Реконструкция фундаментов

• Название: Реконструкция фундаментов
• Дата: 14.10.2022
• Размер: 0.67 Mb.
• Имя файла: 2751c94.doc
• Тип: Реферат; #734173
• страница: 2 из 3

6. Усиление фундаментов выносными спаями

я —усиление ленточного фундамента сваями, расположенными с двух сторон фундамента; б — то же, с расположением свай с одной стороны; в, г — ва­рианты усиления столбчатых фундаментов; I— усиливаемый фундамент; 2 — сваи; 3 — ростверк; 4 — рандбалки; 5 — поперечная балка; 6—рычажный ростверк

При проектировании усилений работу старого фундамента, как правило, в расчетах не учитывают. Вся нагрузка от существующего здания, а также дополнительная должны быть восприняты сваями. Предварительно несущую способность свай определяют расчетом, а для уточнения ее проводят испытание пробных свай статической нагрузкой непосредственно на строительной площадке.

При усилении фундамента выносными сваями добиваются на­дежного сопряжения старого фундамента со сваями путем устрой­ства в стене рандбалок в продольных штрабах. Балки связывают монолитным железобетонным ростверком, который соединяет голо­вы свай. Сваи выводят до верха нижней ступени фундамента, а за­тем бетонируют раздельные ростверки. Домкраты устанавливают непосредственно над сваями, чтобы исключить работу ростверка на изгиб. На участке, расположенном между домкратами, фундамент разбирают и бетонируют ступень фундамента, объединяющую оба ряда ростверков. Эта ступень должна быть выполнена так, чтобы смогла работать как жесткий фундамент. Через 1 сут домкраты снимают. Инвентарные ригели удаляют, старую кладку на этих участ­ках разбирают и заменяют бетоном.

При усилении столбчатых фундаментов поперечные передаточ­ные балки делают парными и между ними зажимают колонну или фундамент. Для синхронной работы домкраты присоединяют к об­щему насосу. Давление передают постоянно возрастающими ступе­нями. После каждой ступени делают перерыв для наблюдения за осадкой сваи под нагрузкой. Перерыв продолжается до стабилизации осадки. Обжатие свай прекращается, как только прибор, установ­ленный на колонне, отметит деформации подъема. После стабили­зации осадки свай производят подклинку между рандбалкамм и по­перечными балками, затем бетонируют железобетонный пояс.

В практике реконструкции накоплен большой опыт повышения несущей способности фундаментов мелкого заложения вдавливаемы­ми сваями, как цельными, так и составными из отдельных элементов. Ленточные фундаменты можно усилить с помощью залавливае­мых свай из трубчатых элементов длиной 0,8—1,2 м, располагаемых попарно —с двух сторон стен (рис. 7). Сваи погружают домкра­тами, реактивные усиления от которых передаются на железобетон­ные балки, изготовляемые совместно со сплошным железобетонным поясом, который омоноличивается со сваями. Задавливание свай осуществляют одновременно с двух сторон стены. По мере вдавли­вания трубчатые элементы стыкуются с помощью сварки. Для под­вески домкрата и равномерного распределения усилий вдавливания параллельно с каждой стороны стены к железобетонным балкам кре­пят инвентарные металлические упорные балки. По окончании вдав­ливания, демонтажа домкратов и упорных балок устанавливают ар­матуру и опалубку у оголовков свай, заполняют полость трубчатой сваи бетоном литой консистенции и бетонируют оголовок через от­верстие в железобетонной балке. Под ленточные фундаменты сваи можно подводить в один ряд. Для выполнения работ требуется час­тичная разборка фундамента, что обусловливается требуемым мес­том для выполнения работ. Работы выполняют из шурфов, откопан­ных до подошвы фундамента.

Для передачи нагрузки на нижнюю полость блоков при вдавли­вании свай между домкратом и блоком устанавливают стальную распределительную подушку в строго горизонтальном положении. После этого приступают к вдавливанию сваи, состоящей из звеньев труб длиной 0,5—0,8 м. Чтобы не снимать домкрата с трубы после вдавливания каждого звена, домкрат устанавливают поршнем вниз. После вдавливания каждого звена поршень поднимают вверх и сваю наращивают очередным звеном.

Для демонтажа домкратов без снятия усилий со сваи в просвет между верхом поддомкратной клетки и низом поддомкратной балки устанавливают вертикально с обеих сторон домкрата металлические стойки. После снятия домкратов образовавшийся проем в стене фун­дамента закладывают или бетонируют.

При проектировании вдавливаемых свай требуется тщательное обследование конструкции здания, так как состояние стен влияет как на расчетную нагрузку на сваю, так и на максимальное усилие нагружения. При этом расчетная нагрузка на сваю не должна пре­вышать допустимой нагрузки на участок стены. Шаг свай чаще все­го составляет 1,4—2,5 м.


7. Усиление ленточного фундамента с помощью выносных залавливаемых

свай

1 — существующий фундамент; 2 — металлические трубчатые сваи; 3 — арма­турный каркас оголовка сваи; 4 — оголовок; 5 — железобетонная балка; 6 — стена; 7 —отверстие

Для повышения несущей способности ленточных и столбчатых фундаментов широко применяют буронабивные сваи, которые распо­лагают вокруг существующего фундамента так же, как забивные или вдавливаемые. Бурение скважин выполняют ручным или механизи­рованным способом в зависимости от стесненности площадки и га­баритов оборудования.

При усилении столбчатых фундаментов по периметру существу­ющего фундамента пробуривают скважины, устанавливают арматур­ные каркасы и бетонируют сваи. Головы свай с арматурными выпус­ками связывают железобетонной обоймой, выполняемой вокруг су­ществующего фундамента. Конструкции железобетонных обойм ана­логичны ранее описанным конструкциям. Концы свай заглубляют в прочный слой грунта.

Буронабивные сваи могут быть использованы в качестве рычаж­ных опор при увеличении несущей способности ленточных фунда­ментов. Для этого на расстоянии 1—3 м от на­ружной стены здания выполняют 1—2 ряда буронабивных свай с ша­гом 2—4 м. Головы свай объединяют железобетонными балками ростверками. В качестве рычажных балок используют металлические или железобетонные балки, рассчитанные для условий передачи на свайный фундамент нагрузок от стен здания. Концы рычажных ба­лок заделывают в стену здания или в старый фундамент. В первом ряду сваи работают на вдавливание, а во втором — на выдерги­вание.

Для повышения несущей способности фундаментов реконструи­руемых зданий могут быть использованы набивные сваи, выполнен­ные по технологии винтового продавливания. Преимущество этой технологии состоит в том, что не возникают динамические воз­действия, которые могут отрицательно влиять на реконструируемые здания и установленное технологическое оборудование. В основу технологии положен способ образования скважин в грунте спирале­видным» снарядами. При проходке скважин грунт не извлекается, а скважина расширяется до проектного диаметра путем непрерыв­ного уплотнения грунта с помощью радиально направленных сил, создаваемых снарядом, который погружается в грунт вращением и осевым вдавливанием.



8. Спиралевидный снаряд для устройства скважин винтовым продавливанием

а — геометрия снаряда; б —общий вид снаряда; в — схема процесса устрой­ства скважины; 1— калибрующая часть; 2 —переходный рабочий участок; 3 — цилиндрические соосные участки; 4 — наконечник; 5 —штанга; 6—7 —ка­налы; 8 — отверстие; 9 —лопасть; 10 — корпус; 11 — уступ

В качестве основного рабочего органа используют снаряд, рабо­чая часть которого образована соосными участками в виде винтовых цилиндрических поверхностей, последовательно сопряженных пере­ходными рабочими участками, смещенными один относительно дру­гого на угол 450° по цилиндрической винтовой поверхности (рис. 8). В отличие от известных буровых снарядов вытеснение грунта здесь осуществляется не всей поверхностью рабочего органа, а толь­ко переходными рабочими участками, сопрягающими соосные ци­линдрические участки, радиус которых ступенчато уменьшается от калибрующего корпуса к наконечнику.

При внедрении снаряда в грунт в радиальном направлении грунт непрерывно вдавливается переходными рабочими участками. При этом цилиндрические соосиые участки в работе не участвуют. Вмпду того, что грунт из скиажнпы не извлекается, вокруг нее об­разуется зона уплотненного грунта.

Нибивные сваи в винтопродавлепных скважинах выполняют у существующих фундаментов как с отрывкой фундамента, так и без отрывки (рис. 9). В первом случае вначале откапывают старый фундамент до его подошвы. Затем с помощью буровой установки продавливают скважину спиралевидными снарядами. В скважину устанавливают арматурный каркас и бетонируют сваю. При этом для сопряжения с обоймой из головы сваи оставляют арматурные выпуски длиной 25—30 см. Таким образом, вокруг усиляемого фун­дамента выполняют нужное число свай. После завершения бетони­рования свай устраивают железобетонную обойму, объединяющую старый фундамент со сваями и проводят обратную засыпку.

Вокруг старого фундамента можно откапывать только приямок, глубина которого соответствует толщине ростверка, сопрягающего сваи с верхней частью фундамента.

При выполнении скважин спиралевидным снарядом наконечник снаряда устанавливают у существующего фундамента в месте устройства скважины и через штангу с помощью привода под осе­вым давлением приводят снаряд во вращение, при этом снаряд внедряется в грунт.

В качестве базовой машины для погружения спиралевидного снаряда можно использовать буровые установки СО-2; МБС-1,7, БУК-600 и др., используемые со шнековыми или другими бурами.

Технология винтового продавливаиия скважин наиболее эффек­тивна при усилении фундаментов на недоуплотненных макропорис­тых грунтах, в том числе нылевато-глипнетых с показателем теку­чести /i>0,1. При усилении фундаментов виптонабнвиыми сваями грунт вокруг свай значительно уплотняется, что улучшает работу ос­нования.

Обычное расположение буронабивных, забивных и вдавливае­мых свай — за пределами реконструируемого фундамента (выносное): для ленточных фундаментов — с обеих сторон его, для столбчатых — с четырех или с двух сторон. В отдельных случаях прибегают к од­ностороннему расположению свай.

Двусторонне расположенные сваи сооружают вдоль фундамента в шурфах или в траншеях. В зависимости от свойств грунтов скважины бурят с использованием обсадных труб или без них. Для пе­редачи нагрузки на сваи по их головам поперек продольной оси фундамента устанавливают балки. Для этих балок в теле фунда­мента пробивают отверстия. Нижнюю часть стены в зоне ее примы­кания к верху фундамента часто усиливают разгрузочными метал­лическими балками, которые размещают в продольных штрабах.


9, Усиление фундаментов набивными сваями, выполненными методом винтового продавливания

а — с отрывкой котлована; б —без отрывки котлована; / — существующий

фундамент; 2— сваи; 3— слабый грунт; 4 — зона уплотненного грунта; 5 —

слой прочного* грунта; 6 — котлован; 7 — железобетонная обойма


10,. Удаление части фундамента ниже пола подвала

1 — пол подвала; 2— фундамент; 3— заклинка; 4 — наддомкратная балка; 5 —клинья; 6 —домкрат; 7 —свая; 8 — швеллеры; 3 — шурф

Для обжатия грунтов, в которых были выполнены сваи, их задавливают при помощи домкратов. Последние распирают верхним торцом (головой) сваи и балками, прохо­дящими поперек фундамента. Возникающий в результате обжатия (задавливання) свай промежуток между ее торцом и балками фикси­руют путем подклннивания. Работы завершаются устройством рост­верка по изготовленным сиаям и ликвидацией открытых шурфов (траншеи). Роль ростверка при реконструкции столбчатых фунда­ментов может выполнять железобетонная обойма, сооружаемая во­круг него.

Одностороннее расположение свай может быть достигнуто ис­пользованием рычажных разгружающих балок. Последние одним концом вводят в проем, пробиваемый в теле реконструируемого фундамента в зоне примыкания к стене. Нижнюю часть стены, при­мыкающая к проему, усиливают двумя швеллерами. Разгружающие балки на всю свою длину выводят па одну сторону фундамента и опирают на головы буронабивных свай, расположенных вблизи фундамента. Свободный конец балки связан с анкерным устройст­вом — железобетонной плитой, заложенной в грунте, и стержнем с гайкой. Анкерное устройство позволяет перемещать длинный конец балки в вертикальной плоскости. При этом другой короткий конец балки такой рычажной системы, перемещаясь в пространстве, может полностью или частично разгрузить реконструируемый фундамент. Работы завершаются омоноличиванием мест сопряжения ры­чажной балки со стеной, усиленной швеллерами.

Наряду с буронабивными в работах по реконструкции фунда­ментов применяют и забивные сваи. Целесообразность их примене­ния обусловливается условиями строительной площадки и технико-экономическим расчетом. Сваи могут быть вынесены за пределы фундамента или располагаться под его подошвой. Материал свай — железобетон, металлические трубы и прокат. Каждая из таких свай состоит из нескольких секций длиной 0,5—1 м.

Последовательность работ при расположении свай под фунда­ментом:

отрывка и закрепление откосов шурфов по фронту фундамента в местах расположения свай;

удаление грунта из-под фундамента (с использованием шурфов);
усиление фундамента наддомкратными балками, в которые бу­дут упираться домкраты;
монтаж оборудования (гидравлической установки с домкрата­ми и насосами);

размещение под штоком домкрата головной секции сваи и за-давливание ее в грунт;

наращивание сваи очередной секцией сваи; задавливание всех последующих секций; заполнение полости сваи бетоном;

Удлинение сваи двумя швеллерами до упора их в низ наддомкратной балки (швеллеры соединяют со сваей сваркой);

ввод сваи в работу с предварительным напряжением (нагруже-ние домкратом);

установка клиньев в зазоре, образовавшемся между удлиняю­щими сваю швеллерами и наддомкратной балкой;

фиксирование клиньев в зазоре сваркой;

демонтаж домкратов;

заполнение шурфа.

Для удобства выполнения работ удаляют часть фундамента ни­же пола подвала (рис. 11.19). Образовавшееся свободное простран­ство ниже пола подвала используют для наддомкратной балки, бла­годаря чему уменьшается глубина шурфа под ней.

Наддомкратную балку устраивают выше подошвы фундамента примерно на 70 см. Во время работ балка с обоих концов поддер­живается плоскими стальными рамами, выполненными из швеллеров и опирающимися на дно шурфа. Балку устанавливают строго по уровню, затем заливают ее бетоном. Над ней с уширением кверху до краев подошвы фундамента также укладывают бетон. Для луч­шей связи бетона с наддомкратной балкой слои бетона по краям армируют. Концы арматуры приваривают к наддомкратной балке. Зазор 5 см между бетоном и подошвой фундамента набивают (че­канят) полусухим цементным раствором. Балки соединяют горизон­тальной арматурой, которую выпускают с конца установленной над­домкратной балки в сторону следующей балки. Аналогичный ар­мированный пояс сооружают в бетонном массиве над балкой. После выхода всего поршня домкрата на полную длину его обратным хо­дом втягивают в корпус. Затем в образовавшийся промежуток уста­навливают компенсатор (например, отрезок трубы). Длина компен­сатора равна ходу поршня домкрата. Когда секция сваи задавлена, снимают компенсатор и наращивают сваю приваркой следующего звена. После задавливания сваю заполняют бетоном. Через 12 ч, когда закончится основная усадка бетона, его поверхность сверху выравнивают полусухим бетоном. Затем сваю вводят в работу с предварительным напряжением.

При реконструкции нередко приходится усиливать фундамент и его основание, что вызвано необходимостью отрывки котлована для вновь сооружаемого фундамента, заглубленного сооружения и т. д. В этих и других случаях весьма эффективно устройство под­порных конструкций и опор способом «стена в грунте».

В зависимости от геологических и инженерных условий строи­тельной площадки стена в грунте может выполняться с использова­нием контрфорсов. При устройстве инъекционных анкеров с целью увеличения их несущей способности по опыту строительных работ на некоторых стройках Урала возможно применение камуфлетных взрывов. Образование уширений за счет взрыва в рабочей части анкера позволяет значительно увеличить его несущую способность, что очень важно при выполнении работ в стесненных условиях.

При значительных горизонтальных нагрузках щелевые фунда­менты, выполняемые способом «стена в грунте» (рис. 11.), могут иметь не только прямоугольную, но и тавровую, крестообразную и другую формы в плане и располагаться (как и подпорная кон­струкция) с одной или нескольких сторон реконструируемого фун­дамента.