0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усиление основания фундамента методом устройства выносных свай

Усиление столбчатых фундаментов: способ буронабивных или выносных свай

Укрепление и усиление фундамента — очень трудоемкий процесс восстановительных ремонтных работ. Если вы приобрели старый деревянный дом или являетесь его обладателем уже несколько лет, то для вас нелишним будет узнать, в каком состоянии находится фундамент дома. Ведь рано или поздно придется его восстанавливать, несмотря на то, насколько хорошо он был устроен, и нужно быть готовым к этой необходимости.

В случае возрастания нагрузок на фундамент при реконструкции его необходимо усилить при помощи: укрепления объема, увеличения площади и т. д.

Рассмотрим, как можно усилить столбчатый фундамент деревянного дома. Кроме ленточного столбчатый фундамент является еще одним распространенным типом оснований в старых деревянных домах. Усиление фундамента возможно одним из следующих способов: укрепление объема, увеличение площади, устройство нового основания или дополнительных фундаментов, подводки нового фундамента с увеличенной глубиной заложения.

Причинами, вызывающими необходимость усиления столбчатого фундамента, могут являться ошибки и измененные условия эксплуатации.

Когда может потребоваться усиление фундаментов

Это необходимо в случае:

Схема устройства столбчатого фундамента.

  • возрастания внешних нагрузок на фундамент при реконструкции дома (при строительстве второго этажа);
  • ухудшения строительных свойств основания из-за различных воздействий (вибрации, замачивания, суффозии, агрессии, вымывания и т.д.);
  • обнаружения ошибок в конструкции фундамента;
  • возведения новых зданий в непосредственной близости к ранее построенным с разной глубиной закладки оснований или с их взаимовлиянием;
  • много лет не стабилизирующаяся осадка старого дома.

Исходной информацией для составления проекта усиления столбчатого фундамента может служить информация, полученная из источников:

  • инженерно-геологических работ исследовательских организаций;
  • расчетных схем и конструктивных чертежей фундаментов;
  • результатов обследования грунта и фундамента на основе анализа вскрытых шурфов;
  • результатов обследования состояния старого дома с указанием влияния недоброкачественности влияния на дом;
  • сведений о фундаментах и коммуникациях, расположенных вблизи с домом.

Вернуться к оглавлению

Усиление или полная замена?

Схема видов столбчатого фундамента.

От того, насколько серьезно деформирован фундамент, будет зависеть трудоемкость ремонтного процесса. Нелишним будет заметить, что столбчатые основания в прошлом нередко строились из красного кирпича, который с течением времени и под воздействием влаги способен утрачивать свои первоначальные характеристики. Например, крошение кирпичей может стать причиной разрушения кирпичной кладки, что в будущем приводит к самым неприятным последствиям: перекосу дома, образованию трещин, гниению нижнего венца, заклиниванию окон и дверей и т.д.

Учитывая степень разрушенности столбчатого фундамента, опоры или заменяются на новые, или восстанавливаются.

Вернуться к оглавлению

Предварительный этап работ

Ввиду того, что восстановительные работы требуют подъема дома, нужно подумать о том, как можно уменьшить нагрузку на фундамент. Это можно выполнить несколькими способами:

  • очистить крышу от снега в четырех примыкающих к колонне секциях;
  • исключить действие нагрузок установленного оборудования;
  • вынести из дома мебель и остальные вещи, как можно больше освободив пространство;
  • произвести демонтаж пола;
  • разобрать печь, полностью удалив ее (если она не занимает отдельный фундамент).

Вернуться к оглавлению

Использование домкратов в подъеме дома

Схема подъема дома при помощи домкрата.

Для отрыва конструкции дома можно использовать механические, гидравлические или автомобильные домкраты.

В случае усиления столбчатого фундамента домкраты устанавливают на подготовленные заранее площадки. Площадку делают так: сбивают вместе несколько досок таким образом, чтобы они образовали квадрат размером полметра на полметра. Для установки домкрата в угловой части дома подбирают часть бревна, на которую будет воздействовать основное поднимающее усилие от домкрата. В этом месте убирается часть забирки выбиванием кирпичей. Чтобы не страдал нижний венец дома при его подъеме, усилие от домкрата подают на стальную пластину (толщина ее — свыше 5 мм).

Чтобы дом как можно меньше разрушился при подъеме и перемещении центра тяжести, его можно дополнительно обезопасить. Это возможно благодаря вбиванию длинных вертикально направленных досок в каждое бревно. Этим создается дополнительная жесткость конструкции. Целесообразность применения этого способа зависит от состояния, в котором находится дом.

Вернуться к оглавлению

Замена венцов

Довольно часто усиления столбчатых фундаментов старого дома предполагают замену нижнего венца дома.

Схема монтажа старого фундамента.

Это вызвано тем, что в прошлом гидроизолирующие материалы значительно отличались от современных по качеству и использовались достаточно примитивные гидроизоляторы, которые к настоящему моменту уже могли и сгнить. В результате этого древесина напрямую соприкасается с основанием дома и подвергается воздействию влаги. В итоге — гниение венцов дома и перекашивание строения.

Замена венцов дома — непростая работа, требующая аккуратности, терпения и осторожности. Но тем не менее и ее можно выполнить самостоятельно, главное — знать, как. И без помощи еще одного человека при этом не обойтись. Полная замена венцов дома может проходить как с использованием домкратов, так и без их участия. Следует рассмотреть оба варианта.

Вернуться к оглавлению

Замена одного бревна без домкратов

Сначала разбирают ту часть фундамента, которая находится под венцом, с тем расчетом, чтобы его можно было легко достать. Нужно дополнительно спилить соединение бревен с боков, и только тогда старое бревно можно извлечь и заменить новым. Заранее новое выбранное бревно нужно острогать, чтобы оно плотно прилегло к прокладке. На подкладку настилают три слоя водоотталкивающего материала, порезанного на полосы. Сверху бревна накладывается конопаточный материал. Затем бревно с помощью клиньев поднимают вверх. Когда бревно встанет на свое место, нужно сразу приступать к восстановлению фундамента. Делается опалубка и заливается новым раствором. После того как он застынет, временную опалубку убирают.

Вернуться к оглавлению

Замена венца домкратом

Схема замены венца.

