Разборка существующих и устройство новых фундаментов

В процессе реконструкции производственных зданий возникает необходимость устройства новых фундаментов под колонны взамен существующих без разборки самого здания. Причинами этого могут быть: увеличение нагрузок на фундаменты, что приводит к необходимости изменения глубины их заложения (при сложных грунтовых условиях); недопустимая и угрожающая устойчивости сооружения осадка фундаментов вследствие уменьшения по каким-либо причинам несущей способности основания (например, при резком повышении или понижении уровня грунтовых вод, систематических колебаниях грунта в результате работы рядом расположенных машин динамического действия и т.п.); прокладка ниже подошвы заложения фундаментов существующего здания в непосредственной близости от него подземных коммуникаций типа коллекторов, тоннелей и т.д.

Указанные конструкции, как правило, должны заменяться путем полной разборки старых и устройства новых фундаментов.

Весь процесс замены фундаментов может быть разделен на два основных этапа.

Первый этап производства работ (подготовительный) включает осуществление мероприятий, обеспечивающих устойчивость здания и позволяющих вести работы второго этапа по непосредственной замене фундамента с выполнением всех технологических процессов последующего этапа работ. Таким образом, на первом этапе создаются не только безопасные условия для производства последующих работ, но и освобождаются от нагрузок фундаменты, подлежащие замене, путем передачи нагрузок от колонн на горизонтальные балки и временные поддерживающие конструкции. Эта стадия является наиболее ответственной, от которой зависят продолжительность и качество всех работ.

Второй этап производства работ по замене фундаментов включает весь последующий цикл строительных процессов: разборка пола, устройство котлованов и траншей, разборка старого фундамента и устройство нового. Указанные работы выполняют в большинстве случаев в стесненных условиях, но их можно вести и обычными традиционными методами.

Наиболее трудоемким и сложным с организационной точки зрения является комплекс процессов по устройству фундаментов под машины и технологическое оборудование в действующих цехах. Эти фундаменты имеют глубину заложения подошвы, как правило, большую, чем фундаменты каркаса здания или фундаменты под машины и оборудование, возведенные ранее. Кроме того, они имеют сложное очертание в плане, перепады по высоте, всевозможные ниши, колодцы, гнезда под анкерные болты и т. д., что требует специальной оснастки, приспособлений и опалубки для выполнения всего комплекса работ по их возведению.

Объем фундаментов под некоторые машины и технологическое оборудование колеблется от десятков до сотен и тысяч кубических метров, поэтому методы производства работ по сооружению таких фундаментов не могут быть типовыми. Эти методы разрабатывают конкретно для каждого фундамента, и они зависят от многих факторов (глубины заложения подошвы существующих фундаментов, грунтовых условий, высоты здания, шага колонн, ширины пролета цеха и т.д.).

Указанные факторы относятся также к устройству фундаментов под каркас здания.

При устройстве фундаментов, имеющих глубину заложения подошвы больше, чем глубина существующих фундаментов, необходимо организовать и постоянно вести геодезические наблюдения за положением существующих фундаментов и всех подземных конструкций цеха в районе производства работ. С этой целью в несущие конструкции здания (фундаменты, стены, колонны и т.д.) закладывают или приваривают к ним нивелировочные марки, а также в характерных местах устанавливают маяки, которые могут быть гипсовыми, стеклянными, бумажными и т.д. Кроме того, при металлическом каркасе здания необходимо систематически наблюдать за напряженным состоянием металлоконструкций покрытия и поддерживающих его элементов, обращая особое внимание на ветви крановых колонн, решетки и пояса ферм.

Все жесткие узлы сопряжения колонн с фермами следует переделать в шарнирные, чтобы, в случае появления больших неравномерных осадок существующих фундаментов, избежать возникновения дополнительных изгибающих моментов в конструкциях ферм и колонн, которые могут вызвать в них значительные и недопустимые деформации. При устройстве шарнирных узлов необходимо проверить местную и общую устойчивость несущих конструкций

При производстве работ в зимнее время необходимо следить за тем, чтобы на кровле не скапливалось большое количество снега с целью не допустить увеличения нагрузок на несущие конструкции здания (соответственно и на колонны), расположенные вблизи устраиваемого котлована под новый фундамент.

Подготовка к производству работ по разборке существующих и устройству новых фундаментов проводится в полном соответствии с ППР.

