Лазовский_Ч2_УМК_Проектирование реконструкции

металлических балках либо на распорках, рассчитанных на усилия, возни- кающие от действия нагрузок в период реконструкции. Балки и распорки опирают на бетонные или деревянные подставки (тумбы).

Рис. 17.12. Увеличение глубины заложения с подводкой нового фундамента: 1 – новый монолитный фундамент; 2 – опорная поперечная балка;

3 – продольная металлическая балка; 4 – распорки; 5 – гидроизоляция стен; 6 – подготовка; 7 – связующий слой фундамента

Производство работ по откопке траншей для замены фундамента разрешается производить лишь после крепления стенок выемок инвентар- ным ограждением. Ограждение стенок траншей раскрепляют одноразовы- ми распорками, омоноличиваемыми вместе с устройством нового фунда- мента, горизонтальными растяжками, заанкериваемыми за пределами призмы обрушения откоса, защемлением в нижележащей толще грунта (шпунтовая стенка).

Ограждения должны быть рассчитаны на активное давление со сторо- ны грунта с учетом пригрузки бровки траншеи опорными элементами вре- менных креплений стены.

Включение нового фундамента в совместную работу с несущей сте- ной производится путем подклинивания, инъецирования раствором, заче- канкой жесткой бетонной смесью. Для этого верх фундамента при бетони- ровании не доводят до нижней грани стены на 100…150 мм при подклини-

241

вании, 10…120 мм при зачеканке бетонной смесью и 30…50 мм при инъе- цировании раствором.

Расклинивание производится после того, как бетон фундамента на- берет не менее 50 % проектной прочности. По длине фундамента клинья располагают на расстоянии 0,5…0,7 м друг от друга. Для предохранения гидроизоляции, устраиваемой между фундаментом и стеной, от разрывов или смещения нижний клин опирается в металлическую подкладку с угол- ком, удерживающим ее от перемещений при раскалывании. По окончании расклинивания клинья сваривают друг с другом, щель между стеной и фундаментом заполняется жесткой бетонной смесью класса не менее клас- са бетона фундамента.

При увеличении глубины заложения и подводке нового фундамента под колонну применяют стальные подкосы (рис. 17.13). Для упора подко- сов на колонне устраивают железобетонный хомут. В нижней части подко- сы связывают между собой стальными тяжами, при натяжении которых подкосы включаются в работу.

Рис. 17.13. Заглубление фундамента под колонну:1 – монолитный фундамент, 2 – опорный хомут, 3 – подкосы, 4 – затяжка, 5 – сварные стыки арматуры

242

Сопряжение колонны и нового фундамента выполняют путем при- варки арматуры фундамента к оголенной арматуре колонны.

17.6. Усиление фундаментов при помощи свай

Усиление фундаментов при помощи свай производится за счет уст-

ройства дополнительных свайных фундаментов, опирающихся на более прочные подстилающие слои грунта и позволяет значительно повысить его несущую способность основания и снизить деформативность.

При усилении фундаментов реконструируемых зданий, как правило, используются:

−вдавливаемые многосекционные сваи;

−буронабивные сваи;

−буроинъекционные.

Многосекционные сваи выполняются из сборных железобетонных или сталежелезобетонных элементов, соединяемых по мере погружения свай в грунт. Для погружения многосекционных свай не требуется гро- моздкого оборудования. Вдавливание свай производят при помощи гид- равлических домкратов, упираемых в выше расположенные конструкции реконструируемого здания.

Буронабивные сваи различных типов обладают высокой несущей способностью и могут применяться в любых грунтовых условиях. Из-за громоздкости оборудования, применяемого при устройстве буронабивных свай, область их применения ограничена. Буронабивные сваи применяются при усилении фундаментов по внешнему периметру реконструируемого здания, могут устраиваться под наклоном к оси фундамента. Угол отклоне- ния свай от вертикали не должен превышать 30°.

Буроинъекционные сваи также применяются в любых грунтовых ус- ловиях, позволяют проводить работы в стесненных условиях. Рекоменду- ется использовать при увеличении как вертикальных, так и горизонталь- ных нагрузок на фундамент, для стабилизации неравномерных складок.

При обеспечении совместной работы свай усиления с усиливаемым фундаментом возможны случаи:

−устройство свай за контуром подошвы фундамента,

−устройство свай непосредственно под фундаментом.