Для подъема используют два домкрата до 5 т, которые устанавливают в два гнезда, проделанные в бревне (размером около 40 см). Дом поднимают на высоту заменяемого бревна и делают запас высоты в 10 сантиметров. Подъем дома проходит в несколько этапов. Каждый из этапов — подъем одной стороны дома не выше чем на 1,5 см. В приподнятом положении его фиксируют временными подставками-опорами из бруса. Дом проверяется на наличие повреждений.

И так дальше — пока он не поднимется на нужную высоту. Этот процесс достаточно продолжительный по времени и довольно трудоемкий. Нужно постоянно контролировать безопасность проведения работ.

Вернуться к оглавлению

Усиление столбчатых фундаментов

Владельцу старого бревенчатого дома не избежать проблем, если столбчатый фундамент возводился на пучинистом грунте. Может наблюдаться:

  1. Крен некоторых столбов под воздействием горизонтальных сил, что послужило перекосу строения в их направлении.
  2. Уход в землю опор со временем, что привело к чрезмерному увлажнению нижних венцов или перекосу дома.

Для обоих случаев единственно верным решением является усиление основания старого дома, которое предполагает замену прежних опор на новые.

Вернуться к оглавлению

Самый простой вариант — установка буронабивных свай

Схема усиления фундамента при помощи свай.

Первый этап — подъем дома описанным выше способом, который применялся для замены венцов. Затем дом в приподнятом положении жестко фиксируется. Производится подкопка старого столба и замена его новым. Для новой опоры заглубление делается на 300-500 миллиметров от уровня подошвы прежнего столба, после чего сооружают новую площадку.

Если будет применяться асбестоцементная труба диаметром 200 миллиметров, то параметры опорной площадки составят около 400х400 мм.

Укладывают слой песка. Плотно его утрамбовывают.

В наклоненном положении устанавливают трубу с выбранным диаметром, через нее вливают первоначальный слой бетонного раствора, который образует подошву буронабивной сваи.

Когда бетонный состав немного схватится, сваю армируют и заливают бетоном полностью. Затем свая устанавливается в вертикальном положении на место прежнего столба.

Заключительный этап работ — засыпка ямы грунтом.

Вернуться к оглавлению

Усиление фундамента способом выносных свай

При этом способе вся нагрузка от дома (в т.ч. дополнительная) должна восприниматься сваями. Работу старого фундамента в расчет не принимают при расчетах в составлении проекта усиления.

Схема устройства сваи.

Усиливая фундамент выносными сваями, стремятся достичь надежного сопряжения прежнего основания со сваями, укладывая в рандбалки в продольных штрабах стены, которые связывают железобетонным монолитным ростверком, соединяющим концы свай. Сваи выводят к верху нижней ступени фундамента и раздельные ростверки бетонируют. Чтобы избежать работы ростверков на изгиб, домкраты ставят непосредственно над сваями. На расположенном между домкратами участке фундамент разбирают и соединяющую два ряда ростверков ступень основания бетонируют. Эту ступень нужно выполнить так, чтобы она смогла выступать в качестве жесткого фундамента. По прошествии одних суток домкраты снимают. Удаляют инвентарные ригели, разбирают старую кладку этих участков и заменяют бетоном.

Усиливая столбчатый фундамент, передаточные поперечные балки делают парными. Ими производят зажим колонны.

Чтобы домкраты работали синхронно, их подключают к общему насосу. Давление возрастающими ступенями передают постоянно. Делают перерыв после каждой ступени, чтобы наблюдать процесс усадки сваи под нагрузкой. Перерыв длится, пока осадка не стабилизируется. Как только прибор, установленный на столбе, отметит изменение подъема, обжатие свай прекращается. Подклинку между поперечными балками и рандбалками осуществляют после нормализации осадки свай, бетонируют железобетонный пояс.

При усилении столбчатых фундаментов можно переоборудовать их в ленточные, а ленточные — в плитного типа.

Для этого между установленными фундаментами возводят железобетонную стену наподобие перемычки. Ее нижнюю часть заводят под подошву столба. Железобетонной обоймой перемычка охватывает подколонник.

Снизу перемычка для увеличения несущей способности может быть выполнена уширенной. Если нужно выстроить подвал, перемычку строят на всю высоту колонны. Арматуру устанавливают так, чтобы в новом ленточном основании все перемычки работали сообща. В связи с этим у подколонника перепускают арматурные стержни из одной перемычки в другую, а внизу под подошву существующих фундаментов заводят арматурные каркасы. На существующих основаниях делают штрабы и насечку для лучшего сопряжения перемычки. Для приварки арматуры перемычки оголяют арматуру.

Вернуться к оглавлению

Усиление фундамента: последовательность работ в сухом грунте

  1. Грунт удаляется до отметки подошвы со всех сторон фундамента, крутизна откосов принимается максимально допустимая. В случае необходимости оборудуется вертикальное крепление для стенок ямы.
  2. Выполняется очистка и насечка с боковых сторон фундамента.
  3. В случае необходимости монтируются обжимные балки.
  4. Ведется уплотнение грунта щебенкой, монтируется арматура, обустраивается опалубка и производится бетонирование.

Вернуться к оглавлению

Последовательность работ при подъеме грунтовых вод выше отметки подошвы основания

Грунт удаляется на полную глубину с одной стороны фундамента с оборудованием вертикальной стенки его крепления.

Выполняется очистка, насечка боковых сторон фундамента и вычистка грунта в отметке подошвы с щебневым уплотнением.

На дно ямы вплотную к фундаменту ставятся пригрузочные элементы с необходимой расчетной массой.
На второй и третьей гранях выполняются в последовательном порядке перечисленные операции.

На четвертой грани осуществляется весь цикл усилительных работ: отрывка ямы, насечка бетонной поверхности, армирование (с выпусканием концов арматуры), заливка бетоном, выдерживание бетона (нужна 50% прочность), устройство заграждающих щитов от проникновения грунта в емкости на соседних сторонах при засыпке пазухи. Пазуха засыпается с трамбованием грунта.

На первой, второй, третьей гранях попеременно повторяется полный цикл работ тогда, когда на той стороне, где выполняется работа, предварительно сняты пригрузочные элементы. В ходе указанных операций осуществляется стыковка выпусков арматуры, оставленных на соседних сторонах.

