СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТА ЗДАНИЯ
METHOD FOR REINFORCEMENT OF BUILDING FOUNDATION

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции существующих фундаментов.
Известен способ усиления фундамента здания, при котором в фундаменте просверливают цилиндрические отверстия, через которые осуществляют секционное задавливание свай до заданной глубины, при этом закрепление головной секции сваи осуществляют до задавливания головной секции сваи, инжектируя быстротвердеющий клеевой состав, а после задавливания головной секции выдерживают сваю под нагрузкой до окончания процесса склеивания (патент на изобретение RU 2057847, МПК 6 E02D 27/08, опубликован 15.09.1996).
Недостатком известного способа является сложность технологии, при которой отверстия для прохождения свай просверливают в бетонном теле фундамента, что требует применения дополнительного оборудования и усложняет процесс возведения фундамента.
Наиболее близким техническим решением является способ, описанный в патенте на изобретение RU 2144111, МПК 7 E02D 27/48, опубликован 10.01.2000. Данный способ включает пересадку фундамента на выносные секционные сваи, которые вдавливают гидравлическим домкратом через цилиндрические отверстия ростверка, образованные при его бетонировании. После установки свай, их армируют одиночным стержнем и бетонируют вместе с отверстиями.
Недостатком известного способа является низкая надежность узла сопряжения свая-ростверк, так как при длительном действии нагрузок и/или появления дополнительных нагрузок от ростверка (фундаментной плиты) и/или вышерасположенных строительных конструкций, может произойти выдавливание свай через ростверк (фундаментную плиту), что приводит к частичной или полной потери несущей способности фундамента и его разрушению.
Задачей настоящего изобретения является создание способа, позволяющего повысить надежность усиленного фундамента здания.
Поставленная задача решается за счет того, что способ включает разработку траншеи вдоль усиливаемого фундамента здания, устройство в стене здания штрабов, армирование ростверка и последующее его бетонирование с образованием отверстий, через которые производится задавливание трубчатых секций свай. Каждую секцию сваи соединяют между собой переходной манжетой, а после достижения сваями расчетного давления, их армируют и бетонируют одновременно с отверстиями. Отверстия формируют конусообразными. Для этого при армировании ростверка в месте образования отверстий устанавливают формообразующие конусообразные элементы, расширяющиеся по направлению задавливания свай, при этом их конусность выбирают в пределах 0,17-0,50. Сваи могут быть армированы одиночным стержнем или пространственным каркасом.
Предложенный способ усиления фундамента здания позволяет повысить надежность фундамента и предотвратить его разрушение за счет уменьшения нагрузки на ростверк в месте расположения свай.
Сущность предложенного способа поясняется фиг.1-5, иллюстрирующими способ усиления фундамента.
Усиление фундамента производят следующим образом.
Вдоль существующего фундамента здания разрабатывают траншею 1, а в самом фундаменте здания выполняют штрабу 2, в зоне которой просверливают шпуры 3 (фиг.1), в которые устанавливают анкерные стержни 4. Затем армируют ростверк и устанавливают технологические анкера 5 для крепления установки 6 и формообразующие конусообразные элементы 7, которые размещают в месте образования отверстий для прохождения свай (фиг.2-3), устанавливают опалубку 8. При этом формообразующие конусообразные элементы устанавливают таким образом, чтобы сформировать отверстие, расширяющееся по направлению задавливания свай. После этого, ростверк 9 бетонируют, а по достижении бетоном прочности 60% от проектной (что составляет не менее 7 дней) приступают к работам по устройству свай 10 (фиг.4). Сваи выполняют по безударной технологии методом статического задавливания секций свай, в процессе которого производят обязательный контроль усилия погружения свай. При этом первая секция имеет конусообразный наконечник, обеспечивающий лучшие условия для прохождения грунта и предотвращающий попадание последнего в полость сваи. Между собой секции соединяют путем приварки к переходной манжете, изготовленной из трубы меньшего диаметра. Задавливание секций свай производят до момента фиксации на манометре установки 6 такого давления, которое соответствует превышению расчетной несущей способности сваи в 1,2 раза. Затем полость сваи армируют одиночным стержнем 11 или пространственным каркасом (в зависимости от расчетных характеристик) и заполняют бетоном одновременно с конусообразным отверстием. В результате, в месте соединения ростверка со сваей образуется конусообразная пробка 12 (фиг.5), образованная формообразующим конусообразным элементом 7. При этом конусность формообразующего элемента 7 равна 0,17-0,50.
Длительное действие нагрузок, появление дополнительных нагрузок от ростверка (фундаментной плиты) и вышерасположенных строительных конструкций может привести к выдавливанию свай через ростверк (фундаментную плиту), потере несущей способности фундамента и его разрушению. Увеличение площади поверхности трения в узле сопряжения свая-ростверк нейтрализует вредное действие нагрузок, вызывающих выдавливание сваи через ростверк. Данное увеличение площади реализуется за счет формирования поверхности трения конусообразной. Предельные значения конусности выявлены расчетным путем и зависят от таких параметров как высота ростверка, шаг армирования и диаметр свай. Минимальное значение конусности 0.17 рассчитано для максимальной высоты ростверка. В этом случае площадь поверхности трения увеличена за счет высоты ростверка и большая величина конусности не требуется. Максимальное значение конусности 0.50 рассчитано для минимальной высоты ростверка, при этом величина 0.50 ограничена такими параметрами как шаг армирования ростверка и диаметр свай.
Пример осуществления способа.
Вдоль существующего фундамента здания разрабатывают траншею шириной 600 мм на глубину 800 мм. Затем в фундаменте выполняют штрабу на глубину 300 мм, в зоне которой пробуриваются шпуры. В шпуры устанавливают анкерные стержни Ф 25 А III. Далее армируют ростверк, шаг армирования ростверка 400 мм. Одновременно с армированием устанавливают технологические анкера Ф 25 А III для крепления установки, а также устанавливают формообразующие конусообразные элементы с конусностью 0.37. После этого ростверк бетонируют с использованием бетона класса В25. По достижении бетоном прочности 60% приступают к работам по устройству свай. Сваи выполняют по безударной технологии путем задавливания инвентарных труб-оболочек Ф 159×6 мм на глубину 10 м. Элементы труб-оболочек соединяют между собой с помощью сварки. Сваю армируют одиночным стержнем Ф 25 А III на всю длину, а затем сваю вместе с конусообразным отверстием бетонируют.
Сформированная таким образом конусообразная пробка повышает надежность фундамента и предотвращает его разрушение за счет уменьшения нагрузки на ростверк в месте расположения свай, так как действие нагрузок, приводящих к выдавливанию сваи через ростверк, распределяется в теле ростверка более равномерно. Кроме того, ориентация пробки в ростверке, при которой конус своей расширяющейся частью ориентирован по направлению задавливания сваи, создает эффект заклинивания, что также препятствует выдавливанию сваи через ростверк (фундаментную плиту).
Предложенный способ позволяет в процессе усиления фундамента сформировать коническую пробку, что позволяет повысить надежность фундамента в месте расположения свай.