Устройство свай за контуром фундамента требует дополнительных конструктивных элементов, передающих нагрузку с усиливаемого фунда- мента на сваи.

243

Вкачестве конструктивных элементов используются:

−поперечные балки;

−монолитные ростверки, заделываемые в тело усиливаемого фун- дамента;

−ростверки, подводимые под существующий фундамент.

Усиление сваями с применением поперечных металлических и желе- зобетонных балок (рис. 17.14), подводимых под несущие конструкции зда- ния у поверхности земли, применяют при высоком уровне грунтовых вод. Опирание балок производится через монолитный железобетонный рост- верк, объединяющий сваи по боковым сторонам ленточного фундамента или по периметру столбчатого фундамента.

Рис. 17.14. Усиление фундаментов сваями с применением стальных и железобетонных поперечных балок: а – ленточного фундамента; б – столбчатого фундамента;

в – усиление многосекционными сваями: г – с применением железобетонной балки: 1 – существующий фундамент; 2 – сваи усиления; 3 – железобетонный ростверк; 4 – стальная балка; 5 – железобетонная балка; 6 – домкраты

244

При неудовлетворительном состоянии кирпичных стен, низкой прочности кирпичной кладки нижняя часть стены может быть усилена продольными металлическими балками, устанавливаемыми с двух сторон в горизонтальных штрабах.

Метод усиления сваями с монолитным ростверком и обеспечением его совместной работы с усиливаемым фундаментом за счет железобетонных шпонок (рис. 17.15) применяют при удовлетворительном состоянии фунда- мента. Размеры углублений в фундаменте подбираются таким образом, что- бы усилие от ростверка передавалось на фундамент по перевязанному шву.

Рис. 17.15. Усиление фундаментов сваями с монолитным ростверком:

а – заходящим в углубление фундамента, б – то же в углубление стен, в – то же в углубление фундамента и сваркой рабочей арматуры фундамента и ростверка:

1 – существующий фундамент, 2 – сваи усиления, 3 – монолитный железобетонный ростверк

Монолитные ростверки армируют сетками, поперечные стержни ко- торых пропускают через тело фундамента. Диаметр поперечных стержней определяется расчетом и принимается не менее 12 мм. Шаг поперечных стержней – не более 500 мм.

245

Включение в работу свай при помощи ростверков, подводимых под существующий фундамент, производится при усилении свайных фунда- ментов (рис. 17.16, а, б). При устройстве нового ростверка вынимают грунт из-под подошвы усиливаемого фундамента и оголяют верхнюю часть су- ществующих свай.

При усилении столбчатого фундамента сваями с монолитным рост- верком совместная работа обеспечивается за счет соединения арматуры ростверка и оголенной арматуры фундамента (рис. 17.16, в).

Рис. 17.16. Усиление фундаментов сваями: а – с подводкой нового ростверка под ленточный фундамент; б – то же под столбчатый фундамент; в – наклонными сваями; г – сваями с одной стороны: 1 – существующий фундамент,

2 – сваи усиления, 3 – монолитный ростверк, 4 – существующие сваи, 5 – свая с винтовым наконечником, стальная балка

246

В стесненных условиях реконструкции при невозможности устройст- ва свай с двух сторон фундамента применяют консольные металлические балки, опирающиеся на пару свай, одна из которых работает на выдергива- ние (рис. 17.16, г). В качестве свай, работающих на выдергивание, рекомен- дуется применять винтовые и буронабивные сваи с уширением пяты. Сваи, воспринимающие вдавливающую нагрузку, выполняют буронабивными. Нижняя часть стены усиливается продольными балками, заведенными в го- ризонтальные штрабы стены. Шаг консольных балок определяется расчетом и принимается не менее трех диаметров свай и не более 3 м.

Сваи под подошвой столбчатого железобетонного фундамента могут устраиваться через выполненные в нижней ступени отверстия (рис. 17.17, а). Для усиления могут применяться буроинъекционные, многосекционные трубобетонные и буронабивные сваи. Диаметр свай принимается не более 200 мм при вылете ступени 300 мм и не более 300 мм при вылете ступени

450 мм.