Пригрузочные компоненты нужно заранее изготовить из бетона размером 0,5х0,5 м с высотой 1 и 1,5 м, размером 0,75×0,75 м и 2 м высотой, что отвечает их массе от 0,5 до 2,5 тонн. Для строповки элементы должны в верхней их части иметь утопленные в бетон петли.

Читать еще:  Как приготовить цементный раствор для заливки фундамента?

Усиление и ремонт свайных фундаментов

Часто приходится наблюдать, как недавно построенные сооружения начинают разрушаться. К этому привести могут разные причины, среди которых и допущенные ошибки при планировании, крупномасштабное строительство по соседству, проблемы с почвой, опоры может выдавить почвой и т.д. Все это и является причиной появления трещин сначала на фундаменте, а затем на стенах. Перекашиваются оконные проемы, двери и вскоре, здание станет аварийным. Чтобы этого не произошло, когда появились первые трещины, необходимо сделать усиление свайного фундамента. Но предварительно при обследовании выясняются возможные причины того, почему произошла просадка или выпячивание отдельных либо всех опор. Мероприятия для укрепления существующего фундамента возможно произвести своими руками, но необходимо четко понимать суть происходящего.

Особенности технологии

Укреплять свайную основу любого здания, необходимо там, где она просела. Есть несколько способов выполнить ремонт фундамента. Каждый из них разработан для определенного вида здания с учетом типа почвы, на которой оно расположено. Конечно, лучше всего провести работы по ремонту основы зданий еще на этапе строительства и разработать этот пункт при проектировании.

Существуют несколько методов, которые могут помочь усилить фундамент. Это можно сделать:

  1. Усилением основы дополнительными сваями.
  2. Установкой отливов.
  3. Укреплению углов.
  4. Укреплением основы по периметру.

Выбор конкретного вида мероприятий зависит от места, которое нуждается в укреплении – стволов опор, грунта возле них или ростверка. Так называют верхнюю часть в основании, соединяющую отдельные элементы основы сооружений.

Усиление ростверков

Усиливают ростверк здания, способом, который называется торкретирование. Это — нанесение цементного раствора под давлением на предварительно очищенную поверхность пескоструйным аппаратом или стальными щетками.

Для этого поверхность сначала тщательно продувают, после чего завершают процедуру, промывая подготовленную поверхность поданной под давлением водой. Затем крепят к анкерам металлическую сетку (размер ячеек 6-10 см). Для фиксации сетки можно применить вязальную проволоку.

Нанесенный раствор, создав своего рода стяжку, защищает бетон от дальнейшего разрушения, сохраняя от разрушения и свайные конструкции, в том числе и при многочисленных трещинах. Чтобы усилить прочность защиты, стяжка может наноситься не в один слой, а в несколько так, чтобы она попадала в каждую трещину. При этом каждый последующий слой стяжки наносится после того, как предыдущий высохнет. Проводить этот вид работ лучше весной, чтобы за лето бетон полностью застыл и укрепился, а реконструируемое здание приобрело устойчивость и прочность. Стяжками можно укрепить бетонные опоры.

Если обследование выявило наличие серьезных повреждений железобетонного ростверка, понадобиться провести более масштабную работу. Так, для заделки трещин понадобиться нагнетать под давлением цементный раствор в каждую щель. Как усилить ленточный фундамент или основу на сваях, если в бетонных элементах появились пустоты? Чтобы добраться к пустотам, необходимо пробурить шпуры диаметром от 40 до 80 мм. Количество отверстий зависит от величины пустоты – их должно быть столько, чтобы можно было полностью заполнить полость. После этого через инъекционные трубки внутрь пустот заливают раствор. Подают его под давлением в первую очередь более жидкую часть, а затем – густую.

Способы усиления фундамента на сваях

Укрепление свайных фундаментов возможно, если провести следующие мероприятия:

  1. Использование железобетонных обойм. Если ростверк основания высокий, ствол является доступным. Появившиеся при усадке основания поперечные и продольные трещины на сваях будут быстро расширяться и здание со временем разрушится. Их укрепление при помощи железобетонных обойм не допустит появление новых трещин и расширение старых. Обойма – монолитная пустотелая конструкция. Ее длина равняется высоте сваи над поверхностью плюс 1 метр, на который ее нужно будет погрузить в почву. Это не допустит, чтобы основание просело, и дом разрушился.
  2. Усиление свайного фундамента при реконструкции здания возможно и при помощи дополнительных свай. Используется данный метод в том случае, когда нагрузка на фундамент возрастает. Такое происходит, когда надстраивают сверху дополнительный этаж. Работы по усилению происходят так: вплотную к стволу в том месте, где просел фундамент, погружают забивную или буронабивную сваю. Если мероприятие проводится с использованием буронабивного элемента, рядом со стволом старой бурят несколько скважин. Их после монтажа скважины армируют и затем заливают бетоном. Используя данный метод при ремонте фундамента своими руками, можно работать не с каждой сваей, а через одну, две.
  3. Метод «рубашки». Как укрепить опору, если она полностью покрыта трещинами и появляются новые щели? Чтобы не допустить дальнейшей усадки, усиливают конструкцию так — вокруг опор, которые нужно укрепить, бурят скважины. Их размер должен быть от 5 до 8 см. Причем, рядом со сваями должна пройти хотя бы одна скважина. Затем внутрь подготовленных скважин нагнетают раствор цемента. Такая реконструкция – это не только защита ствола опоры от воздействия нагрузки сверху — так укрепляли основу при ремонте в деревянном доме, если он построен на слабой почве.

Укрепление грунта при ремонте свайного фундамента

Иногда ремонт свайного фундамента требует укрепление грунта.

  1. Заполнить песком наклонные скважины или уплотнить грунт глубинным вибратором.
  2. Армировать слой грунта.
  3. Заняться снижением уровня грунтовых вод.

Термическим способом – пробурить скважины и сжечь в них топливо. Это гарантирует образование под домом плотного грунтового столба в каждой скважине. Только делать это нужно осторожно, чтобы при ремонте не сжечь и дом. При укреплении данным методом сначала проводится разметка, чтобы деревянные детали не соприкасались с теми местами, где будет выход отверстий наружу.

Укрепляющий химический способ ремонта предусматривает выполнение следующих действий:

  1. Нагнетание силикатного раствора или синтетической смолы в почву.
  2. Реконструкция при помощи введения раствора аммиака в грунт.

