Поставка фундаментов на сваи. Укрепление оснований. с 240-244

Укрепление кладки фундамента. с 236-237

Укрепление кладки фундамента

Если прочность материала бутового, бетонного или железобетонного фундамента недостаточна или имеются отдельные повреждения, часто применяют укрепление цементацией (рис. 81, а). Для этого в теле фундамента пробуривают отверстия для установки инъекторов, через которые под давлением 0,2...0,6 МН/м2 нагнетают цементный раствор с водоцементным отношением 1:1. Обычно зона закрепления составляет объем диаметром 0,6... 1,2 м вокруг инъектора. Из этих условий исходят при определении расстановки иньекторов. Средний расход цементного раствора при закреплении фундамента составляет порядка 25...35% объема ослабленной кладки.

При значительном ослаблении нижней части фундамента агрессивными водами, гниением древесины или по другим причинам производят ее замену бетонным или железобетонным элементом (рис. 81, б). При этом на период ремонтных работ нагрузку от надфундаментного строения передают на соседние участки через металлические подкрепляющие балки. Подобную схему применяют и при увеличении глубины заложения фундаментов.

Распространенным способом укрепления фундамента является устройство бетонной (рис. 81, в) или железобетонной обоймы. Минимальная толщина бетонной обоймы 10...15 см, железобетонной — не менее 15 см. Взятие фундамента в обойму приводит также к некоторому увеличению ширины подошвы фундамента и соответственно уменьшению давления на основание. Иногда для этой цели специально увеличивают толщину обоймы, создавая двусторонние или односторонние (при внецентренной нагрузке) банкеты. Для того чтобы более полно включить в работу не обжатые ранее под уширяемой частью фундамента участки грунта, в него втрамбовывают 5-10-сантиметровый слой щебня или гравелистого песка.

Бетонная обойма скрепляется с телом фундамента анкерными стержнями диаметром 20 мм, закладываемыми с расстоянием 1-1,5 м. Железобетонная обойма армируется сеткой и заделывается в теле фундамента с помощью анкеров или несущих балок. Конструкции различных типов таких фундаментов приведены в работах (Ройтман А. Г. и др., 1978; Коновалов П. А., 1988; Мальчинов и др., 1989).

Постановка фундаментов на сваи

При необходимости передачи увеличивающихся на фундамент значительных нагрузок на нижние более прочные слои основания используют усиление фундамента подводкой свай. Несущую способность и число свай определяют расчетом. Недостаток этого решения заключается в сложности производства работ. Забивка свай при усилении фундаментов не применяется, так как возникающие при этом динамические воздействия могут оказать вредное влияние на реконструируемое здание. Иногда производят задавливание отдельными звеньями призматических свай до набора требуемой длины, упираясь домкратом в подошву вскрытого фундамента. Однако и такая схема является крайне трудоемкой и сложной в исполнении.

Наиболее часто для этих целей используют набивные сваи. Один из способов устройства заключается в том, что рядом с существующим фундаментом пробуриваются скважины, которые заполняют бетоном с последующим механическим или пневматическим уплотнением. Другим распространенным способом является устройство буроинъекционных свай.

Несмотря на отмеченные выше сложности постановки фундаментов на сваи, очевидным достоинством этого конструктивного решения является возможность восприятия значительных горизонтальных и моментных нагрузок за счет увеличения расстояния между осями вертикальных свай или при использовании наклонных свай.

Укрепление оснований

Если задачи реконструкции не удается решить с помощью уширения фундаментов или при этом ожидается развитие чрезмерных деформаций, следует прибегнуть к укреплению грунтов основания. Перечень наиболее распространенных способов и условия их применения приведены в табл. 5.2.

Физико-механические и технологические особенности этих способов подробно рассмотрены ниже. Однако при их использовании в целях укрепления оснований существующих зданий возникают некоторые дополнительные трудности, например, давление цементации должно быть ограничено величинами, безопасными для состояния фундаментов и конструкций зданий.

Таблица 5.2

Способы укрепления грунтов основания

Способы укрепления	Виды грунтов	Коэффициент фильтрации (м/сут.)
Цементация Силикатизация: двухрастворная однорастворная газовая Электросиликатизация Электрохимическое закрепление Смолизация Термический способ	Трещиноватые скальные и закарстованные грунты Крупнообломочные Песчаные Песчаные Просадочные Песчаные Просадочные Песчаные и глинистые Водонасыщенные глинистые и пылеватые грунты Песчаные Просадочные, глинистые	80...500 80...500 2...80 0,5...5,0 Не менее 0,2 5...50 Не менее 0,1 0,005...0,5 0,5...50 0.5...50 При любом значении

Закрепление грунтов заключается в искусственном преобразовании строительных свойств грунтов в условиях их естественного залегания разнообразными физико-химическими методами. В процессе закрепления между частицами грунта возникают прочные структурные связи за счет инъецирования в грунт и последующего твердения определенных реагентов. Это обеспечивает увеличение прочности грунтов, снижение их сжимаемости, уменьшение водопроницаемости и чувствительности к изменению внешней среды, особенно влажности. Важным условием применимости инъекционных методов закрепления является достаточно высокая проницаемость грунтов.

Методы инъекционного закрепления грунтов, не сопровождаемые механическими, в особенности динамическими воздействиями, в основном применяют для усиления оснований сооружений, защиты существующих зданий и сооружений при строительстве новых, в том числе подземных сооружений, создания противофильтрационных завес. Вследствие их высокой стоимости целесообразность применения методов закрепления грунтов на вновь осваиваемых строительных площадках должна обосновываться технико-экономическим расчетом.

Цементация грунтов. Этот метод применяют для упрочнения насыпных грунтов, галечниковых отложений, средних и крупнозернистых песков при коэффициенте фильтрации упрочняемых грунтов более 80 м/сут. Цементацию используют также для заполнения карстовых пустот, закрепления и уменьшения водопроницаемости трещиноватых скальных грунтов.

Цементационный раствор обычно состоит из цемента и воды при водоцементном отношении 0,4:1.

Для цементации грунтов применяют забавные инъекторы, или инъекторы-тампоны, опускаемые в пробуренные скважины. Инъекторы представляют собой трубу диаметром 25-100 мм, снабженную перфорированным звеном длиной 0,5—1,5 м. После погружения инъектора в грунт или скважину в трубу под давлением подается чистая вода, и скважина промывается. Затем через трубу нагнетается цементный раствор, который, проникая в грунт, цементирует его.

При цементации карстовых пустот и трещиноватой скалы применяют цементационный раствор при небольшом водоцементном отношении. Кроме того, в раствор часто добавляют песок.

Радиус закрепления грунта, давление нагнетания, расход цементного раствора и прочность зацементированных грунтов устанавливают в процессе опытных работ.

Метод цементации применяют также для усиления конструкции самих фундаментов. Для этого в теле фундаментов пробуриваются шпуры, через которые в материал или кладку фундамента под высоким давлением нагнетается цементный раствор.