При возведении объекта капитального строительства фундамент является основополагающим элементом. Он воспринимает все нагрузки от конструкций, которые находятся на нем, а также распределяет их на грунтовое основание. При реконструкции зданий и сооружений важным считается целесообразный и рациональный выбор способа усиления фундамента. В данной статье рассматриваются особенности проведения реконструкции и усиления фундаментов, описаны причины, приводящие к реконструкции, приводится анализ существующих технологий для проведения соответствующих работ.
Ключевые слова: усиление фундаментов и оснований, реконструкция зданий, несущая способность, основание, фундамент, усиление фундамента, укрепление фундамента, свайные технологии, инъекционные технологии.
В последнее время наряду с вопросами о строительстве, актуальными стали вопросы о реконструкции и капитальном ремонте фонда, поскольку данное направление является одним из приоритетных для обеспечения граждан комфортным и доступным жильем. Реконструкция зданий направлена на рост и улучшение свойств объекта во время эксплуатации. Так внимание уделяется конструктивным, функциональным и эстетическим свойствам. И поскольку фундамент является важнейшим элементом конструктива здания — усиление фундаментов является не менее важной задачей.
К причинам, по которым фундаменты теряют свою несущую способность, можно отнести:
- Моральное устаревание, которое приводит к отсутствию возможности выполнять несущие функции;
- Перепады уровня грунтовых вод, чрезвычайное увлажнение фундамента;
- Большое количество циклов переменного замораживания и оттаивания;
- Разработка земли вблизи существующего здания;
- Воздействия динамического или вибрационного характера;
- Некачественно выполненная гидроизоляция фундамента.
Примеры причин, которые негативно влияют на основание и фундаменты представлены на рисунке 1 и 2.
Рис. 1. Деформация и трещина фундамента
Рис. 2. Формы и виды деформаций
Работы, проводимые для усиления фундаментов, связаны с изменением геометрических размеров зданий, увеличением нагрузок, как временных, так и постоянных, усилением фундаментов после суффозии, нестабильности уровня грунтовых вод и т. д.
Прежде чем начинать работы по реконструкции, необходимо провести инженерные изыскания. Целью проведения работ является: определение причины полученных дефектов, характер возникших деформаций, разработка мер по реконструкции фундаментов. В результате обследования, составляется технический отчет, в котором приведены результаты обследования, а также техническое заключение о возможности использования конструктива фундамента при их реконструкции.
Эффективные технологии, применяемые для усиления фундаментов: укрепление фундаментов, усиление фундаментов, усиление фундаментов с помощью свай, укрепление грунтов.
Рассмотрим первую методику — укрепление фундаментов:
- при помощи цементации — для устройства цементации в теле фундамента бурят шурфы или пробивают отверстия для инъекторов и в трещины и пустоты подается раствор под давлением;
- при помощи торкретирования — по периметру фундамента отрывается траншея, и на поверхность устраиваются насечки для подачи бетонной смеси.
- при помощи железобетонных обойм — технология заключается в отрывке по периметру участков, в которых уплотняют грунт и устанавливают арматурный каркас, куда в последствии заливают бетон.
Традиционным способом усиления фундамента является увеличение ширины подошвы фундамента для снижения давления на грунт. Элементами могут служить плиты, столбы, сплошные стены. Под фундаментом длиной 1–2 м удаляют грунт, и на месте изготавливают железобетонную плиту или устанавливают железобетонные элементы. Далее промежутки между плитой и фундаментом заполнят пластичным бетоном тщательно уплотняют.
Далее метод применения свай — подведение их под фундамент. Используют буровые, буронабивные сваи и сваи вдавливания. Особенностью данной технологии является использование малогабаритной техники. Для укрепления фундаментных конструкций буронабивными сваями обычно пробуривают скважину, затем устанавливают арматурный каркас и после заливают бетоном. При устройстве же буроинъекционных свай по периметру под углом бурят скважины, в которые помещают каркас из арматуры и под давлением заполняют бетоном.
Проанализировав методы усиления фундаментов, были выделены достоинства и недостатки каждого метода и представлены в таблице 1.
Таблица 1
Достоинства и недостатки методов усиления фундаментов
|
Название |
Достоинства |
Недостатки |
|
Торкретирование |
Низкие затраты труда; Улучшенные физико-механические свойства, а именно морозо\жаростойкость, прочность, сцепление с поверхностью. |
Присутствует потеря материала на 10–15 %, ограниченная маневренность рабочих и установки, из-за чего возникает явление отскока рабочей смеси. |
|
Цементация |
Высокая производительность работ, отсутствие динамических воздействий, возможность проведения работ в стесненных условиях. |
Тяжело контролировать полученный результат — риск попадания раствора в подземные коммуникации. |
|
Железобетонные обоймы |
Метод идеально подходит для фундаментов с неглубоким заложением. |
При забивке штырей в тело фундамента есть риск нанести вред ветхим фундаментам. Высокая стоимость работ. |
|
Буронабивные сваи |
Используются при большой толщине слабых грунтов в основании, уменьшают объемы земляных и бетонных работ |
Большой расход бетона, сложно контролировать монтажные работы при неустойчивых грунтах, сложно рассчитать несущую способность фундамента на буронабивных сваях. |
|
Буроинъекционные сваи |
Возможно проведение работ в холодное время года, в сложных условиях реконструкции в стесненных условиях работ. минимизируют время монтажа, минимум влияние на окружающие здания. |
Работы должны вести слаженно. нежелательно использование метода на участках, расположение которых на склонах. |
Рассмотрев несколько методов по усилению фундаментов, можно подытожить, что каждый метод является эффективным в определенных условиях. Приведенные и рассмотренные выше методы являются наиболее экономичными и представляют собой эффективные решения по увеличению надежности реконструируемого здания.
Методы позволяют решать поставленные задачи по повышению прочности фундаментов и снижению деформаций при реконструкции. Таким образом, реконструкция фундаментов зданий — это процесс, который требует максимальной ответственности и наличия нужных навыков, опыта и знаний.
Литература:
- . Алексеев С. И. Осадки фундаментов при реконструкции зданий: учеб. Пособие / Алексеев С. И. — СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения. — 2019. — 82 с.
- Леонтович С. Н. Технология реконструкции зданий и сооружений: учебно-методическое пособие / С. Н. Леонович, Н. Л. Полейко, Д. Ю. Снежков. — Минск, БНТУ, 2013–118 с.
- Петрухина Н. Н. Совершенствование технологии усиления фундаментов при реконструкции // Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса: сб. статей Международной научно-практической конференции. 2019. С. 289.
- Спирин А. В., Гришина А. С. Анализ методов усиления ленточных фундаментов на глинистых грунтах при реконструкции зданий // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2017. C. 250.
- Улицкий В. М., Шашкин А. Г. Геотехническое сопровождение реконструкции городов. СПб.: Стройиздат Северо-Запад, Геореконструкция, 2019. 281 с.