Если сложилось так, что был приобретен готовый построенный дом, возведенный по технологии ТИСЭ, или же не было проведено обследование почвы и в сооружении через несколько лет эксплуатации на фундаменте появились первые трещины, которые каждый год становятся больше, необходимо будет поступить по-другому – разобрать часть фундамента. Далее, если постройка легкая, укрепить свайный фундамент трубами, уголками, для крупных зданий нужно будет использовать более прочный материал, например, стальной прокат.

Подготовительные работы

Опытные строители советуют прежде, чем начать ремонтировать свайный фундамент, точно определить, что произошло со сваями — проваливаются они или выпячиваются. Для установления данного факта лучше всего вызвать бригаду специалистов, которые, чтобы провести обследование, установят контрольную сваю неподалеку от постройки. Это необходимо, чтобы выяснить глубину установки данного элемента и определить, была ли пройдена точка промерзания или нет.

Если происходит выпячивание сваи – она не погружена в почву до нужного уровня. Если сваи проваливаются, усилить их будет гораздо сложнее, но все, же реально: остановить провал можно установкой под основу металлических, деревянных, железобетонных прокладок. Установка цементных столбиков не даст должного эффекта и даже может в некоторых случаях усугубить ситуацию.

Применение профилированных труб

Для усиления свайного основания используют профилированные трубы размерами 3х6 см. Работы выполняются по следующей технологии: при помощи труб нужного размера последовательно соединяют сваи под всем зданием. Этот вариант применим, когда опоры возвышаются над поверхностью не меньше 0,7-0,8 м.

Приваривают трубы надо с внутренней стороны опор – в дальнейшем он не будут мешать проведению отделочных работ или установке защитных панелей. Если сваи выступают над землей более, чем на 0,7 м, приваривают трубы крест-накрест. Середину стыка закрепляют при помощи специальной металлической накладки. Так называется квадратная пластина размером 20х20 см.

Использование уголка и швеллера

Технология применения укрепляющего уголка аналогична тому, как создается при усилении из труб пояс жесткости. Для этого подготовленные элементы приваривают так между сваями, чтобы они перекрещивались именно возле опор. Для этого при разметке отмечают места, где будут располагаться уголки. Приваривают элементы с наружной и внутренней стороны свайное основание. Благодаря этому удастся увеличить прочность основы под домом и не допустить в дальнейшем усадку. Если имеются просевшие опоры, проведенная реконструкция укрепит их и основа не провалится.

Существует еще один способ по укреплению свай в фундаментах. Если надо упрочнить фундаменты деревянных домов, у которых произошла просадка свай в насыщенных влагой почвах, используются швеллера размером от 16-и до 20 мм. Швеллер приваривают на сваях вдоль верхнего пояса. Другими словами, такая реконструкция – это создание своего рода дополнительных оголовков, соединенных в цельный каркас. Конструкция не допускает отклонения свай, что сохраняет прочность ленточной или свайной основы. Конечно, стоимость подобной защиты довольно высокая, зато она продлит эксплуатацию старого фундамента, и сохранить его от просадок. Строители утверждают, что усиленный швеллерами старый фундамент может по прочности превзойти ленточные основы. Им в скором времени не грозит усадка и просадка отдельных опор.

Обеспечение гидроизоляции

Очень часто причина осадки свайного фундамента – влияние подземных вод на грунт и сами опоры конструкции. Если проведенное обследование подтвердило это предположение, крайне важно сделать гидроизоляцию, благодаря чему фундаменту угрожать ничего не будет. Если планируется замена фундамента, обязательно должна выполниться гидроизоляция существующих и вновь установленных опор.

Гидроизоляция свайного фундамента заключается в защите от влаги опорных элементов. Особенность обработки зависит от вида использованных свай. При гидроизоляции буронабивных свай бурят скважины, укрепляют стенки глинистым раствором, армируют и заливают бетон, поместив в скважину рубероид, свернув его трубкой. Если использовались винтовые опоры, сделанные из металла, гидрозащита заключается в окрашивании опор антикоррозийным гидрофобным веществом.

Гидроизоляцией при использовании забивных свай является водозащитный состав, которым покрывают поверхность сваи при реконструкции.

Замена свай

Иногда опоры под домом настолько разрушены, что необходимо их заменить. Как делать демонтаж свайного фундамента, если, например, необходимо удаление свай под деревянными домиками и замена их новыми, то разбирать здания нет необходимости. Так, если произошла усадка и столбы полностью провалились, для укрепления фундамента деревянного дома можно нарастить оголовок каждой опоры. Оголовками называют торец опоры, который находится сверху, прямо под домом. Наращивать опоры можно при помощи оголения арматуры. К ней приваривается необходимой высоты элементы, устанавливается обрешетка и заливаются бетоном. Ремонт оголовков данным способом после обследования можно выполнить и самостоятельно, так как он не представляет сложности. Если столбы выдавило, удаляют оголовки, для чего излишнюю часть осторожно разрушают до нужной высоты, а затем срезают армирование.

Если подобное произошло в ленточном фундаменте, тут придется выполнять радикальные меры – требуется замена фундамента. Делать это нужно, проводя предварительное обследование.

Усиление фундаментов сваями

При степени износа фундаментов,превышающих 50 %, и увеличении нагрузок за счет надстройки этажей усиление фундаментов целесообразно производить методом устройства буронабивных и корневидных свай. Этот весьма прогрессивный метод позволяет провести повышение несущей способности фундаментов с минимальными трудозатратами и предельным сокращением объемов земляных работ.

Ненарушенные структуры грунта позволяют максимально использовать их физико-механические характеристики. В зависимости от характера залегающих под подошвой фундамента грунтов сваи могут работать как сваи-стойки при опирании устья скважины на плотные грунты и сваи висячие, когда основная нагрузка воспринимается силами трения поверхности свай о грунт.

Бурение скважин производится бурильными станками колонкового типа, что позволяет выбуривать отверстия в усиливаемых фундаментах под различным углом наклона. Куст наклонных забетонированных скважин носит название корневидных свай (рис. 6.16,а).

