Усиление свайного фундамента

Обзор деталей усиления и ремонта свайного фундамента. Описание способов укрепления грунта.
Усиление свайного фундамента


Правильный свайный фундамент закладывается после предварительных подробных расчетов, обеспечения хорошей гидроизоляцией и с соблюдением всех строительных норм. Но предусмотреть все особенности не всегда удается, поэтому через определенный срок эксплуатации здания можно столкнуться с проблемами в фундаменте.

Чаще всего проблемы с железобетонным свайным фундаментом возникают из-за некачественного бетона. В следствие этого образуются трещины в основании, нарушается монолитность.

Но бывает, когда причиной деформации фундамента становится нестабильность грунта, который не способен продолжительное время воспринимать давление возведенного на нем здания.

Методы укрепления свайного фундамента:

  • провести усиление фундамента дополнительными сваями;
  • провести усиление по периметру;
  • укрепить углы;
  • установить отливы.

При выборе метода усиления свайного фундамента необходимо понять какие его элементы больше всего нуждаются в укреплении, будь то ростверк, грунт около свай или стволы свай.

Если требуется укрепить ростверк, то для начала выявляют характер повреждений и их причины.

Торкретирование. Описание метода.

Усиление ростверков при коррозии или при образовании трещин производится путем торкретирования. Это такой метод предохранения бетона от дальнейшего разрушения, при котором на поверхность под давлением наносится цементный раствор. Перед нанесением цемента, поверхность очищают стальными щетками или пескоструйным аппаратом, а также продувают и промывают водой под давлением.

Торкретирование выполняют по металлической сетке с ячейками размером 5—10 см при диаметре проволоки около 5 мм. Сетку необходимо привязать вязальной проволокой к анкерам, диаметр которых 8—10 мм, заделанным в ростверке на 15—25 см. Расстояние между анкерами принимают 50— 80 см. Торкрет наносят под давлением 0,4—0,6 МПа толщиной 20— 40 мм в 2—3 слоя полосами шириной 1 —165 м сверху вниз. Новый слой наносят только после того, как высохнет предыдущий.

Если имеют место более серьезные повреждения железобетонного ростверка любого типа, то проводят более масштабные ремонтные работы. Чтобы заделать пустоты и трещины в бетоне, применяют нагнетание цементного раствора под давлением. Для этого пробуривают перфоратором вертикальные или наклонные шпуры в ростверке диаметром 40—80 мм, располагая их в таком порядке, чтобы максимально охватить разрушенный массив. Расстояние между шпурами должно составлять 0,8—1,5 м. Длина наклонных шпуров не должна быть более 0,4 толщины массива при бурении с обеих сторон массива и не более 0,75— при бурении, с одной стороны. Общее число и расположение шпуров устанавливают в зависимости от степени разрушения ростверка, а также от расположения рабочей арматуры, поскольку шпуры должны буриться между стержнями арматуры.

После окончания бурения шпуров через инъекционные трубки промывают бетон под давлением 0,2— 0,4 МПа.

Состав водоцементного раствора, который обычно применяют готовится в соотношении от 1:10 до 1:1 (отношение цемента к воде по массе). Сначала нагнетают более жидкий раствор от 1:10 до 1:4 при давлении до 0,5—1,1 МПа. При малых поглощениях раствора его состав в процессе нагнетания не изменяют, но увеличивают давление до 1,1 МПа.

Описание усиления свайных фундаментов некоторыми способами

  1. Применение железобетонных обойм. В свайных фундаментах с высоким ростверком наиболее доступным для усиления является ствол. В этом случае сваи с поперечными или продольными трещинами и частичным разрушением стволов следует усиливать железобетонными обоймами, толщина стенок которых должна быть не менее 100 мм. Обойма представляет собой монолитную пустотелую конструкцию, она предупреждает усугубление деформации в сваях. Такая конструкция выставляется по всей свободной длине сваи и на глубину 1м.
  2. Метод «рубашки». Вокруг сваи бурят скважины небольшого диаметра (50—80 мм) с расчетом не менее одной скважины вдоль грани сваи. По скважинам нагнетается цементный раствор, который окружает сваю сплошной рубашкой. Данная технология защищает сваю от дальнейшего повреждения и укрепляет массив грунта.
  3. Укрепление фундамента методом дополнительных свай. Такая технология требуется, если на здание увеличилась нагрузка. Зачастую, этот способ усилить свайный фундамент применяется при возведении дополнительных этажей. Усиление стволов свай можно выполнять путем погружения забивной сваи или устройства буронабивной сваи вплотную к стволу. При устройстве буронабивной сваи у ствола бурят одну-две скважины, которые затем армируют и бетонируют. Если применять данную технологию, то можно все сваи не усиливать, а только каждую вторую или третью.

При значительном разрушении фундамента из-за увеличения на него нагрузки или по причине недостаточной несущей способности грунта осуществляется усиление всего фундамента или грунта, на который опирается фундамент.

Способы укрепления грунта

Механический:

  • Заполнение песком наклонных скважин или уплотнение грунта с помощью глубинных вибраторов, помещенных в скважину
  • Армирование грунтовых слоев
  • В торфяных или слабых глинистых грунтах можно понизить уровень грунтовых вод, что приведет к напряжению грунтового скелета и уплотнению породы
  • Катки, виброплиты, вибротромбовки

Термический:

  • Пробуривание ряд скважин и сжигание в них топлива при закупорке скважин, в результате чего образуются плотные грунтовые столбы.

Химический:

  • Нагнетание в грунт силикатного раствора
  • Инъецирование грунта раствором аммиака
  • Нагнетание синтетической смолы.

Физико-химический:

  • В грунтовую толщу нагнетается цементный или цементно-песчаный раствор

Электрический:

  • Через грунт пропускаются токи определенных параметров, при этом происходит осушение и уплотнение глины.

Усиление свай-колонн возможно путем нагнетания карбамидной смолы в околосвайный грунт, представленный суглинками мягкой текучепластичной консистенции. Укрепление грунта производится для каждой сваи через наклонные погружные инъекторы с нагнетанием смолы поочередно с двух сторон заходами снизу-вверх.

Самый популярный способ усиления свайных фундаментов - погружение дополнительных свай вне контура фундамента. Нагрузку перераспределяют с помощью горизонтальных балок. Их пропускаю через ростверк. Поперечные и продольные балки, передающие нагрузку на выносные сваи, объединяют с ростверком. Чтобы избежать осадок от передачи нагрузок от здания на выносные сваи, их обжимают гидравлическими домкратами. Домкраты устанавливают на головы свай или на обвязку по сваям и упирают в поперечные балки. Работы ведут участками одновременно с обеих сторон фундамента.

Усилить свайные фундаменты также можно и с помощью набивных свай. Наиболее часто этот метод применяют при реконструкции. Устройство набивных свай не вызывает динамических нагрузок. Их устройство возможно производить из подвальных помещений. При этом могут использоваться набивные сваи в стальной оболочке. Стальная оболочка состоит из звеньев стальной трубы длиной 2—3 м. Ее погружают вдавливанием в грунт домкратами и с помощью станка ударно-канатного бурения. По мере погружения оболочки звенья наваривают. В завершении, когда оболочка погружена на проектную отметку, ее изнутри заполняют бетонной смесью.