При выполнении работ по замене фундаментов необходимо освободить рабочую зону от технологического оборудования и инженерных коммуникаций, предусмотреть устройство разгружающих опор и временных креплений. Реконструируемый объект разбивают на отдельные участки (захватки), соответствующие узлам или технологическим линиям действующего предприятия или цеха, определяя при этом последовательность производства работ с максимально возможным совмещением во времени выполняемых строительных процессов с учетом условий действующего производства и безопасных методов их осуществления Определяют возможность устройства проемов и проездов для строительных машин и транспорта, возможность их работы в стесненных условиях с учетом среды действующего предприятия (степени концентрации в воздухе рабочей пыли и газов, температурно-влажно стного режима, степени взрыво- и пожароопасности и т.д.).

Устанавливают тип и порядок армирования фундаментов, типы опалубочных форм, возможности укрупнения элементов опалубки в рабочей зоне, способ бетонирования конструкций и т.д.

В зависимости от грунтовых условий, конструктивных особенностей и условий реконструкции несущие элементы здания, опирающиеся на фундамент, временно поддерживаются путем устройства системы подкосов и распорок, передачи нагрузок на горизонтальные поддерживающие балки, методом вывешивания колонн поддерживающих балки, а также путем устройства ростверков (способы разгрузки существующих фундаментов при их замене и последовательность выполнения работ указываются в ППР).

Способы опирания балок выбирают на стадии разработки ППР. Для обеспечения устойчивости основных балок в первоначальный момент монтажа их соединяют стальным канатом с фундаментом колонны, который натягивают с помощью несложного винтового устройства. Усилия на горизонтальную балку, как и в выше рассмотренных случаях, передают с помощью клиньев, прокладок или домкратов.

Для вывешивания стальных колонн (рис. 6 17) не требуется их обетонирования или ««рдения отверстий.


Для устройства поддерживающих конструкций колонн могут быть использованы материалы, полученные при разборке элементов реконструируемого объекта (отдельные бетонные блоки, подкрановые балки, металлопрокат и т. д.).

Вывешивание стальных колонн может быть также осуществлено с помощью шпрен- гельной системы связей (рис. 6.18), элементами которой являются металлические фермы, соединяющие смежные колонны. Нагрузка от вывешиваемой колонны воспринимается не только двумя соседними, но и другими колоннами, участвующими в данной системе связей. Колонны вывешивают через одну. После завершения работ по замене фундаментов первой группы колонн фермы демонтируют и переставляют для вывешивания второй группы.


При замене существующих ступенчатых или столбчатых фундаментов свайными фундаментами (на забивных, набивных или буронабивных сваях) ростверк представляет собой монолитную или сборно-монолитную железобетонную конструкцию. В большинстве случаев под существующий фундамент подводят железобетонные балки или металлические конструкции, которые затем обетонируют. Если предусматривается замена значительной части существующих фундаментов, ростверки устраивают отдельными небольшими участками, величину которых определяют расчетом, зависит она от фактической несущей способности фундаментов здания. Фактическая несущая способность конструкции меньше расчетной на величину, учитывающую физическое старение материалов и особенностей ее эксплуатации за весь период до реконструкции здания.

Учитывая, что строительные процессы по устройству новых фундаментов в промышленных предприятиях выполняют во время остановки участка действующего цеха, основным условием при выборе эффективных организационно-технологических решений (при выборе вариантов на стадии проектирования и во время производства строительномонтажных работ) является достижение минимально возможных сроков строительства в остановочный период. Это сокращает остановочный период, т. е. дает возможность раньше ввести в эксплуатацию реконструируемый участок и раньше выпускать промышленную продукцию, что обеспечивает прибыль, значительно превышающую увеличение затрат на строительно-монтажные работы.

В связи с этим выбор организационно-технологических решений в каждом конкретном случае должен обеспечивать максимально возможный темп производства строительномонтажных работ по устройству новых фундаментов с учетом условий стесненности рабочих площадок, условий действующего производства, возможностей строительных организаций и т. п.

При выборе типа опалубки предпочтение отдается легкой мелкощитовой комбинированной инвентарной опалубке из облегченного жесткого металлического каркаса и палубы из дешевых материалов (листы из отходов бумажно-целлюлозной промышленности, пропитанные битумом) либо щитовой опалубки многократного использования.