Читать еще:  Треснул фундамент дома что делать

Рис. 6.16. Схема усиления фундаментов
а -корневидными сваями: 1 — усиляемый фундамент; 2 — стена; 3 -корневидные сваи; 4 -плотные грунты; б -технологическая последовательность выполнения работ: I — бурение скважин; II — армирование; III — бетонирование скважины с извлечением обсадной трубы; IV— готовая свая; 1 — рабочий орган буровой машины; 2— обсадная труба; 3 — арматурный каркас; 4 -бетонная смесь

При использовании бурового оборудования в слабых и неустойчивых грунтах, а также при значительной глубине заложения свай используются обсадные трубы, предохраняющие стенки скважин от обрушения, а также бурение под слоем бентонитового раствора.

Технологический процесс устройства буронабивных свай приведен на рис. 6.16,б. Он включает четыре этапа: бурение скважин с установкой обсадных труб на заданную глубину и под требуемым наклоном; армирование скважин каркасом (как правило, цилиндрической формы); подачу, укладку и уплотнение бетона при одновременном извлечении по мере бетонирования обсадных труб; обустройство оголовка монолитной сваи.

Наибольшее распространение получила технология усиления фундаментов зданий буроинъекционными сваями. Они представляют собой разновидность буронабивных свай, имеют малый диаметр (50-250мм) и большую длину (до 40 м).

При устройстве таких свай пластичную мелкозернистую бетонную смесь инъецируют под давлением 0,2-0,3 МПа в скважину с предварительно установленной арматурой. После заполнения скважины бетонной смесью ее устье тампонируют и опрессовывают, создавая избыточное давление растворонасосом или сжатым воздухом.

При усилении фундаментов жилых зданий буроинъекционными сваями их длина существенно сокращается, а технология разделена на несколько стадий (рис. 6.17).

Рис. 6.17. Технологическая схема усиления фундаментов буроинъекционными сваями
I — бурение скважины в теле фундамента; II— нагнетание тампонажного раствора; III -повторное бурение; IV -установка армокаркасов и нагнетание цементно-песчаной смеси; 1 -фундамент; 2 — буровой станок; 3 — бур; 4 -инъекция тампонажного раствора; 5 -зона укрепления фундамента; 6 — инъектор; 7 — армокаркас; 8 -установка для инъецирования;9 – ростверк сваи

На первой стадии осуществляется выбуривание наклонной скважины в теле фундамента на глубину, не превышающую заглубление 0,5 м. Затем осуществляется цементация фундамента под давлением0,1-0,2 МПа с целью повышения его монолитности и ликвидации расслоения в швах.После набора прочности 0,2-0,3 МПа производится повторное выбуривание данной скважины, но на глубину, превышающую заложение фундамента. Затем погружается арматурный каркас и производится нагнетание цементно-песчаного раствора или мелкозернистой бетонной смеси с дальнейшей опрессовкой.

В результате многостадийной технологии обеспечивается повышение физико-механических характеристик кладки фундамента, а за счет создания свай достигается значительный прирост несущей способности фундамента в целом.

Для производства работ используются мобильные бурильные станки колонкового бурения с перфораторами.

Скважины выбуривают станками вращательного бурения СБА-500, которые производят бурение скважин через фундаменты, полы и другие конструктивные элементы под любым углом наклона.Малые габариты станка, отсутствие вибрации и ударов позволяют успешно использовать его в стесненных условиях реконструируемых зданий.

Технологический цикл устройства буроинъекционных свай включает: подготовку площадки; разметку мест бурения;устройство скважин первой стадии; тампонирование тела фундамента. После технологического перерыва в 2-3 дня, связанного с набором прочности тампонажного раствора, производят вторичное бурение на проектную глубину,превышающую глубину заложения фундаментов. Затем производят армирование и нагнетание бетонной смеси с последующей опрессовкой. При наличии слабых грунтов и большой глубине скважин используют обсадные трубы.

Малые габариты бурильной установки позволяют выполнять работы как с фасадной стороны здания, так и из подвальных помещений. Это обстоятельство существенно снижает материалоемкость и трудоемкость работ. Использование коронок с алмазным покрытием позволяет существенно ускорить цикл бурения.

Качество производства работ контролируется пооперационно: контроль ведется при разметке мест бурения,установлении угла наклона, глубины бурения. При тампонировании скважин проверяются качество тампонажного раствора, рабочее давление, расход материала.Дальнейшее бурение скважин требует оценки характера и глубины залегающих грунтов, что определяется по выбранным кернам. Устойчивость скважин обеспечивается установкой обсадных труб или бурением под слоем глинистого раствора при наличии грунтовых вод.

Особое место в пооперационном контроле отводится качеству бетонной смеси, ее технологическим и физико-механическим свойствам, характеру армирования и точности установки армокаркасов в проектное положение, соблюдению тепловлажностного режима твердения бетона. Все контролируемые параметры отражаются в материалах технологических карт и проекте производства работ.

Для уточнения несущей способности свай осуществляют контрольное бурение с заданными параметрами.Результаты испытания контрольных свай позволяют внести коррективы в конструктивное решение по усилению фундаментов.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями наиболее эффективно в условиях слабых грунтов. Принимая модель в виде тонких и относительно длинных изгибаемых строений, находящихся в упругом полупространстве, их устойчивость для линейно деформируемой среды оценивается под действием нагрузок. Длинная и гибкая свая-стойка может деформироваться вследствие выпучивания. Под действием силы потеря устойчивости достигается при изгибе по нескольким полуволнам. Для определения критической силы К. Терцаги предложил зависимость следующего вида: где т — число полуволн синусоиды, по которой свая изгибается в грунте; r — радиус сечения сваи; EJ — изгибная жесткость сваи.

Число полуволн определяется из уравнения где l— длина сваи; K— горизонтальный коэффициент постели.

Изгибающий момент в центрально нагруженной свае может быть оценен зависимостью Мизг = P a / ( 1- Р/Ркр) ,здесь Р -нагрузка на сваю; Ркр— критическая сила, вызывающая потерю устойчивости сваи; a— коэффициент кривизны, определяемый как отношение прогиба и длины сваи.

В практике усиления фундаментов,как правило, используются ложные сваи, которые рассчитываются по деформированной схеме. С учетом граничных условий по заделке оголовка сваи и на нижнем конце, опирающемся в плотные слои грунтов, А.Г. Шашкиным разработаны расчетные модели, которые приближаются к реальным условиям работы. Установлено,что потеря устойчивости свай невозможна, поскольку необходимая для этого критическая сила в 10 раз превышает несущую способность свай по грунту.Максимальные изгибающие моменты возникают в месте заделки головы сваи в теле фундамента,что требует при производстве работ дополнительного инъецирования этой зоны.