Рис. 17.17. Усиление фундамента сваями: а – устраиваемыми под подошвой столбчатого фундамента; б – наклонными буроинъекционными:

1 – существующий фундамент; 2 – сваи усиления; 3 – арматура сваи; 4 – сварка

Сваи под подошвой ленточного или столбчатого фундамента, мате- риал которого характеризуется низкой прочностью, устраивают непосред- ственно с поверхности строительной площадки через отверстия, пробитые в фундаменте под углом к его вертикальной оси (рис. 17.17, б).

Для усиления применяют буроинъекционные сваи диаметром 80…250 мм. Отверстия в фундаменте и скважины для свай выполняют при

247

помощи малогабаритных станков вращательного бурения, оснащенных шарошечным долотом, шнеками. Заполнение скважин производится це- ментно-песчаным раствором, нагнетаемым под давлением.

Одновременно с устройством буроинъекционных свай может произ- водиться укрепительная цементация фундамента. Для этого устраивают в пределах фундамента скважину, не доводя до его подошвы на 0,5 м, и на- гнетают в основание под давлением 0,1…0,2 МПа цементный раствор, це- ментируя зону контакта с подошвой фундамента.

Вопросы для самоконтроля

1.Назовите наиболее распространенные методы упрочнения грунтов.

2.Какими способами производится усиление оснований изменением условий деформирования грунта?

3.Какими методами, в общем случае, производится усиление фундаментов?

4.Какими мероприятиями обеспечивается совместная работа элементов уши- рения подошвы с усиливаемым фундаментом?

5.Приведите примеры усиления ленточных фундаментов уширением подошвы.

6.Приведите примеры усиления столбчатых фундаментов уширением подошвы.

7.Как производится уширение подошвы железобетонного фундамента под ко-

лонну?

8.Какова конструкция одностороннего уширения подошвы ленточного фун-

дамента?

9.Для чего при уширении подошвы фундамента применяются поперечные балки и какова их конструкция?

10.С какой целью при уширении подошвы фундамента выполняется предвари- тельное обжатие грунта под ней?

11.Приведите примеры уширения подошвы фундамента с предварительным обжатием грунтов.

12.В каких случаях применяется увеличение глубины заложения фундамента?

13.Как производится увеличение глубины заложения подошвы ленточного фундамента?

14.Как производится увеличение глубины заложения подошвы столбчатого фундамента?

15.Изложите принципы расчета фундамента с уширением подошвы.

16.В каких случаях для усиления фундаментов используют сваи?

17.Какие типы свай рекомендуется использовать при усилении фундаментов?

18.Приведите примеры усиления ленточных фундаментов с применением свай.

19.Приведите примеры усиления столбчатых фундаментов с применением свай.

20.Приведите примеры усиления фундаментов с применением буроинъекцион-

ных свай.

248

ВВЕДЕНИЕ

Изучение второй части курса «Проектирование и реконструкция зданий и сооружений» сопровождается решением задач. Данное руково- дство предназначено для оказания помощи на практических занятиях и для самостоятельной подготовки к контрольным работам.

В настоящем руководстве рассмотрены практические задачи, связан- ные с оценкой фактического технического состояния строительных конст- рукций и проектирования их усиления.

При решении задач целесообразно использовать интегрированную систему MathCAD, позволяющую просто и эффективно реализовать алго- ритмы расчетов. Для приобретения устойчивых навыков решения задач по второй части курса необходимо самостоятельно решить все задачи на- стоящего руководства. При решении задач допускается использовать дей- ствующие нормативные документы (СНиП) для железобетонных, камен- ных, металлических и деревянных конструкций, а также по основаниям фундаментов.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры для поверочных расчетов эксплуатируемых железобетонных конструкций

Цель занятия: научиться определять расчетные характеристики бе- тона и арматуры, необходимые для выполнения поверочных расчетов экс- плуатируемых железобетонных конструкций по результатам их обследо- вания, проектным материалам и по данным испытаний.

Исходные алгоритмы, рабочие формулы для расчета. Расчетные характеристики бетона для поверочных расчетов эксплуатируемых желе- зобетонных конструкций устанавливаются в соответствии со схемой, при- веденной на рис. 1, по данным проектной документации или по результа- там испытаний при детальном обследовании. Следует обратить внимание, что расчетные характеристики бетона эксплуатируемых железобетонных конструкций определяются его условным классом C′ по ныне действую- щим нормам [8], независимо от того, что конструкции могли быть запро- ектированы по ранее действовавшим нормам.

250