Перспективной является несъемная опалубка из малогабаритных тонкостенных железобетонных плит-оболочек массой до 40 кг. Небольшие размеры и масса мелкошитовой и несъемной опалубок значительно упрощают их транспортировку, разгрузку, складирование и укрупнительную сборку (при необходимости) в условиях эксплуатируемого объекта, а в особо стесненных условиях такие типы опалубки могут оказаться единственно приемлемыми, так как при установке такой опалубки не требуются специальные монтажные средства. Такие опалубки служат облицовкой бетонной конструкции.

Арматурные сетки и каркасы изготовляю! целиком или укрупняют на месте в зависимости от степени стесненности рабочей площадки, возможности складирования, условий доставки арматуры к месту установки, наличия монтажных средств и т.п.

Средства укладки бетонной смеси выбирают в зависимости от возможности их доставки, а также в зависимости от возможности устройства специальных проемов в перегородках, необходимого темпа бетонирования конструкций и др.

С целью быстрейшего набора бетоном прочности применяют бетонные смеси с добавками — ускорителями твердения, позволяющими сократить сроки остановочного периода реконструкции. Наилучшие результаты достигаются, когда твердение бетона с добавками происходит при температуре 15—20 °С. Добавки (ускорители твердения) должны вводиться в оптимальных количествах. Оптимальные дозировки добавок обычно устанавливают для каждого конкретного случая заранее. Полученный состав бетона проверяю! в пробных замесах.

Работы по возведению фундаментов должны производиться без перерывов. Перерывы в процессе бетонирования можно устраивать, доведя отметку бетона в блоке до положения рабочего шва, указываемого в рабочих чертежах конструкции Выполнение этих мероприятий, кроме интенсификации работ, позволяет предотвращать появление осадок существующих фундаментов или ограничивать их величину.

Средства механизации для работы в стесненных условиях и для удобства их перемещения должны иметь малую массу и габариты, позволяющие их доставку, быть мобильными и универсальными при производстве работ.

Часто требуется передвижение машин по автомобильным дорогам реконструируемого объекта, по площадкам с жестким покрытием, по плиточным полам в цехах, пересекать железнодорожные пути, пешеходные дорожки. Чтобы сохранить эти покрытия и конструкции без проведения специальных мер защиты, в условиях реконструкции предпочтение целесообразно отдавать машинам на пневмоколесном ходу.

При реконструкции часто возникает необходимость выполнять работы вблизи фундаментов зданий и оборудования. В этой связи применение способов динамического воздействия (забивка свай молотами, погружение шпунта вибропогружателями, уплотнение грунта трамбованием, дробление бетона, мерзлого грунта молотами) следует ограничить во избежание просадок фундамента.

Специфические условия выполнения работ по реконструкции требует оснащения существующих машин различными ограничителями.

Гидроизоляционные работы являются составной частью в комплексе работ по реконструкции и расширению любого объекта строительства и выполняются после возведения, а также усиления или восстановления фундаментов зданий и сооружений.

Наиболее прогрессивные способы защиты конструкций от воздействия грунтовых вод в настоящее время осуществляются при устройстве гидроизоляции из листового полиэтилена, коллоидного цементного раствора и активированного торкрета.

Полиэтилен выпускают в виде листов толщиной 24-2,5 мм и размером 1450 х 1700 или 1450 х 2000 мм в соответствии с ТУ 6-05-1313-70 «Листы из полиэтилена».

Физико-механические свойства этого материала (большая ударопрочность; водопоглошение, практически равное нулю; предел прочности при растяжении 104-12,5 МПа; относительное удлинение при разрыве 2004-400 %) определяет его хорошие гидроизоляционные качества.

К этому следует добавить, что полиэтилен весьма стоек к кислотам (кроме концентрированной азотной) и щелочам. Невысокая температура плавления (110-И20°С) не требует особо сложного оборудования для его сварки. Кроме того, полиэтиленовые листы можно сваривать даже при температуре наружного воздуха минус 40 °С.

До начала работ по гидроизоляции листы полиэтилена укрупняют в закрытом помещении при положительной температуре воздуха.

Как показывает опыт, поперечный размер полотнищ целесообразнее доводить до ширины 2...4 листов, что снижает трудозатраты непосредственно на объекте, увеличивает производительность труда изолировщиков и сокращает сроки выполнения работ.

Листы сваривают на верстаке, размеры которого должны соответствовать величине полотнищ. Полиэтилен можно сваривать (рис. 6.19) с помошью инфракрасного излучателя или электровоздушной горелки-пистолета. Это устройство позволяет получить температуру воздушной струи на выходе из наконечника 200 ч- 230°С. Нихромовая спираль горелки- пистолета нагревается электрическим током напряжением 36 В, которое получают путем понижения сетевого напряжения через трансформатор мощностью 1 кВт. Для питания горелки воздухом используют электрокомпрессор, подающий воздух под давлением до 0,1 МПа.

