Конструкция усиления фундамента здания

Полезная модель относится к строительству, а именно к области усиления ленточных фундаментов, и может быть использована в промышленном и гражданском строительстве при реконструкции и восстановлении зданий, возведенных, преимущественно, в пористых водонасыщенных грунтах.
Известна конструкция усиления ленточных фундаментов мелкого заложения, включающая фундамент и монолитную железобетонную плиту, устроенную с заведением ее опорной части под подошву фундамента (Полищук А.И. «Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий», 3-е изд., доп. - Нортхэмптон: STT; Томск; STT, 2007, стр. 360).
Недостатком такой конструкции является сложность изготовления монолитной железобетонной плиты непосредственно под подошвой фундамента. Устройство полости под подошвой ведет к временному ослаблению несущей способности фундамента, что небезопасно для эксплуатационной устойчивости здания.
Наиболее близким предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является конструкция усиления фундамента здания, включающая дополнительный свайный фундамент из буронабивных свай и соединенный с ним ростверк, примоноличенный к усиливаемому фундаменту, при этом ростверк расположен с наружной стороны здания, а дополнительный фундамент выполнен из одного ряда свай и шарнирно соединен с ростверком (см. патент RU №2281361, Е02Д 27/08, 10.08.2006., бюл. №22).
Недостатком такой конструкции усиления фундамента является сложность изготовления и многодельность из-за наличия шарниров и большого количества технологических операций. Другим недостатком является ограниченная область применения из-за возможности ее использования только снаружи здания и при близком залегании плотных грунтовых слоев в основании, на которые необходимо опереть буровые сваи, способные воспринять нагрузку от фундаментов здания. Кроме того, в грунтах с повышенной влажностью w>10% требуется применение специальных мероприятий для защиты пробуренной скважины от заиливания при формировании буровой сваи.
Технической задачей полезной модели является снижение трудоемкости работ по усилению фундамента.
Указанная техническая задача достигается тем, что в конструкции усиления фундамента, включающей дополнительный свайный фундамент и соединенный с ним ростверк, примоноличенный к усиливаемому фундаменту, дополнительный фундамент выполнен в виде полых металлических свай закрытого типа, расположенных горизонтально острием под подошвой фундамента, а оголовки свай объединены с арматурным каркасом монолитного ростверка, при этом поверхности металлических свай покрыты ингибитором, например, битумной мастикой.
Устройство поясняется чертежом, на котором схематично изображена конструкция усиления фундамента в разрезе.
Конструкция усиления фундамента 1 содержит дополнительный свайный фундамент 2, состоящий из полых металлических свай 3, соединенных с примоноличенным к усиливаемому фундаменту ростверком 4, арматурный каркас 5 которого скреплен с оголовками свай 3. Оголовки свай закрыты заглушками 6. Сваи уложены в траншее 7 горизонтально, и остриями заведены под подошву фундамента 1. Ростверк 4 связан с фундаментом 1 при помощи арматурных выпусков 8, запрессованных в тело фундамента 1 в двух уровнях. Поверхности металлических свай покрыты ингибитором, например, битумной мастикой.
Металлические сваи 3 забиваются пневмопробойником под подошву фундамента 1, горизонтально, вплотную к ней, на длину не менее половины ее ширины, позволяющую обеспечить передачу нагрузки от фундамента 1 на сваи 3.
Конструкцию усиления существующего фундамента 1 выполняют следующим образом. В подвальном помещении здания рядом с боковой поверхностью фундамента устраивают траншею 7 на глубину несколько ниже его подошвы и шириной равной длине металлической сваи 3 и ударного устройства, например, пневмопробойника. Далее металлическую сваю 3 располагают на дно траншеи 7 в горизонтальное положение и производят ее забивку в грунт пневмопробойником вплотную к подошве существующего фундамента 1. По окончании забивки, расчетной по длине, сваю 3 герметизируют заглушкой 6, изготовленной, например, из дерева, пластмассы или металла. Таким образом, производится забивка всех свай. На оставшиеся части горизонтально расположенных свай 3 укладывают арматурный каркас 5, скрепляют их между собой вязальной проволокой и омоноличивают в единый ростверк бетоном. После набора бетоном омоноличивания 70% прочности свободное пространство траншеи до уровня пола подвала засыпают местным грунтом.
Предлагаемая конструкция усиления ленточных фундаментов предназначена для зданий, получивших деформации в процессе эксплуатации из-за проявления неравномерных просадок основания при замачивании. Учитывая тенденцию повышения грунтовых вод в последнее время и, как результат, снижение физико-механических свойств грунтов в основании эксплуатируемых зданий, применение данной конструкции актуально и целесообразно.
Конструкция усиления при ее изготовлении позволяет значительно повысить плотность грунтового основания за счет уплотнения грунта в радиальном направлении при забивке металлических свай, а также расширить подошву фундамента за счет монолитной вставки (ростверка), жестко скрепленной с существующим фундаментом.
Увеличение общей ширины подошвы фундамента позволяет уменьшить удельное его давление на грунт, что предотвращает осадки. Этому будет также способствовать и конструкция забивных свай, которые представляют собой замкнутые емкости. При подтоплении здания и проявлении воздействия гидростатического давления на емкости, частично или полностью нейтрализуется нагрузка от фундамента на основание.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция усиления фундамента более проста в изготовлении, не требует использования бурового агрегата, расхода топлива. Применение ее возможно в различных грунтовых условиях с разной степенью влажности.