На рис. 6.18 приведены расчетные и экспериментальные данные по осадке наклонных свай, которые свидетельствуют о достаточно высокой степени адекватности результатов.

Рис. 6. 18
а
— графики осадки наклонных свай по экспериментальным (1) и расчетным данным (2); б — схемы деформирования свай при критической нагрузке Р

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что использование буроинъекционных свай является одной из эффективных технологий усиления фундаментов жилых и исторически значимых зданий. Они применяются для восстановления бутовых и кирпичных фундаментов старой постройки с основанием на деревянных лежнях и сваях, которые при длительной эксплуатации утратили несущую способность.

Усиление основания и фундаментов буроинъекционными сваями костела Св. Екатерины в С.-Петербурге потребовало более 1200 свай в веерном расположении и опиранием на относительно прочную толщу песчаных грунтов. Дополнительная опрессовка свай позволила увеличить их диаметр на 10-15 %, уплотнить прилегающие слои грунта, тем самым повысить несущую способность.

Подобной технологией осуществляется усиление фундаментов жилых зданий ранней постройки в условиях слабых водонасыщенных грунтов с потерей несущей способности деревянных свай и лежней (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Усиление фундаментов жилого здания буроинъекционными сваями
1 — фундаменты; 2 — лежни из дубовых бревен; 3 -деревянные сваи; 4 -буроинъекционные сваи; 5 -зона плотных грунтов

Устройство буроинъекционных свай осуществляется как с внешней стороны здания, так и с уровня первого этажа. При этом глубина свай принимается из условия их опирания в плотные слои грунта.

Буроинъекционные сваи выполняют армированными из отдельных стержней диаметром до 25 мм класса А400 при их сечении от 93 до 135 мм и арматурными каркасами с рабочей арматурой из 4стержней диаметром 16-18 мм из стали класса А400. При сечении свай 150- 200 мм используются мелкозернистые высокоподвижные бетонные смеси класса бетона не ниже В15.

Усиление свайного фундамента

На данной странице представлена информация по усилению свайных фундаментов. Вы узнаете, какие способы усиления существуют, и по какой технологии выполняется их реализация. Будет детально рассмотрена методика усиления самих свайных опор и обвязывающего их железобетонного ростверка.

  • Методы усиления свайного фундамента
  • Усиление ростверка
  • Усиление фундамента технология

В некоторых случаях возникает потребность ремонта и усиления свайного фундамента

Наша компания проводит такие работы, если речь идет об усилении свай и свайного фундамента путем проведения свайных работ. О том, как производятся такие работы – немного ниже.

Прежде всего, необходимо уточнить, какие из элементов свайного фундамента необходимо усилить:

  • сами сваи
  • ростверк
  • весь фундамент
  • или грунт вокруг сваи

Методы усиления свайного фундамента

Существуют следующие способы усиления свай:

  • Наиболее доступно усиление свайных стволов, если здание имеет высокий ростверк. Сваи с трещинами и даже при их частичном разрушении усиливаются с применением железобетонных обойм, с толщиной стенок е менее 100мм. Такие обоймы устанавливаются по всей видимой длине сваи, плюс осуществляется их заглубление не менее чем на метр, в грунт.

Железобетонная обойма представляет собой монолитную, замкнутую по периметру свайного столба конструкцию, за счет обжатия которой тела сваи достигается предотвращение распространения по ней трещин и уже существующих деформаций. Также обойма дополнительно увеличивает площадь свайной опоры, что приводит к росту ее грузонесущей способности.

Технология усиления свай железобетонными обоймами следующая:

  • Производится откопка свайной опоры на глубину ее заложения (ввиду трудоемкости разработки грунта на большую глубину, данный метод практикуется лишь для усиления свай длиной до 5 метров);
  • Оголенная свая очищается от налипшего грунта и проверяется на предмет механических повреждений;
  • В шахматном порядке по телу сваи просверливаются шурфы — отверстия, выполняющие функцию посадочных гнезд под монтаж арматуры;
  • В шурфах размещаются арматурные стержни, длина которых подбирается исходя из требуемой толщины обоймы;
  • К стержням приваривается каркас из стальной сетки либо арматуры меньшего диаметра, каркас по всей высоте сваи обшивается листовым металлом;
  • Полученная опалубка заполняется бетонной смесью.

Усиленная свая засыпается почвой после полного отвердевания бетона обоймы.

  • Другой способ – по периметру сваи бурятся скважины от 50 до 80 мм., не менее чем по одной скважине возле каждой грани сваи. В дальнейшем в скважины нагнетают цементный раствор. Таким образом, вокруг сваи получается «рубашка», препятствующая дальнейшему разрушению сваи.

В зависимости от способа реализации технологии, монтаж буроинъекционных свай может вестись стандартным методом либо при увеличенном давлении (струйный метод).

При стандартном методе подача бетона осуществляется при давлении 15-20 мПа, при укреплении по струйной технологии — при давлении 350-450 мПа. В последнем случае поток нагнетаемого бетона расширяет стенки пробуренного шурфа, вытесняя почву, что приводит к ее уплотнению и, как следствию, дополнительному увеличению грузонесущей способности сваи.

  • Еще один способ – усиление свай с помощью погружения забивной или устройства буронабивной сваи вплотную к свайному стволу

Данный метод усиления свайных фундаментов практикуется в случаях, когда возникает необходимость в увеличении грузонесущей способности основания (как правило, при надстройке дополнительных этажей). Технология не предусматривает устранения дефектов в уже существующих сваях — дополнительные опоры лишь равномерно распределяют нагрузку от массы здания, принимая ее часть на себя.

При усилении дополнительными опорами фундаментов на винтовых сваях, ростверк и само здание поднимается над свайным полем посредством гидравлических домкратов и опоры устанавливаются по контуру стен. При работе с железобетонными сваями и тяжелыми кирпичными зданиями, новые сваи монтируются на расстоянии 1.5-2 метра от стен дома и соединяются со старым свайным полем с помощью выносных блок

Смотреть так же:

  1. Фундамент с ростверком на сваях
  2. Погружение железобетонных свай

Усиление ростверка

Ростверк усиливают следующим образом:

  • Коррозия наружного слоя исправляется способом торкретирования – послойного нанесения цементного раствора под давлением после предварительной очистки поверхности и крепления арматурной сетки с ячейкой 5-10 см. и диаметром проволоки около5 мм.
Читать еще:  Заливка фундамента под гараж своими руками

Очистка поверхности ростверка выполняется вручную, посредством стальных щеток, либо с помощью обдува поверхности из пескоструйного компрессора. Металлическая сетка при торкретировании необходима для увеличения адгезии (схватывания) наносимой смеси со стенками ростверка.