Сварку ведут встык с применением целлофановой пленки, со скоростью 30ч-45 м шва в 1 ч (в зависимости от толщины листа и квалификации рабочего). Длина полотнищ зависит от размеров поперечного сечения сооружения, на стенки которого заводят листы для последующего соединения их с гидроизоляцией вертикальных стен.


Перед устройством гидроизоляции днища выполняют бетонную подготовку, которую выравнивают цементным раствором. Полотнища раскатывают по поверхности подготовки и выдерживают определенное время до их естественного выпрямления.

Горелку соединяют с компрессором гибким рукавом. На рукоятке горелки-пистолета имеется штуцер с вентилем, позволяющим регулировать расход и давление воздуха. Полотнища сваривают встык с применением присадочного прутка из стандартного листа полиэтилена, который заранее нарезают на гильотинных ножницах.

Для надежности и плотности сварного шва кромки листов тщательно протирают ветошью, пропитанной ацетоном. Стык при сварке обжимают металлическим валиком с шириной рабочего органа 40 мм. Чтобы предохранить полиэтилен от повреждений во время установки и крепления арматурных каркасов, после сварки ковра по нему прокладывают слой рубероида.

К вертикальным поверхностям сооружения полотнища крепят с помощью мастики БКС, которую изготовляют в построечных условиях. Компоненты состава: битум БН-IM, синтетический латекс СКС-30 и соляровое масло. Температура мастики должна быть не ниже 80-г 100 °С. На изолируемую поверхность ее наносят тремя слоями толщиной 2ч-3 мм каждый, а затем разравнивают шпателем. Листы полиэтилена стыкуют внахлестку с последующей приваркой кромок электровоздушной горелкой. Эту работу выполняют в сухую погоду.

Надежность гидроизоляционного покрытия гарантируется высоким качеством работ по сварке и наклейке листового полиэтилена. Гидроизоляционный ковер не должен иметь проколов, разрывов, пропусков в сварке. Поверхность его должна быть ровной и гладкой, без воздушных пузырей и морщинистости. В связи с этим необходимо систематически контролировать качество выполняемых работ. Герметичность и прочность сварных швов проверяют вакуум-рамкой. Это устройство снабжено контрольным вакуумметром, который закреплен на патрубке, приваренном к крышке прибора. После установки вакуум-рамки на испытываемый участок шва из ее полости через выходной штуцер откачивается компрессором воздух. Сварка считается качественной, если при разрежении воздуха до 66,65 ч-79,98 кПа (500ч-600 мм рт. ст.) по контрольному вакуумметру не произошло разрыва шва.

Использование листового полиэтилена обеспечивает высокую надежность гидроизоляционного покрытия, а также способствует сокращению трудозатрат, росту производительности труда и ускорению строительства благодаря индустриальным методам производства работ. Полиэтиленовую гидроизоляцию можно выполнять при очень низких температурах наружного воздуха и без дополнительных затрат (например, на устройство тепляков, подготовку основания и т.д.). Кроме того, этот вид гидроизоляции подземных конструкций дает значительный экономический эффект.

Коллоидный цементный раствор и активированный торкрет применяю! для устройства гидроизоляции бетонных, железобетонных и кирпичных конструкций. Коллоидный цементный раствор (КЦР) представляет собой высокодисперсную смесь цемента и песка (при удельной поверхности 5000+500 см2/г) с мелкозернистым кварцевым песком и поверхностноактивными добавками. В качестве последних может быть использована сульфитно-спиртовая барда, которая повышает пластичность и удобоукладываемость раствора. Вяжущей основой коллоидного цементного раствора является тонкомолотая цементно-песчаная смесь в соотношении по массе 70 ч- 30...80 ч-20 (цемент, песок). Для приготовления KUP используют портландцемент не ниже марки 400 или глиноземистый цемент. При этом водоцементное отношение не должно быть более 0,35.

Активированный торкрет по составу не отличается от коллоидного цементного раствора. Наносится он с помощью цемент-пушки по правилам обычного торкретирования.

Коллоидный цементный раствор рекомендуется применять для гидроизоляции горизонтальных поверхностей, а активированный торкрет — для вертикальных.