых и др.). Время гелеобразования регулируется количеством вводимого отвердителя. Смолизация не только способствует повышению прочности до 1-5 МПа, но и обеспечивает водонепроницаемость грунтов.
Закрепление грунтов цементацией

Такой метод закрепления грунтов может быть применен для закрепления скальных, песчаных и гравелистых грунтов при следующих коэффициентах фильтрации: для скальных грунтов - 0,01 м/сут, для песчаных - 50 м/сут. Для цементации применяют смеси цементного раствора с В/Ц = 1-0,8. Для улучшения свойств, а также для связывания химически несвязанной воды в раствор добавляется бетонит в количестве до 10 % массы цемента.

В грунт через инъекторы под давлением 3-6 атм нагнетают раствор. Расстояние между скважинами назначают в зависимости от величины удельного поглощения. Радиус закрепления составляет 0,3-1,5 м.

Цементация грунтов обеспечивает создание монолитности основания и повышает прочность в пределах 1,0-4,0 МПа. При этом повышается водонепроницаемость грунта. Вид и марку цемента принимают в зависимости от наличия и агрессивности вод.