После очистки ростверка на нем в шахматной порядке высверливаются (на глубину 15-20 см) отверстия под монтаж арматуры (шаг между отверстиями — 50-70 см). В посадочные гнезда монтируются анкера из арматурных прутьев диаметров 10 мм, и посредством вязальной проволоки на них фиксируется стальная сетка.

  • При более значительных повреждениях – раствор нагнетают в заранее пробуренные продольные или накладные шпуры. Количество и расположение шпуров должно охватывать всю разрушенную область ростверка.

Шпуры на поверхности ростверка высверливаются перфоратором, диаметр отверстий — от 4 до 8 мм. Для того, чтобы охватить как можно большую площадь ростверка, отверстия сверлятся в шахматном порядке. Расстояние между отверстиями — от 80 до 150 см, глубина — 40% от общей толщины ростверка (при высверливании с двух сторон) и 75% (при высверливании с лицевой стороны).

После высверливания ростверка образованные полости промываются водой, подающейся через трубки под давлением 0.3-0.5 мПа, по завершению высыхания конструкции в полости нагнетается бетонная смесь (давление подачи — 0.7-1.2 мПа).

Если конструкция ростверка имеет обширные повреждение либо деформации, вместе с бетонированием шпуров обвязка дополнительно усиливается железобетонной обоймой.

Усиление фундамента Технология

При существенном разрушении фундамента, значительном увеличении нагрузки на него или низкой несущей способности, принимают меры к усилению всего свайного фундамента в целом.

При этом грунт вокруг свайных стволов и под их основанием, исчерпавший свои несущие способности, закрепляют следующими способами:

  • Цементацией
  • Смолизацией
  • Силикатизацией
  • Обжигом

Выбор конкретной технологии усиления почвы вокруг свайного фундамента выполняется исходя из типа грунта.

Технология реализации данных методов идентична, отличаются они лишь составом нагнетаемого в почву раствора. При силикатизации используется раствор силиката натрия, который, при контакте с содержащимися в лессовидных грунтах солями кальция, в результате химической реакции переходит в кремниевый гель, который отвердевает и превращает песок в твердую, монолитную породу. При смолизации аналогичный эффект достигается за счет использования раствора из карбамидной смолы и добавленной в нее соляной кислоты.

Нагнетание раствора в почву вокруг фундамента выполняется посредством инъекторов — забиваемых в грунт металлических труб, нижняя часть которых (высотой от 50 до 100 см) имеет отверстия перфорации. Инъекторы забиваются в почву на глубину 6-8 м. посредством пневмомолотов с массой бойка до 30 кг, извлечение труб ведется копровыми установками либо гидравлическими домкратами.

Технология обжига грунта заключается в сгорании топливной смеси (газообразной либо жидкой) внутри пробуренных в почве вокруг фундамента скважин. В процессе сгорания в скважине искусственно поддерживается высокое давление (до 5 мПа) за счет нагнетания сжатого воздуха. Под воздействием воздуха внутрь грунта проникают раскаленные газы, что приводит к образованию пласта обожженной, высокотвердой породы, толщина которого может варьироваться в пределах 4-30 м. (в зависимости от времени обжига и объема используемой топливной смеси).

Усиление фундамента производится чаще всего погружением дополнительных свай, размещенных за пределами контура фундамента. В дальнейшем на них передается нагрузка, посредством упорных горизонтальных балок, которые пропущены через стены или ростверк.

Еще один способ – усиление с применением набивных свай, а также свай в металлических оболочках, которые погружаются по звеньям в грунт при помощи домкрата и заливаются бетоном.

Мы применяем все способы усиления фундаментов, предполагающие погружение дополнительных свай или буровые работы. Для этого компания оснащена всем необходимым оборудованием и техникой.

Так же рекомендуем посмотреть:

  1. Свайный фундамент для строений
  2. Свайный фундамент и дома на сваях

Полезные материалы

Усиление фундамента сваями

Укрепление фундаментного основания сваями, позволят продлить эксплуатационный срок сооружения.

Советы по усилению фундаментов

Достаточно часто в строительстве зданий и сооружений можно столкнуться с проблемой, когда фундамент находится в аварийном состоянии.

Свайный фундамент для строений

На данной странице приведена информация о использовании свайных фундаментов для разных видов строений и рассмотрена технология их обустройства.

Технология усиления свайного фундамента + в каких случаях оно требуется

01.12.2018 2,530 Просмотров

Состояние грунта в большинстве регионов России вызывает сомнение в возможности использования традиционного фундамента.

Возможность подтопления, периодические изменения уровня залегания грунтовых вод, высокие показатели морозного пучения — все эти факторы ставят обычный ленточный фундамент под сомнение.

В подобных случаях принято использовать свайные основания, которые прочно привязаны к глубинным, плотным слоям грунта.

Верхние горизонты, имеющие чрезмерную подвижность и большое количество почвенных вод, становятся не опорными, а промежуточными наслоениями, сквозь которые сваи просто проходят до контакта с прочными уровнями.

Подобные опорные конструкции демонстрируют высокую несущую способность, но и они нередко оказываются слишком слабыми.

Когда требуется усиление свайного фундамента?

Необходимость в усилении свайного фундамента возникает при появлении внешних признаков:

  • Трещины, образовавшиеся на бетонном ростверке.
  • Перекосившиеся стены дом, свидетельствующие о просадках одного или нескольких углов.
  • Появление затруднений при закрывании окон или дверей.
  • Образование трещин поперек несущих стен (особенно в верхней части).

Кроме того, необходимость усиления свайного фундамента может быть запланированной:

  • Расширение площади этажей, увеличение их количества.
  • Строительство дополнительной площади, монтаж тяжелей облицовки (например, отделка натуральным камнем или лицевым кирпичом).
  • Создание пристроек, изменяющих конфигурацию постройки и требующих дополнительных опорных конструкций.

