Способы и технологии усиления или восстановления несущей способности фундаментов определяются уровнем реконструктивных работ, а также методами создания новых архитектурно-планировочных решений. При критическом износе внутренних стен и перекрытий возникает необходимость усиления фундаментов с изменением расчетной схемы. В таких случаях экономически целесообразно принять комбинированную систему фундаментов: фундаменты для самонесущих стен и монолитная железобетонная плита для встроенных конструктивных элементов. Передача нагрузки на монолитную плиту снимает ограничения по высоте и количеству надстроенных этажей. При этом в зависимости от состояния фундаментов наружных стен не исключаются их восстановление, усиление и укрепление основания подошвы рассмотренными ранее методами и технологиями.
Устройство монолитной фундаментной плиты предусматривает полный демонтаж конструктивных элементов внутри коробки здания, подготовку основания, устройств для объединения фундаментов стен с плитой с целью перераспределения нагрузок.
|
|
На рис. 6.32 приведены некоторые конструктивные решения, способствующие созданию устойчивых, малодеформативных систем, объединяющих фундаменты стен с монолитной фундаментной плитой. Они основаны на использовании анкерных устройств в виде металлических консолей в фундаментных стенах, которые затем объединяются с армокаркасами плит и замоноличиваются.
Рис. 6.32. Конструктивные решения сопряжений фундаментов наружных стен с монолитной фундаментной плитой
а - с размещением анкеров в стене фундамента; б - то же, под подошвой фундамента; в - с подведением монолитной плиты под стену фундамента; г - с размещением анкеров в стене фундамента и омоноличиванием с фундаментной плитой: 1 - фундамент наружных стен; 2 - сквозные отверстия в фундаменте; 3 - металлический анкер из прокатной стали; 4 - монолитная железобетонная плита; 5 -бетонная подготовка; 6 - уплотненный грунт; 7 - гидроизоляция
В каждом конкретном случае техническое решение может отличаться как конструктивной схемой, так и технологией производства работ. Наиболее простым вариантом является устройство в основании фундамента штрабы глубиной 0,3-0,5 толщины стены с последующим подведением монолитной армированной плиты. При этом арматурный каркас должен входить в штрабу, тем самым объединяя конструктивные элементы фундамента стены и монолитной плиты.
В местах размещения внутренних стен устраиваются дополнительные ленточные углубления с проектным армированием и омоноличиванием совместно с основным телом плиты (рис. 6.32). При устройстве фундаментов под колонны над поверхностью плиты устраиваются сборные или монолитные стаканы.
|
|
При достаточно больших нагрузках на общий фундамент возможно устройство свайного основания из буронабивных свай с последующим объединением их оголовков с монолитной плитой. Такие решения, как показал опыт реконструктивных работ, экономически целесообразны и весьма технологичны. По сравнению с методами, основанными на увеличении или восстановлении несущей способности старых фундаментов, себестоимость работ снижается на 30-40 %, в то же время резко сокращается продолжительность работ вследствие возможности использования высокоэффективных машин и механизмов.
На рис. 6.33 и 6.34 в качестве примера приведены конструктивно-технологические схемы устройства монолитной плиты фундамента реконструируемого здания. Наличие большого фронта работ и отсутствие стесненности позволяют применять поточные методы производства работ и высокопроизводительное оборудование. Так, при подготовке основания используются самоходные вибротрамбующие плиты. Армирование осуществляется армокаркасами заводской готовности. Подача и укладка бетонной смеси -автобетононасосами производительностью 20-40 м3/ч или с помощью бадьи и башенного крана. Большие размеры захваток обеспечивают нормальный фронт работ и возможность использования современных техники и технологии.
Рис. 6.33. Варианты переустройства ленточных фундаментов в плитные
а -устройство сплошной плиты снизу подушек; б -то же, сплошной плиты с балками на шпонках; 1 - фундамент; 2 - монолитная плита; 3 -отметка верха пола подвала; 4 -рабочая арматура плиты; 5 - кирпичная плита; 6 - штрабы; 7 -подготовка под монолитную плиту; 8 - гидроизоляция
Рис. 6.34. Технологические схемы укладки бетонной смеси в монолитные плиты фундаментов
а - с подачей бетононасосным транспортом; б -то же, башенным краном; 1 - бетоновоз; 2 - автобетононасос; 3 - распределительная стрела; 4 - бетонная плита; 5 - бадья; 6 - башенный кран
Анализ трудоемкости работ по усилению фундаментов показывает, что в зависимости от конструктивного решения принятой технологии и производства работ этот показатель может колебаться в достаточно широких пределах (от 1,2 до 12 чел.-дн/м3). В таблице 6.8приведены статистические данные трудоемкости выполнения работ различных методов усиления фундаментов.
Таблица 6.8
№ п.п. | Методы усиления фундаментов | Трудоемкость работ на 1 м3 фундамента (чел.-дн/м3) |
Бетонными обоймами | 3,0-5,0: | |
Железобетонными обоймами | 3,5-6,6 | |
Методом токретирования | 2,4-5,0 | |
Уширение фундаментов с использованием металлических связей | 1,8-5,6 | |
Свайным основанием | 4,6-10,8 | |
Короткими сваями в раскатанных скважинах | 1,2-2,6 | |
Сваями с электроимпульсным уплотнением бетона (РИТА) | 2,0-2,4 | |
Корневидными сваями | 5,0-12,0 | |
Восстановление фундаментов с устройством монолитной плиты | 2,8-4,6 | |
Замена фундаментов | 7,0-18,0 |
Несмотря на значительный разброс трудоемкости производства работ, на каждом объекте возможно применение только определенного метода усиления, который учитывает конкретные условия. При возможности использования технология усиления с помощью свай в раскатанных скважинах является наиболее эффективной и экономичной. Ее отличительной особенностью является возможность уплотнения прослоек слабых фунтов за счет дополнительного втапливания щебня, шлака и другого сыпучего материала. Это обеспечивает значительное повышение несущей способности за счет вовлечения в работу свай объема уплотненного грунта.
Применением коротких (до 4 м)набивных свай в раскатанных скважинах достигаются снижение расхода бетона и металла в 1,5-1,8 раза и трудоемкости производства работ до 3 раз. Другим преимуществом данной технологии является возможность устройства фундаментов в насыпных грунтах, что характерно при устройстве пристроенных объемов реконструируемых зданий, находящихся в зоне обратной засыпки.
|
|
Для восприятия возросших нагрузок от надстраиваемых этажей эффективно использование буровых свай с электроимпульсным уплотнением (сваи РИТА). Достаточно адаптированная технология к стесненным условиям производства работ может найти массовое применение для восстановления и повышения несущей способности фундаментов жилых зданий различных периодов постройки.
Технологический эффект может быть существенно повышен при сочетании технологии раскатанных скважин и разрядно-импульсной.
При всем разнообразии технологий следует отметить, что методы усиления фундаментов, основанные на их вскрытии,требуют специальных мер по предотвращению нарушения сложившейся структуры грунта в уровне подошвы от воздействия атмосферных осадков и других техногенных процессов. Как правило, это приводит к дополнительным трудовым и материальным затратам и, в ряде случаев, способствует снижению их надежности.