Традиционные способы усиления фундаментов

Обычно для поврежденных фундаментов или при недостаточной несущей способности существующих фундаментов используются традиционные методы, сущность которых заключается в увеличении площади опирания конструкций фундаментов на грунты оснований. Основные технические решения этих методов усиления приведены на рис. 4.13. В старое время для уширения фундаментов применяли прикладки, которые выполняли вперевязку с существующей кладкой (см.рис. 4.13,а).


Рассмотрим традиционные варианты усиления фундаментов, связанные с увеличением площади подошвы, с позиций геотехники и технологичности применительно к слабым водонасыщенным грунтам.

Основные приемы усилений оснований и фундаментов сводятся к следующему. Усиливаемый фундамент разбивают на отдельные захватки (участки) длиной 1,5—2,0 м. На этих участках отрывают вручную траншеи шириной 1,2— 2,0 м до подошвы. После этого в фундамент забивают металлические штыри (либо погружают в заранее пробитые отверстия через 50 см в шахматном порядке). Устанавливают опалубку и бетонируют уширение. После разработки траншеи бетонируют примыкающие к граням фундамента банкеты без омоноличивания их с кладкой существующих фундаментов. Затем в пробитые проемы устанавливают стальные балки, которые являются упорами для гидравлических домкратов. Эти домкраты обжимают грунты в основании устраиваемых уширений. После опрессовки домкраты извлекают и бетонируют банкет (см. рис. 4.13, г).

Увеличение площади подошвы фундаментов обычно достигается преимущественно за счет создания железобетонных обойм либо банкетов (одно- и двухсторонних). Опирание прикладок осуществлялось на различном уровне (см. 4.13, б-г).

Расчетная схема увеличения несущей способности фундаментов показана на рис. 4.14.


Уширения подошвы фундамента без предварительной опрессовки малоэффективны, так как они вступают в работу лишь при увеличении нагрузки, когда появляются дополнительные осадки. Это наглядно видно на рис. 4.14. К сожалению, дополнительные осадки могут оказаться предельными для старого здания, требующего усиления.

Усиление оснований и фундаментов, как правило, производится в том случае, когда грунты перегружены, т.е. под краями фундаментов имеются развитые зоны пластических деформаций. При вскрытии таких фундаментов (даже локальных) до уровня подошвы может произойти выпор грунта в траншею или шурф (рис. 4.15).


Существует оригинальный метод опрессовки грунта основания под ущирением. Он заключается в установке с двух сторон старого фундамента дополнительных железобетонных сборных блоков уширения. Нижнюю часть этих блоков стягивают анкерами из арматурной стали (рис. 4.16.); верхнюю — раздвигают клиньями либо домкратами. Это дает возможность обжать неуплотненный грунт и включить его в работу под уширением. Оценивая достоинства самой идеи, отметим, что реализация предлагаемого приема связана с определенными сложностями, особенно в слабых грунтах. Вскрытие такого грунта до подошвы фундамента опасно по причинам, указанным выше (см. рис. 4.15.). Зона уплотнения может оказаться незначительной по сравнению с зонами расструктуривания грунта.

Как показали наблюдения, значительная часть нагрузки будет передаваться через подошву старого фундамента. Это можно считать допустимым, так как уширения улучшают в целом условия передачи нагрузки, исключая выпор из-под подошвы. Однако выпор может произойти в процессе производства работ. Само появление возможного выпора должно прогнозироваться расчетом.


Все рассмотренные технологические приемы усиления сложны и дорогостоящи, а главное, выполняются преимущественно вручную. Кроме того, в местах, где горизонт подземных вод достаточно высок, стоимость работ резко возрастает в связи с необходимостью откачки воды из траншей. Откачка должна вестись с таким условием, чтобы исключить нарушение естественного сложения грунтов в основании фундаментов реконструируемого здания. В противном случае работы по усилению только усугубят состояние здания в целом.

Весьма опасна для ветхих фундаментов заделка металлических штырей в тело фундамента. Например, при усилении фундаментов больничного корпуса на Земледельческой ул. в Петербурге в процессе заделки штырей (1984) был разрушен вскрытый на большом участке фундамент, что привело к разборке 2-этажного капитального здания (вместо планируемой надстройки).

По целому ряду причин полностью неприемлем в условиях слабых грунтов способ подведения новых фундаментов с увеличением глубины заложения подошвы. Такие способы нетехнологичны и могут быть реализованы лишь в достаточно прочных грунтах при низком горизонте подземных вод, где, как правило, не требуется усиление фундаментов.