Помимо установки дополнительных стволов, широко используется увеличение их толщины, позволяющее существенно увеличить допустимую нагрузку. Все технологии могут быть выбраны только после тщательного обследования фундамента, установки контрольных маяков и проведения качественного анализа состояния всей опорной конструкции в целом.

Нередко возникают ситуации, при которых требуется воздействие на грунт, непосредственно окружающий опоры, без непосредственного вмешательства в их конструкцию.

В любом случае окончательное решение должен принимать опытный строитель, прошедший профессиональную подготовку и способный правильно оценить приоритет тех или иных действий.

Какие существуют виды

Для усиления свайного фундамента принято использовать следующие методики:

Усиление стволов

Наиболее эффективным способом усиления является установка бетонной обоймы. Она устанавливается на всю видимую часть ствола, плюс на подземную часть глубиной до 1 м. Сама обойма представляет собой полую железобетонную конструкцию с толщиной стенок не менее 100 мм.

Монтаж такого кожуха позволит значительно увеличить прочность ствола, поскольку обжатая бетонной обоймой свая становится в несколько раз толще, что создает определенную опорную поверхность. Все трещины или иные дефекты свайного ствола скрываются, их распространение становится невозможным.

Установка дополнительных опор вплотную к имеющимся сваям

Монтаж дополнительных стволов позволяет перераспределить нагрузку и снизить вес, приходящийся на каждую опору. С этой целью используются забивные или, чаще, буронабивные сваи.

Они заливаются в скважины, просверленные в непосредственной близости к основному стволу и работают с ним в паре как одна опора. Методика используется при необходимости увеличить несущую способность фундамента, поскольку исправления состояния старых стволов в данном случае не производится.

Обычно этот способ применяют при надстройке дополнительного этажа, появлении дополнительной нагрузки на опорную конструкцию.

Создание буроинъекционных свай

Изготовление буроинъекционных свай, расположенных в скважинах, пробуренных по периметру проблемных стволов, позволяет увеличить несущую способность ствола, не предпринимая никаких трудоемких или длительных мероприятий.

Необходимо оббурить ствол так, чтобы на каждое ребро приходилась минимум одна скважина диаметром 5-8 см. Затем в полости скважин нагнетают бетон, обычным способом или под давлением (т.н. струйный метод).

Второй вариант предпочтительнее, так как усилие, с которым раствор подается в скважину, расширяет ее стенки и создает давление материала внутри ствола. Это образует напряженную опору, готовую к принятию повышенных нагрузок.

Когда требуется усиление ростверка

Необходимость в усилении ростверка возникает при обнаружении дефектов поверхности, трещин, появлении деформаций несущих балок. Наиболее проблемными являются бетонные ростверки, которые строятся для принятия больших нагрузок.

Если при проектировании или во время строительства была допущена ошибка, то состояние ростверка через некоторое время просигнализирует об этом и заставит принимать неотложные меры.

К числу признаков усталости или недостаточной несущей способности относятся:

  • Появление отдельных дефектов поверхности бетона, следы электрохимической коррозии.
  • Сквозные трещины, образованные вследствие оседания отдельных опор.
  • Старение или изначально неправильно выбранная марка бетона.
  • Ошибки армирования.
  • Некачественная посадка ростверка на сваи.

Способы монтажа ростверка

Для усиления ростверков применяют следующие методики:

  • Торкретирование. Это процедура напыления бетона под давлением, позволяющая создать дополнительный слой нужной толщины. Специфика нанесения обеспечивает высокую плотность вновь образованной бетонной рубашки, способствует заполнению выбоин, залечивает трещины и прочие изъяны.
  • Монтаж бетонной обоймы. Проблемный участок ростверка подготавливается, сверлятся сквозные отверстия, сквозь которые пропускаются арматурные стержни. Затем на всю длину намеченного для усиления участка собирают арматурный каркас, жестко связанный со сквозными прутками. Вокруг армпояса строится опалубка, обеспечивающая заданную толщину и ширину обоймы, после чего в полость закачивают бетон. Иногда в качестве опалубки используются специальные конструкции, которые плотно обжимаются вокруг ленты ростверка и заполняются бетоном.
  • В сложных случаях перед монтажом бетонной обоймы устанавливают «стену в грунте». Эта методика предусматривает монтаж механической отсечки между стенами траншеи и боковыми поверхностями ростверка. Такой способ позволяет работать, не опасаясь прибывающих грунтовых вод, осыпающихся стенок траншеи и т.п.

Технология установки

Для усиления всего фундамента в целом используются следующие методики:

Инъекции

В районе опор бурят тонкие скважины, в которые нагнетают специальные закрепляющие составы.

В зависимости от типа грунта могут быть применены:

  • Цементация.
  • Смолизация.
  • Силикатизация.

Технология применения всех составов одинакова, разница лишь в химическом составе грунта. Введенный в скважину раствор пропитывает грунт на определенном расстоянии, вступает с ним в реакцию и образует прочную и жесткую породу с высокой несущей способностью.

Иногда вместо скважин используют инъекторы — металлические трубы с перфорацией для подачи состава в грунт. Они погружаются на 6-8 м посредством пневмомолотов, а извлекаются гидравлическими домкратами или копровыми механизмами.

Обжиг

Еще один способ укрепления грунта в районе заложения свай. По периметру бурятся скважины, в которые через систему специальных форсунок подается топливо и воздух для наддува. В результате в скважине образуется давление до 5мПа, а горение при высокой температуре изменяет физические свойства грунта и существенно укрепляет его, повышает плотность и прочность.

В зависимости от типа используемого топлива и от времени производства процедуры, имеется возможность закреплять грунт на глубину до 30 м.

Помимо этих методик активно используются уже рассмотренные технологии усиления стволов и ростверка, применяющиеся совместно с операциями по закреплению грунта.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, как произвести усиление свайного фундамента:

Заключение

Мероприятия, направленные на усиление свайного фундамента, являются вынужденными и чаще всего становятся следствием ошибок, допущенных на стадии проектирования. Исключением могут быть лишь ситуации с необходимостью строительства крупных пристроек, расширением дома, увеличением этажности.

Все эти работы требуют предварительного расчета, скрупулезного соблюдения технологии строительства и применения только высококачественных строительных материалов.

Если все действия выполняются на должном уровне, результатом станет увеличение прочности и несущей способности основания, продление срока службы как фундамента, так и всего дома.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector