Причины, приводящие к необходимости усиления фундаментов

Фундаменты зданий, другие подземные конструкции со временем получают физический износ — результат воздействия на них природных и техногенных факторов. Минеральные материалы, из которых изготовлены фундаменты, выветриваются, обводняются и подвергаются выщелачиванию; деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи) разлагаются, происходит коррозия металла арматуры, балок, стальных и чугунных свай.

В кладке фундаментов возникают трещины — результат неравномерной деформации грунтов. Недопустимый износ фундаментов может иметь опасное развитие с аварийными последствиями.

Основания сооружений (т. е. грунты) могут получить деформации (осадки, просадки, провалы) в ходе эксплуатации. Это приводит к износу сооружений, развитию трещин в стенах, кренов и прогибов, иногда к общей потере устойчивости. Факторы износа фундаментов и развития деформаций оснований бывают техногенными и природными.

К техногенным факторам износа относятся: неравномерная осадка оснований — процесс длительного уплотнения грунтов в результате воздействия нагрузки от массы зданий и сооружений. Как показывают наблюдения, осадки зданий развиваются десятками лет. К примеру, гостиница «Россия» в Санкт-Петербурге, законченная строительством в 1961 г., к 1963 г. имела среднюю осадку около 50 см, в последующем развитие осадки продолжалось со скоростью до 0,5 см/год, несущие продольные стены здания получили прогиб, в них развились опасные трещины.

Рис. 1. Осадка здания гостиницы «Россия» в Ленинграде (период наблюдений 1963-1983 гг.). а — план, эпюра осадки наружных стен 10-этажного здания и 2-этажных пристроек; б — поперечный разрез здания и его основания; в — эпюры осадок балок пристройки; I — ленточная глина; 2 — слоистый суглинок; 3 — торф; 4 — осадочные швы; 5 — места наибольших повреждений конструкций; б — точки установки деформационных марок

Подработка территории, т. е. строительство подземных сооружений закрытым способом (метрополитены, тоннельные канализационные коллекторы) так же могут привести к неравномерным осадкам фундаментов.

Например, дворы, улицы, здания и сооружения над перегонными тоннелями метро оседают на 4…6 см в год, над станциями — на 6… 10 см, под наклонными эскалаторными тоннелями — на 30…40 см и более.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод, которое происходит при устройстве дренажей, ливневой и общесплавной канализации. При этом увеличивается толщина зоны аэрации, осушаются и загнивают деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи), фундаменты получают большую и неравномерную осадку.

Повышение уровня грунтовых вод, приводящее к «обводнению» оснований; при этом лессовые грунты получают просадку, доуплотняются рыхлые пески, может развиваться химическая суффозия некоторых минералов (гипс и др.), образование местных провалов в результате обрушения сводов карстовых полостей в известняках.

Надстройка зданий, которая увеличивает нагрузки на фундаменты, часто превышающие расчетное сопротивление R основания, что приводило к потере устойчивости фундамента или к осадке, возникали повреждения конструкций, повышался общий износ зданий.

Механическая суффозия грунта, т. е. вынос тонких фракций грунтов фильтрационным потоком в результате работы дренажей, канализации, а также при откопке траншей, строительных котлованов подземных сооружений.

Размыв грунта при прорыве водопровода или труб горячего водоснабжения, который вызывает образование каверн, промоин в грунте в местах ввода коммуникаций в здание, развитие опасных деформаций стен.

Воздействие вибрации на основания и конструкции зданий от влияния транспорта, промышленных установок, строительных механизмов. Вибрации приводят к уплотнению песков или разжижению водонасыщенного грунта и потере устойчивости основания.

Рост культурного слоя в городах — неуправляемый процесс накопления насыпных грунтов на территории городов и промышленных зон. В Санкт-Петербурге толщина культурного слоя достигает местами 3…6 м. В первые десятилетия существования города власти поощряли меры по подъему территорий, как средство борьбы с наводнениями. В XX в. территория города была расширена за счет подъема намывом прибрежных районов. Образовались свалки городского мусора, отходов промышленности. В результате кирпичная кладка стен, сводов, обладающая капиллярностью, обводнялась, теряла прочность, в зданиях возникала сырость.

К природным факторам износа относятся:

Рис. 2. Типичные ситуации, приводящие к опасному развитию деформаций оснований зданий и сооружений- а — строительство зданий в несколько очередей; б — фундаменты под новое массивное оборудование; в — строительство новых домов на месте снесенных, г — строительство новых зданий возле существующих; д — то же, но существующее здание на сваях; е — легкие пристройки массивных зданий: ж — образование осадочной воронки вокруг зданий, деформации от-мосток, дорог, коммуникаций, з — планировка подсыпкой участков возле ранее построенных зданий; и — встречный крен близко расположенных зданий; к — дополнительная осадка при надстройке; i — осадка основания металлического резервуара; м — осадка склада сыпучих материалов; 1 — эпюры осадок; 2 — эпюры дополнительных осадок; 3 — граница зоны уплотнения грунтов, 4 — осадочный шов; 5 -места возникновения повреждений конструкций: б — фундаменты; 7 — отмостка: 8- трубопровод; 9 — поверхность осадочной воронки; 10 — грунт подсыпки

Здания и сооружения со временем ветшают, получают моральный и физический износ, заменяются новыми. Известно, что в Нью-Йорке, на острове Манхеттен, были построены, а затем снесены и заменены новыми несколько «поколений» небоскребов. При реконструкции центра Парижа, Лондона, Брюсселя, других старинных городов сносились тысячи древних построек. В то же время многие города или отдельные районы городов объявлены ЮНЭСКО «историческими», к примеру Бремен и Любек в Германии, Гент и Брюгге в Бельгии, Дельфт в Нидерландах, многие города Италии, прежде всего Венеция, города «Золотого кольца» в России (Ростов Великий, Переяславль-Залесский, Углич, Суздаль, Владимир). Сотнями лет сохраняются некоторые исторические и архитектурные памятники, такие как собор Св. Софии в Киеве, Успенский собор на территории Московского Кремля, мечети и минареты в Самарканде и Стамбуле, пирамиды в Египте и тысячи других ценнейших строений. Очевидно, что сохранение старинных построек возможно посредством регулярных ремонтов, подновления отдельных элементов конструкций, включая и фундаменты.

В принципе, фундаменты, т. е. конструкции, расположенные в толще грунтов, защищены от прямых атмосферных и иных воздействий внешней среды. Они могут сохраняться веками даже после полного исчезновения надземной части зданий. Однако в определенных условиях фундаменты получают недопустимый износ, а грунты оснований — опасное развитие деформаций. В этих случаях в стенах зданий появляются трещины, постройки могут получать крен (например, Пизанская башня, Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге), прогиб, перекос, что может приводить к обрушению здания в целом или его отдельной части. В этих случаях возникает особая проблема — усиления фундаментов и оснований.

Актуальность этой проблемы стала очевидной в последние десятилетия, когда человечество стало бережно относиться к архитектурному наследию, поскольку города стареют, эксплуатируемые здания подвергаются капитальному ремонту и реконструкции. Важное место в этом направлении строительства занимают геотехнические проблемы — технология усиления и реконструкции оснований и фундаментов.

Конструкции и материалы фундаментов старинных зданий . Фундаменты зданий, построенных в XIX в. и ранее, в наше время часто требуют усиления. Фундаменты таких домов были выполнены из местных каменных материалов на известняковом растворе, часто включали деревянные элементы — бревна-лежни, иногда массивная кладка выполнялась поверх забитых в грунт деревянных свай.

На рис. 3 приведены разрезы фундаментов старинных зданий в Санкт-Петербурге, по данным многочисленных вскрытий и обследований, выполненных сотрудниками СПбГАСУ в разные годы в связи с разработкой проектов реконструкции зданий.

Рис. 3. Поперечные разрезы типичных ленточных (а, б. в, г, д. е. и) и плитных (ж. з) фундаментов стен домов, построенных в XVIII-XIX вв. в центре Санкт-Петербурга (по данным обследований, выполненных специалистами СПбГАСУ): 1 — кирпичная кладка: 2 — кладка из булыжника; 3 — кладка из колотых валунов: 4 — деревянные сваи: 5 — кладка из известнякового камня; б — лежни, ростверк; 7 — пол подвала: 8 — поверхность двора (улицы); 9 — бетон на битом кирпиче

Проектирование усиления фундаментов основано на общих принципах проектирования по предельным состояниям с анализом вариантов.

На практике требуется рассматривать следующие основные случаи необходимости усиления фундаментов:

а) при опасном износе фундаментов, развитии деформаций грунтов. В этом случае требуется выполнить усиление фундаментов зданий и сооружений, закрепление грунтов основания. Такая проблема возникает при разработке проектов реновации памятников архитектуры и опасном развитии повреждения конструкций заселенных домов, грозящих аварией;

б) при увеличении нагрузки на фундаменты и основание в целях осуществления надстройки зданий, замены оборудования на более массивное;

в) при увеличении глубины подвалов и других подземных объемов зданий;

г) при проектировании строительства на соседних участках. В таком случае может потребоваться превентивное закрепление основания в целях уменьшения дополнительной осадки.

Проектирование усиления фундаментов предваряется работами по обследованию технического состояния надземных конструкций, фундаментов зданий, а также инженерно-геологическими изысканиями и опытными работами. В исторических архивах чертежи фундаментов обычно отсутствуют.

Такие проекты в XIX в. и ранее не разрабатывали, выбор типа фундаментов, их формы, материала, глубины заложения и других параметров был прерогативой подрядчика, который опирался как на многолетнюю, часто сугубо местную традицию, вековой опыт, так и на общие указания государственных документов («Устав строительной Российской империи» и др.).

Поэтому исходная информация о фундаментах, средствах гидроизоляции подземных объемов здания, грунтах несущего слоя и обратных засыпок пазух фундаментов может быть получена посредством откопки шурфов с одной или двух сторон до подошвы фундаментов. Иногда приходится откапывать достаточно глубокие шурфы — до 3…4 м.

Вскрыв фундамент, обследователь делает обмеры, на основе которых выполняет чертежи (разрез и вид фундамента), устанавливает вид материала и раствора, отбирает образцы материалов и грунта из-под подошвы, которые исследует в лаборатории.

Наилучшие результаты можно получить, выбуривая из тела фундаментов цилиндрические образцы (керн), которые могут быть испытаны в лаборатории на прочность.

Бурение позволяет выявить наличие деревянных или иных свай, ростверков, установить положение их острия, не прибегая в откопке шурфов большой глубины.

Признаками недопустимых (опасных) деформаций оснований зданий являются характерные трещины в стенах (простенках, межоконных перемычках, кирпичных сводах и арках межэтажных перекрытий и др.), искажение формы коробки здания, которое устанавливается высотной съемкой цоколя или обреза фундамента (по ее результатам можно выявить прогибы, крены, перекосы стен), отклонение стен от вертикали, сдвиги перекрытий, перекосы лестничных маршей и ряд других признаков.

Усиление оснований и фундаментов рационально совмещать с капитальным ремонтом зданий. Иногда эти работы требуется выполнять и в заселенных домах или эксплуатируемых общественных зданиях. Строительная практика знает немало случаев, когда после усиления основания здание или его блок выправляли посредством домкратов или, наоборот, опускали, создавая с помощью бурения пустоты в несущем слое основания, которые приводили к управляемой осадке.

Особо ответственным и сложным является вопрос о возможности и условиях надстройки здания одним или несколькими этажами, поскольку при этом требуется установить:

• достаточна ли прочность тела фундамента;
  
• не потеряет ли несущий слой основания устойчивость от дополнительной нагрузки;
  
• допустима ли осадка, которая возникнет в результате надстройки.

На этой основе выносится решение о необходимости усиления основания и фундамента, разрабатывается проект реконструкции фундамента и основания, определяется технология работ.

Расчет усиления фундамента и основания здания и сооружения

Первым шагом разработки проекта усиления основания является сбор нагрузок, передаваемых от наземной части здания по обрезу фундамента. Основой решения этой задачи являются обмерные чертежи, которые выполняются в ходе обследования здания. Оригинальные чертежи здания, если таковые удается отыскать в архивах, имеют вспомогательное значение, поскольку старые здания обычно подвергались перестройкам, включающим надстройку одним или несколькими этажами.

Сбор нагрузок выполняется обычным методом. При этом используются обмерные чертежи надфундаментных конструкций и результаты обмеров фундаментов несущих стен и колонн зданий, вскрытых шурфами.

Использование материалов инженерно-геологических изысканий, имеющихся в архивах или проводимых специально, не всегда приводит к удовлетворительным результатам, поскольку не учитывается фактор уплотнения грунтов основания под многолетним воздействием массы здания.

Более точные данные могут быть получены по результатам испытаний грунтов с использованием двух методов:

1) образцы-монолиты грунтов отбираются в шурфах из-под подошвы фундаментов, испытываются в лаборатории на компрессию и на сдвиг.

2) по данным ручного динамического зондирования грунта.

Первый метод приемлем, если несущий слой основания представлен связными грунтами, второй, — когда под фундаментами залегают пески.

Примером реализации первого метода может служить проект надстройки двумя этажами крупнопанельного пятиэтажного дома, построенного в 1961 г. Для определения величины расчетного сопротивления основания были использованы данные изысканий 1961 г. и результаты испытаний образцов грунтов, отобранных под подошвой фундаментов несущей стены, выполненные в 1998 г.

Из результатов сравнения следовало, что грунт получил существенное уплотнение и упрочнение, консистенция изменилась от текучей на тугопластичную, угол внутреннего трения увеличился с 6 до 24 градусов и т. д. В результате было установлено, что расчетное сопротивление основания до строительства R ol составляло 270 кН/м 2 , после 28 лет эксплуатации здания R m =383 кН/м 2 , существующее давление по подошве фундаментов составляет 150 кН/м 2 , а после надстройки двумя этажами оно возрастет до 200 кН/м 2 . Следовательно, основание здания имеет значительный запас и надстройка двумя этажами без усиления фундаментов возможна. Установлено также, что основание имело двукратный запас уже на стадии строительства здания, а дополнительная осадка от надстройки не превысит 3 см.

Второй способ, основанный на результатах ручного динамического зондирования грунта, требует применения стандартного конического зонда, который закрепляется на жесткой штанге и погружается в грунт ударами груза определенной массы.

Показателем сопротивления грунта служит число ударов, обеспечивающих погружение зонда в грунт на 10 см (на «залог»). По величине «залога» определяется «условное динамическое сопротивление грунта», а по несущей способности — показатели механических свойств (ф, с, Е). Полученные данные используются для определения фактического расчетного сопротивления основания и дополнительной осадки (от надстройки).

Необходимость усиления фундаментов часто диктуется фактическим техническим состоянием фундаментов, признаками которого являются:

• наличие разложенной древесины лежней, ростверков или свай;
  
• низкое качество строительного камня (известняк, кирпич);
  
• низкое качество или отсутствие кладочного раствора;
  
• наличие трещин в кладке фундаментов, которые прослеживаются обычно в кладке стен;
  
• смещения и вывалы кладки над проемами, выполненными для прокладки коммуникаций;
  
• провалы и каверны в несущем слое основания — результат размыва грунта, микробного разложения древесины бревен и т. п.;
  
• наличие слоев и линз торфа под подошвой фундаментов — результат неполной выторфовки.

Обычно перечисленные дефекты выявляются при обследовании стен, перекрытий, лестничных клеток здания, которые имеют очевидные дефекты — трещины, сдвиги массивов кладки, перекрытий, лестничных маршей.

Защита фундаментов от выветривания

Это мероприятие выполняется при физическом и химическом выветривании материала фундаментов, когда процессами выветривания кладка затронута неглубоко и нет сквозных трещин в фундаментах. Обычно это бывает, если фундаменты выполнены из бутовой или кирпичной кладки, обладающей невысокой прочностью и водостойкостью. Химическое выветривание может происходить при недостаточной стойкости цемента или заполнителя против агрессивных свойств среды.

При восстановлении поверхности фундаментов применяют оштукатуривание цементным раствором (торкретирование) по подготовленной (зачищенной) боковой поверхности фундаментов или оштукатуривание по металлической сетке, укрепленной на боковой их поверхности. Если процессы выветривания захватили фундамент на всю толщу, необходимо либо зацементировать кладку, укрепив тем самым существующий фундамент, либо выполнить обойму, восстановив несущие функции фундамента.

Цементация фундамента выполняется путем бурения с поверхности и из первого или подвального этажа в кладке фундамента скважин и нагнетания в них цементного раствора. Скважины бурят перфораторами или электродрелью диаметром 20-30 мм на расстоянии 50 см одна от другой, на глубину примерно 2/3 толщины фундамента. В скважины вставляют трубки диаметром 20-25 мм, через которые нагнетают цементный раствор. Трубки в устьях скважин заделывают густым раствором на глубину 10 см. Давление нагнетания 0,2-0,6 МПа. После пробных нагнетаний следует откопать опытные участки, проверить результаты и уточнить технологию работ, состав работ и пр.

В тех случаях, когда из-за выветривания и разрушения кладки фундаментов образовались трещины в надфундаментной части здания или сооружения, простое заполнение открытых трещин цементным раствором может быть недостаточным. Тогда рекомендуется повысить прочность здания или сооружения другими конструктивными мероприятиями.

Повышение прочности и уширение фундамента

Традиционные способы усиления фундаментов заключались, преимущественно, в увеличении ширины подошвы фундаментов, т. е. обеспечивают уменьшение удельного давления на грунт.

Кроме того, выполнялось углубление подошвы фундамента, чтобы обеспечить опирание на подстилающий плотный грунт, замену сгнивших деревянных элементов минеральным материалом. Это становилось возможным при углублении подвалов. Фундамент уширяли «прикладом» строительного камня на растворе с двух или с одной стороны; новая кладка придавала уширенному фундаменту призматическую или трапецеидальную форму.

Удачный пример таких работ — реконструкция финской церкви Св. Марии в Санкт-Петербурге в 1999-2001 гг. Главная проблема состояла в том, что под фундаментами несущих стен и внутренних колонн (столбов) был уложен сплошной ряд деревянных лежней, сгнивших на полсечения, поэтому в стенах и кирпичных сводах здания развились трещины. При больших затратах на реконструкцию здания было решено выполнить полное изъятие древесины с заменой на железобетонные подушки (рис. 5).

Рис. 4. Примеры традиционных способов усиления фундаментов: а — «прикладом» из природного камня; б — банкетом из бетона; в — железобетонной обоймой: 1 — бутовая кладка; 2 — кирпичная стена: 3 — «приклад» из камня: 4 — уширение стены (кирпич): 5 — металлические штыри-анкеры; 6 — бетон: 7 — стальная арматура
Рис. 5. Реконструкция фундаментов и надземного объема финской церкви Св. Марии в Санкт-Петербурге. Поперечный разрез фундаментов, подвала и надземного объема (технологическая схема)

Реконструкция фундаментов наружных стен выполнялась захватками из двусторонних шурфов. Водопонижение осуществлялось из скважин-колодцев, которые были устроены в подвале здания. Уширение отдельных фундаментов (столбов) под внутренние колонны выполнить было сложнее, поскольку глубина заложения этих фундаментов была недостаточной, и требовалось не только уширить, но и углубить подошву фундаментов. В этих случаях фундаменты временно «вывешивались» с помощью металлических балок, под концы которых подкладывали брусья, между ними забивали клинья. Они обеспечивали обжатие системы «колонна — свод». После передачи нагрузки от колонны на временные опоры фундаменты подкапывали, углубляли до нужной величины (обычно до 1 м), образовавшуюся полость закладывали литой бетонной смесью. Наблюдения показали, что осадка стен была не более 2…4 см, колонн 1…3 см. Это привело к образованию незначительных трещин, которые были ликвидированы напорной инъекцией цементных растворов.

Усиление фундаментов домов, попавших в зону подработки при строительстве метрополитена, обычно осуществляется подведением под поврежденное здание сплошных фундаментных плит. Эти плиты выполняются из железобетона, имеют размеры секций подвалов здания. Плиты заделывают в штробы, которые вырубают в стенах подвалов, на уровне существующих полов. Такие плиты работают совместно с существующими фундаментами, повышают общую устойчивость основания за счет уменьшения удельного давления на грунт и повышения общей жесткости зданий.

Рассмотренные традиционные технологии было нетрудно выполнить в сухих грунтах, но весьма проблематично в грунтах водонасыщенных, ниже уровня грунтовых вод. В этих случаях «приклад» к существующему фундаменту обычно вели выше уровня его подошвы и выше уровня грунтовых вод. Такое усиление было недостаточно эффективным (см. рис. 4, а).

Работы по усилению фундаментов традиционными способами были трудоемкими, отнимали много времени и средств, имели ряд недостатков. Так, «приклад» и новые плиты опирались на необжатый грунт, который включался в работу только после развития некоторой осадки, что могло вызывать дальнейшее развитие деформаций здания. По указанным причинам часто старались избежать дорогостоящего и трудоемкого процесса усиления фундаментов, предпочитая разбирать здание и строить на его месте новое.

При реконструкции производства или здания, когда существенно возрастают нагрузки на фундамент, а также когда в результате неравномерных осадок появляются трещины в здании и фундаменте, рекомендуется усилить фундамент, выполнением обойм из бетона или железобетона. В старом фундаменте, а иногда и в цокольной части стен устраивают штрабы, бурят шпуры, в которые устанавливают закладные детали (балки, арматуру), обеспечивающие совместную работу старых фундаментов и обойм. Кроме того, в обоймах устанавливают арматуру, рассчитанную на обеспечение прочности стен в продольном направлении. Этим способом достигается также развитие опорной площади фундаментов, т.е. снижается давление на основание, а следовательно, уменьшаются осадки здания.

Для обеспечения совместной работы обоймы и фундамента из рваного бутового камня на слабом цементном растворе обойму выполняют в траншеях. В отверстия, просверленные перфораторами или пробитые в старом фундаменте, вставляют стяжки. Сцепление бетона с бутовой кладкой обусловливается неровной боковой поверхностью кладки, очищенной от грунта, промытой и продутой сжатым воздухом.

На рис. 7 показано усиление бетонного или из гладкой каменной или кирпичной кладки фундамента с одновременным увеличением опорной площадки, также с выполнением обоймы. Размер шпонок по высоте принимается исходя из обеспечения передачи поперечных усилий от обоймы существующему фундаменту. Желательно выполнять обойму с применением расширяющегося цемента. При необходимости в обойму вставляется продольная арматура, например при наличии трещин в фундаменте, лишающих фундамент необходимой жесткости.

Если требуется расширить фундамент с обжатием основания под полосами расширения или выправить фундамент и стену, то рекомендуется следующая технология (рис. 8): в траншеях устраивают из сборных блоков или из монолитного бетона банкетки на утрамбованной щебеночной подготовке; пробивают отверстия сквозь фундамент и штрабы вдоль фундамента; устанавливают в отверстия металлические балки; вдоль фундамента бетонируют железобетонные балки или устанавливают металлические; домкратами обжимают основание под банкетками и, если требуется, выравнивают фундамент и стену; между домкратами устраивают бетонное заполнение или подкладки; вынимают домкраты и омоноличивают конструкцию.

Рис. 6. Увеличение площади подошвы бутового фундамента: 1 - бетонная обойма; 2 - металлическая стяжка; 3 - стена; 4 - существующий ослабленный фундамент; 5 - щебень, втрамбованный в грунт	Рис. 7. Увеличение площади подошвы кирпичного или бетонного фундамента: 1 - железобетонная обойма; 2 - шпонки; 3 - продольная арматура

В аналогичной ситуации удобно применять домкраты Фрейсине, представляющие собой плоские плиты из двух сваренных по контуру стальных листов толщиной 1-2 мм. По периметру такой полой плиты выполняют полый валик диаметром до 80 мм. В домкраты нагнетают твердеющую жидкую смесь, например цементный раствор или эпоксидную смолу, которые после обжатия грунта основания сохраняют напряженное состояние за счет затвердевания (рис. 9).

Рис. 8. Расширение и выправление деформаций фундамента: 1 - существующий фундамент; 2 - бетонная банкетка; 3 - продольная железобетонная балка; 4 - поперечная металлическая балка; 5 - домкрат; 6 - щебень, втрамбованный в грунт; 7 - бетонное заполнение	Рис. 9. Расширение фундамента с применением плоских домкратов: 1 - плоский домкрат Фрейсине; 2 - железобетонная конструкция уширения; 3 - существующий фундамент; 4 - нагнетательная трубка

Конструкция таких домкратов очень проста и их можно изготовлять в мастерской по мере надобности. Форма домкратов в плане может быть квадратной, прямоугольной, круглой. Контроль за обжатием можно вести по манометру.

Необходимая площадь опорной поверхности деревянных клеток, банкеток, временных подкладок под домкратами определяется исходя из повышенных нагрузок на грунт во время вывешивания надземных конструкций. Эти временные нагрузки на насыпной уплотненный грунт принимаются до 500 кН/м 2 , на глинистый ненарушенный тугопластичный грунт - до 1000 кН/м 2 , на песчаный грунт - до 2000 кН/м 2 .

Пример увеличения опорной площади отдельно стоящего железобетонного фундамента показан на рис. 10.

Подведение свай

Современные способы усиления фундаментов и оснований базируются на двух принципах: «пересадке» здания на сваи и закреплении грунтов оснований инъекцией в грунт строительных растворов. Кроме того, эти работы обычно включают меры по усилению кладки фундаментов.

При наличии в геологическом разрезе основания прочного слоя, пригодного для опирания на него свай, в проектах усиления фундаментов следует рассматривать вариант подведения свай под существующие фундаменты (рис. 11 и 12).

Рис. 11. Подведение под фундамент буронабивных свай: 1 - свая; 2 - ростверк; 3 - домкрат, удаляемый перед обетонированием; 4 - надставки; 5 - балка; 6 - обетонирование; 7 - существующий фундамент; 8 - штрабы	Рис. 12. Сопряжение фундаментов существующего здания и пристройки: 1 - буронабивная свая; 2 - ростверк для пристройки; 3 - сетка, объединяющая ростверки; 4 - вырубаемый слой бетона; 5 - обнажаемая арматура существующего ростверка; 6 - существующий ростверк; 7 - забивная свая; 8 - поддерживающий консольный выступ

Сваи, применяемые при усилении фундаментов, существенно отличаются от свай, применяемых в обычных условиях. При усилении фундаментов используют буровые сваи, буроинъекционные, сваи вдавливания. Отличительной особенностью свайных технологий является необходимость применения малогабаритной техники, приспособленной для работы в низких помещениях (в подвалах, первых
этажах зданий).

Рис. 13. Варианты конструктивных решений «пересадки» усиливаемых фундаментов на вертикальные сваи: а — с поперечными распределительными балками: б — с продольными: в — сечение по 1- I; 1 — усиливаемый фундамент; 2 — стена; 3 — сваи: 4 — балка поперечная; 5 — балка продольная, заделанная в штробе

Подведение свай вблизи стены чрезвычайно затрудняет работу. Для выполнения буронабивных свай необходимо, чтобы минимальное расстояние от свай до стены составляло не менее 2,5 м.

При этом поперечные балки получаются громоздкими, что осложняет их монтаж и вызывает большие расходы металла. Кроме того, бурение крупных скважин сопровождается сотрясением, а часто и увлажнением грунта, что может повлечь дополнительные осадки здания под нагрузкой.

Вертикальные (буровые, вдавливаемые) сваи располагают вдоль края усиливаемого фундамента в ряд, их объединяют монолитной железобетонной балкой, которую заделывают в штробы, выполненные в теле фундамента, или закрепляют анкерными устройствами. При двусторонней постановке вертикальных свай их объединяют попарно балками, которые пропускают через отверстия в старых фундаментах.

Внутри здания работы еще более осложняются из-за стесненности пространства и недопустимости нарушения технологических процессов предприятия, поэтому приходится иногда применять такие конструкции усиления, в которых стена подвешивается на консольные балки, и часть буронабивных свай работает на увеличенную нагрузку по сравнению с нагрузкой на существующие фундаменты.

Рис. 14. Усиление фундамента буронабивными сваями, расположенными снаружи здания: 1 - буронабивные сваи; 2 - анкеры; 3 - балка; 4 - фундамент здания; 5 - замоноличиваемая заделка балки

Зачастую забивка свай и бурение недопустимы по грунтовым условиям, по состоянию здания или по требованиям, исключающим шумы и вибрации. В этом случае применяются вдавливаемые сваи. Расположение свай может быть ближе к стене и даже под существующим фундаментом. Для этого надо сначала укрепить фундамент, а иногда укрепить и стену, затем, отрывая последовательно шурфы под фундаментом (на 1,8-2 м глубже их подошвы), подводить и вдавливать в грунт отрезки металлических труб, свариваемых одна с другой и заполняемых бетоном. Вдавливание производится домкратом. Иногда такие сваи вдавливают на глубину 25 м. Преимуществом этих свай является возможность определить их несущую способность в процессе производства работ.

За рубежом применяют вдавливаемые сваи из сборных железобетонных элементов длиной до 100 см - сваи Мега. Площадь сечения свай 20×20 и 30×30 см. Внутри свай имеется сквозное отверстие. Допустимая нагрузка: 400 кН на сваи 30×30 см и 200 кН на 20×20 см. Расстояние между сваями принимается 1,3-2 м.

Устройство буронабивных и вдавливаемых свай требует соединения этих свай со старым фундаментом, что выполняется либо с помощью металлоконструкций (см. рис. 6 и 8), вставляемых в проемы и штрабы фундамента, либо с помощью железобетонных обойм (см. рис. 7).

Длина свай усиления назначается в соответствии с геологическим разрезом основания так, чтобы пята свай достигала плотного грунта. Обычно длина свай изменяется от 3 до 20 м. Диаметр свай назначают в зависимости от применяемого оборудования, длины сваи, материала и других факторов; обычно он варьируется в пределах от 80 до 250 мм. Сваи рассчитывают по несущей способности и на продольный изгиб. Число свай и шаг свай в рядах назначают в зависимости от того, какую часть нагрузки от несущих стен и колонн требуется передать на сваи, полагая при этом, что часть нагрузки передается на основание существующими фундаментами.

Допустим, здание требуется надстроить, увеличив нагрузку по обрезу фундаментов несущих стен р на 10 %, несущая способность основания исчерпана, т. е. р = R (R -расчетное сопротивление основания). Следовательно, вся нагрузка от надстройки должна быть воспринята сваями.

Усиление фундаментов и основания при надстройке зданий Надстройка зданий широко практикуется и рассматривается как средство получения полезной площади с наименьшими затратами. К примеру, в дореволюционное время в Санкт-Петербурге при перемене владельца здания часто выполнялась реконструкция, менялась планировка, осуществлялась надстройка здания, изменялся облик фасада. Изучение исторических материалов показало, что надстройки выполнялись несколько раз и, допустим, одноэтажный дом превращался в двух- или трехэтажный.

Очевидно, что решение о возможности надстройки здания во многом определяется техническим состоянием фундаментов: устойчивостью основания и величиной дополнительной осадки. Еще в довоенное время в Ленинграде было принято правило, допускающее увеличение нагрузки на существующие фундаменты без усиления на 25…30 % от существующей нагрузки, что допускало надстройку на один этаж без поверочных расчетов основания.

Методы инъекционного закрепления системы «основание-фундамент»

Буроинъекционные сваи отличаются от буровых тем, что в ствол скважины строительный раствор (обычно мелкозернистый пескобетон) подается под давлением от 1 до 3 МПа. Эта операция называется «опрессовкой» скважин, при этом грунт, окружающий сваю уплотняется, и фактический размер сваи получается большим, чем номинальный диаметр скважины, на 5… 10 %. Бурение скважин осуществляют разными методами: «проходными» шнеками, с обсадными трубами или с промывкой скважин буровым глинистым раствором. Наклонные сваи пробуривают через кладку фундамента и грунт основания до слоя достаточно плотного грунта. Эти сваи можно выполнять с двух сторон, с одной стороны (под разными углами), с уровня улицы, с пола подвала, с перекрытий над подвальным этажом.

Рис. 15. Конструктивные решения пересадки фундаментов на буроинъекцион-ные сваи: а, в — односторонняя постановка сваи; б, г — двусторонняя постановка свай; а, б — устройство свай с пола первого этажа здания; в, г — устройство свай в подвале; I — фундаменты; 2 — стена; 3 — перекрытие; 4 — лежни (бревна); 5 — буроинъекционные сваи

Метод инъекционного закрепления состоит в том, что грунт насыщают строительными растворами, которые заполняют поры, придают грунтам повышенные механические свойства и образуют замкнутые объемы. Растворы, нагнетаемые в грунт, заполняют полости или зоны ослабленного (разрыхленного) грунта, компенсируют объем древесины лежней, свай и ростверков, утраченный при гниении. С течением времени растворы отверждаются, при этом достигается уширение подошвы фундаментов и увеличение глубины заложения подошвы, т. е. обеспечивается повышение несущей способности основания и уменьшение его деформируемости.

Использование струйной технологии Ее суть состоит в том, что высоконапорная струя позволяет перемешивать грунт с цементным раствором и получать новый материал — цементогрунт, обладающий достаточно высокими механическими свойствами.

Рис. 16. Инъекционное закрепление: а — кладки: б — грунта несущего слоя (здание Нового Эрмитажа. Реализованный проект, 2001 г.): 1 — фундамент: 2 — кирпичная стена: 3 — инъекционная скважина; 4 — полусгнившие лежни; 5 — массив закрепленного грунта; б — подвал	Рис. 17. Высоконапорная инъекция «джет граут» — технологическая схема: а — бурение скважины: б — начало струйного нагнетания; в — объем закрепленного грунта (завершение работы)

Рис. 18. Использование технологии «джет граут» для пересадки фундаментов стен на закрепленный грунт и образования подпорной стены подземного гаража; 1 — стена дома: 2 — бутовый фундамент; 3 — массив закрепленного грунта под фундаментом; 4 — массив закрепленного грунта возле фундамента (подпорная стенка подземного объема); 5 — котлован; 6 — подвал существующего дома: 7 — водоупор

В последнее время начинают применяться для укрепления фундаментов буроинъекционные сваи, называемые также корневидными. Для устройства этих свай нет необходимости выполнять большие земляные работы, пробивать вручную проемы и штрабы в старых фундаментах, зачищать боковую поверхность для сцепления нового бетона с материалом старого фундамента, расходовать стальной прокат.

С поверхности земли и с уровня пола первого этажа или подвала бурят вертикально и наклонно через существующий фундамент скважины до опирания на прочный грунт. Диаметр скважины обычно составляет 100-250 мм. Этот вид укрепления фундаментов наиболее индустриален.

Корневидные сваи особенно целесообразно применять для усиления старых фундаментов при реконструкции здания с увеличением нагрузок на фундамент, а также при опасности нарушения естественного основания глубокими выемками или подземными выработками возле здания. Известны примеры закрепления старых фундаментов зданий в тех случаях, когда рядом строится новое здание, под нагрузкой которого возможны деформации основания под старым зданием. В отличие от буронабивных свай, корневидные сваи бурят с помощью станков с малыми габаритами и массой, не нарушающими фундамент и грунт основания.

Рис. 19. Усиление фундаментов корневидными сваями: а - висячими; б - усиление фундамента сваями-стойками; 1 - буроинъекционные (корневидные) сваи; 2 - фундамент; 3 - слабый грунт; 4 - прочный грунт

Технологическая линия по бурению скважин и устройств буроинъекционных свай состоит из буровых станков СБА-500, растворонасосов СО-48 (С-854) или СО-49 (С-855), ситогидроциклонной установки 4СГУ-2, приемных емкостей и раствороводов. В зависимости от грунтовых условий применяется бурение шнеком, шарошечным долотом, колонковой трубой как без крепления скважин обсадными трубами, так и под защитой либо обсадных труб, либо глинистого раствора. Для бурения по кирпичной, каменной кладке или по бетону используются коронки повышенной прочности.

Высокопрочные коронки могут выбурить даже арматуру больших диаметров. После окончания бурения в скважину, заполненную глинистым раствором, опускают арматурный каркас. Обычно это делают секциями длиной 1-3 м в зависимости от высоты помещения, из которого ведется бурение скважин.

Вне помещений длина каркасов может быть больше. Затем в скважину опускают инъекционные трубки, через которые подается цементно-песчаный раствор. Для уточнения несущей способности свай рекомендуется проводить полевые испытания. Принципиальные проектные решения по усилению фундаментов и укреплению оснований в процессе проектирования рекомендуется согласовывать со строительной монтажной организацией, привлекаемой к выполнению работ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аллас Э.Э., Мещеряков А.Н. Укрепление оснований гидротехнических сооружении. - М. - Л.: Энергия, 1966. - 115 с.

2. Брансден Д., Дорнкемп Дж. Неспокойный ландшафт. - М.: Мир, 1981. - 191 с.

3. Ганичев И.А. Устройство искусственных сооружений и фундаментов. - М.: Стройиздат, 1981 - 543 с.

4. Гендель Э.М. Инженерные работы при реставрации памятников архитектуры. - М.: Стройиздат, 1980. - 198 с.

5. Герсеванов И.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение. - М.: Стройиздат, 1948. - 247 с.

6. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (уч. для вузов). - М.: Стройиздат, 1981. - 319 с.

7. Зурнаджи В.А., Филатова М.П. Усиление оснований и фундаментов при ремонте зданий. - М.: Стройиздат, 1970. - 96 с.

8. Камбефор Г., Пуглис Р. Подъем здания с помощью инъекций раствора. Пер. с франц., 1971. - 23 с.

9. Кнорре М.Е., Моргунов Н.С, Коль с.А. и др. Опытный кессон Волгоярстроя. - М. - Л.; Госстройиздат, 1939.

10. Коновалов П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. - М.: Стройиздат, 1980. - 133 с.

11. Леггет Р. Города и геология. Пер. с англ. - М.: Мир, 1976. - 558 с.

12. Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1978. - 375 с.

13. Строительные нормы и правила. Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01-83. - М.: Стройиздат, 1984.

14. Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

15. Швец В.Б. Тарасов Б.Л., Швец Н.С. Надежность оснований и фундаментов. - М.; Стройиздат, 1980. - 157 с.

16. Улицкий В М, Шашкин А Г Геотехническое сопровождение реконструкции городов М Изд-во АСВ, 1999

Ничто в мире не вечно — это изречение подходит и к фундаментам старых домов. На протяжении всего времени эксплуатации они подвергаются внешнему воздействию, постепенно их физические характеристики становятся хуже, и они разрушаются. Владельцы домов замечают трещины на стенах, перекосы оконных и дверных проемов. Все эти признаки говорят, что основание дома приходит в негодность, и для его восстановления требуются ремонтные работы.

Как укрепить старый фундамент дома? Этот вопрос становится злободневным для многих владельцев таких построек.

Если хозяин сам строил свой дом, то ему известны все нюансы возведения его основания. При ремонтных работах ему будет намного проще. Но если дом был куплен уже готовым, то придется разбираться во всех тонкостях состояния фундамента, прежде чем приступать к ремонтным работам.

Работы по укреплению основания отличаются от создания нового фундамента или простого ремонта. Если у вас нет уверенности, что сможете с ней справиться самостоятельно, то наймите профессиональных строителей. А если хотите сэкономить деньги семейного бюджета, то, изучив рекомендации и советы, написанные в этой статье, займитесь этой работой сами.

Этапы ремонтных работ

Первым делом надо выяснить основную причину, приведшую к разрушению основания дома. Это позволит устранить ее и обезопасить базис постройки от дальнейшего разрушения.

Причины, влияющие на целостность основания

Не соблюдался технологический процесс строительства. В этом случае ремонтные работы будут вестись наугад. Качественное их выполнение позволит увеличить срок эксплуатации строения еще лет на 20-30.

Уровень залегания грунтовых вод изменился. Ремонтные работы предполагают обустройство дренажа основания.

Произошло движение грунта.

После определения основной причины нужно наметить этапы ремонтных работ и подготовиться к их выполнению.

Методы укрепления старого основания

Существует несколько способов, позволяющих ответить на вопрос о том, как укрепить старый фундамент дома. Некоторые из них предписывают использование новейших технологий, но многие застройщики продолжают доверять проверенным годами старым методам.

Все способы не лишены своих недостатков и обладают рядом достоинств. Поэтому надо учесть все требования и особенности метода, а затем приступать к выполнению ремонтных работ.

Дома строятся из различных материалов, поэтому и способы восстановления их оснований различные. Например, чтобы укрепить фундамент старого деревянного дома, надо его поднять над поверхностью земли и произвести работы по заложению нового основания.

Ленточный базис

Ленточный фундамент — один из самых популярных при возведении частных строений. Поэтому многие владельцы сталкиваются с вопросом о том, как укрепить фундамент старого дома. Наиболее часто встречаемой причиной перекоса здания, установленного на такое основание, является пучение почвы.

Проведение работ

Чтобы укрепить ленточное основание дома, надо добиться равновесия всех сил, действующих на фундамент. Для этого нужно увеличить площадь основания.

Выбирается участок стены длиною 2 метра. Вдоль него роется ров на глубину залегания базиса дома. Ширина его высчитывается по данным, полученным при исследовании старого основания. Нередко она равняется размерам старого фундамента.

Подготавливается старое основание для скрепления его с новым. Для этого высверливаются отверстия под арматуру и штробы. Далее собираются опалубка и для нового основания. Он соединяется с арматурой, вставленной в подготовленные отверстия. Это основная часть работ по укреплению базиса старого дома.

По завершении работ по присоединению каркаса к старому основанию производится заливка бетонного раствора.

После полного высыхания бетона обновленное основание закапывается, а рядом роется новый ров, и работы повторяются. Для экономии времени они могут производиться с разных сторон строения одновременно.

Основание заложено ниже точки промерзания почвы

Базис дома, заложенный таким способом, не подвержен воздействию грунта, но подземные воды могут смыть с него землю. Как укрепить фундамент старого дома в этом случае, будет описано ниже.

Перед началом работ по укреплению основания нужно произвести Они выполняются первыми, затем весь бетон, пришедший в негодность, убирается.

По завершении ремонтных работ устанавливаются отмостки по периметру дома и другая дополнительная защита от влаги.

Укрепление основания сваями

Случается, что изношенное основание можно упрочить только одним способом. Как укрепить фундамент старого дома сваями?

Сваи можно устанавливать винтовым, вдавливаемым или буронабивным способом.

Винтовой метод

Такой способ считается самым удобным и легко выполнимым. Сваи может установить любой домашний мастер, не обладающий специальными навыками. Свая представляет собой трубу с винтовой площадкой, благодаря которой она вкручивается в землю. На эту же площадку происходит перераспределение нагрузки дома. Как укрепить старый фундамент дома? Фото это демонстрирует (при помощи винтовых свай).

Вдавливаемый способ

Если строение очень старое, то запрещены все буровые работы. Укрепить основание можно только с помощью вдавливаемых свай. Такие работы производятся профессионалами и требуют специального оборудования.

Буронабивной способ

Для того чтобы укрепить основание таким методом, следует подготовить двухметровые скважины. Затем в них монтируют арматурный каркас и заливают бетон. На сделанные сваи укладываются балки, на них располагается ремонтируемый старый дом. Работы по укреплению основания таким способом занимают два месяца.

Ремонт основания домов из кирпича или шлакоблоков

Как укрепить старый фундамент дома, сделанного из шлакоблоков и кирпича, при этом не навредив целостности здания, написано ниже.

К укреплению базиса таких построек надо подходить очень ответственно. Обычно основной задачей является остановка дальнейшего проседания здания из-за Подкоп под фундамент в данном случае недопустим. Укрепить базис можно с помощью усиливающих цельных поясов, выполненных из армированного бетона.

Этапы укрепления основания домов, сделанных из кирпича или шлакоблоков:

Для ленточного базиса вырывается ров под углом 35° и шириной в 50 см. Подушка основания не должна быть нарушена.

Очищается поверхность цоколя или фундамента от старых отделочных материалов. Если базис местами разрушен, то эти куски удаляются.

Очищенное основание покрывается грунтовкой углубленного проникновения. Далее все основание или его отдельные разрушенные части анкерятся с помощью арматуры. Отверстия для нее подготавливаются с помощью перфоратора. Если фундамент сложен из бутового камня, то анкера забиваются между ними. Анкера располагаются в три ряда с шириной шага в 60 см.

После установки всех анкеров их нужно обварить арматурой, которая располагается горизонтально.

Затем на арматуру закрепляется металлическая сетка.

Устанавливается опалубка на расстоянии 15 см от сетки и заливается раствор бетона.

После его высыхания производится засыпка грунта.

После произведенного ремонта старое основание становится, как цельный железобетонный фундамент. Изучив эту часть статьи, вы узнали, как укрепить фундамент старого дома с цокольным этажом.

Ремонт основания дома из дерева

Каждый владелец деревянного дома должен знать, как отремонтировать основание. Если возникла необходимость укрепления базиса, нужно выполнить определенные работы.

Обследование основания поможет определить трудоемкость предстоящих работ, выявить дефекты базиса. На основании осмотра выносится решение, каким будет ремонт — капитальным или частичным.

Виды ремонта базиса

Частичный ремонт основания делается, если целостность дома не нарушена.

Если базис сделан с помощью деревянных деталей, часть из которых подверглась гниению, то их следует заменить или поменять весь фундамент. Для того чтобы выполнить такие работы, все строение поднимают на определенную высоту, а базис наращивают при помощи кирпича или блоков из дерева.

Для определения точной и подходящей технологии ремонта основания нужно определить, каким был базис первоначально. Если это было ленточное основание, то можно частично заменить разрушенные участки или усилить его по всему периметру старого дома. При сильном разрушении базис придется заменить полностью.

Если первоначальный фундамент дома был выполнен столбчатым способом, то придется менять все детали основания. Здание поднимается на высоту, делается это с помощью обычных домкратов. Как укрепить старый фундамент частного дома? Фото показывает момент поднятия строения на высоту.

Старая бетонная подушка заменяется на новую. На нее монтируется новый столб. После замены всех деталей старого основания постройка опускается на новый фундамент.

Замена старых оснований деревянных построек - затратная и неэффективная работа. При ее выполнении самое главное - сохранить здание и все его конструкции в первоначальном виде. Обычно устанавливаются крепления в оконных и дверных проемах. Для контроля целостности дома устанавливаются маяки, которые показывают его деформацию.

Итоги

Из статьи видно, что невыполнимых работ нет. Укрепить можно любой фундамент любого строения. Вопрос в том, нужно ли производить такие работы, если их цена может быть дороже самого старого дома? Если вы все-таки решились на укрепление фундамента строения, то узнать, как это сделать, поможет эта статья. При проведении ремонтных работ следует придерживаться всех правил и рекомендаций, написанных в этом материале. Занимаясь укреплением основания старого дома, соблюдайте правила техники безопасности, берегите здоровье помощников и свое личное.

Ввиду отсутствия в течение длительного времени планового ремонта или под действием повышенных нагрузок, фундамент начинает разрушаться. Если стены довольно прочные, то владельцы здания решают самостоятельно отремонтировать основание. Это позволяет продлить его эксплуатационные сроки и сэкономить немного средств. Укрепление фундамента частного дома проводят несколькими способами, большинство которых не требуют наличия технических возможностей и специализированных знаний. Привлечение профессиональных строителей необходимо только в отдельных тяжелых случаях.

Причины разрушения основания

Усиление фундамента обязательно проводят, обнаружив признаки деформации или планируя внести изменения в имеющуюся конструкцию. К примеру, если принято решение достроить второй этаж. Перед началом работ важно определить причины, вызывающие разрушения, поскольку от этого будет зависеть выбор комплекса реставрационных мероприятий.

Изменения в структуре опоры могут спровоцировать:

• Земляные работы, проводящиеся на участке в непосредственной близости от здания. Создавая дополнительную нагрузку на отдельном отрезке, они приводят к образованию просадки и трещин.
• Вибрация. Часто наблюдается, если дом располагается вблизи железной дороги, а также после перенесенных землетрясений.
• Сильное увлажнение почвы по причине повышения уровня грунтовых вод, прошедшего паводка.
• Неправильная эксплуатация. Один из примеров – здание не отапливается в зимний период.
• Нарушение технологии, вызванное недостаточным объемом связующего вещества (цемента), количеством установленной арматуры.
• Ошибки расчета максимальной нагрузки.
• Расположение основания выше уровня промерзания грунта, что вызывает его подвижки.
• Перепланировка строения со смещением несущих стен.

Без устранения причины разрушения опорной конструкции, проведение ремонтных работ будет менее эффективным . Поэтому если деформацию вызывает высокий уровень грунтовых вод, то на участке вначале необходимо сделать дренажную систему и только потом укреплять основание.

Ремонт фундамента кирпичного дома

Наибольшую популярность получили несколько вариантов устранения повреждений. Самый простой, когда при незначительном проседании по основанию пошла трещина. Ее немного расширяют, очищают от грязи и, хорошо прогрунтовав, заделывают песчано-цементным раствором.

В сложных случаях выбирают способ установки железобетонной подушки, заливаемой под опоры. Благодаря большой площади она снижает нагрузку и, дополнительно утепляя грунт, прекращает морозное пучение. Но реставрацию основания следует проводить небольшими участками до двух метров длины.

Дождавшись, когда один ремонтируемый отрезок наберет необходимую прочность (в течение 25–28 дней), продолжают восстановление другого. Поэтому данный метод хорошо подходит, чтобы предупредить проседание отдельной части или одного из углов дома. Но укрепление фундамента вкруговую таким способом – длительный процесс.

Заливку усиливающего пояса применяют, если имеются многочисленные трещины, при этом их количество не увеличивается. Метод позволяет предотвратить дальнейшие изменения, но прочность несущей конструкции повышает незначительно. Замену цоколя производят, когда он может полностью разрушиться. Выполнить такую работу проще с деревянным домом, по причине его малого веса. Под зданием из кирпича, камня ремонт проводят небольшими кусками около метра.

Перед заливкой подушки проблемный участок дома обкапывают изнутри и снаружи, стараясь создать две канавы до 3/4 от глубины фундамента и до 3 метров длины. Наличие траншей позволит оценить состояние опоры и определиться с дальнейшими действиями по ее замене или реставрации. Далее:

• Под подушку копают яму длиной до 2 метров, углубляясь ниже основы на 40–50 см.
• Укрыв дно геотекстилем, делают песчаную подсыпку толщиной 3–5 см, а сверху еще 10 см щебня.
• Дополнительно просыпают слой песка и, выровняв его, прокладывают твердый пенопласт размером 50 мм.
• Собрав армирующую конструкцию, устанавливают опалубку.
• Залив бетон, раствор уплотняют вибратором.
• Оставляют выстояться на 25–28 дней.

Переходить на следующие участки можно после полного затвердения раствора. Если проведение ремонтных работ не было закончено до наступления холодов, то уже готовые траншеи засыпают землей и укрывают пенопластом.

Замену цоколя рекомендуется проводить отдельными кусками, не больше метра длиной, выдерживая между ремонтируемыми участками 3 м. Учитывая сложность работ, потребуются: цепная пила по бетону для вырезки и удаления поврежденных частей, сварочный аппарат для соединения армирующих элементов, перфоратор. Порядок работ следующий:

• С помощью пилы в стене делают несколько вертикальных, затем горизонтальных пропилов, стараясь разделить выбранный участок на отдельные фрагменты.
• Убрав куски, все поверхности очищают.
• Делают опалубку, одна часть которой устанавливается со стороны улицы, а другая внутри здания. Она должна быть шире его стены на 5–7 см. Если два отступа не получается, то одну из сторон возводят заподлицо.
• Подготовив опалубку, устанавливают армирующую конструкцию. Для чего, просверлив в стене отверстия, в нее вбивают вертикальные штыри 18–22 мм диаметром.
• Заготовки в горизонтальной плоскости располагают, закрепив их в старый цоколь.
• Между собой арматуру соединяют вязальной проволокой, при помощи сварки.
• В завершении бетонируют и дают выстояться до 25 дней.
• К замене соседних участков приступают не раньше указанного срока.

Устройство усиливающего пояса можно выполнять на одной или всех стенах сразу. При данном методе снимается часть нагрузки, благодаря чему получается эффективно укрепить фундамент кирпичного дома. Еще один положительный момент – защита его от морозного пучения, что очень важно, если строение находится в местности с высоким расположением грунтовых вод.

Действуют по такому алгоритму:

• Работы начинают с создания вокруг фундамента канав (с внутренней и внешней стороны стен), углубляясь до песчаной, щебенчатой подушки. Ширину выдерживают в пределах 80–100 см, меньшие размеры затруднят крепление пояса к основанию.
• Завершив подготовку траншей, грунт, а затем насыпанный сверху слой щебенки в 10-15 см уплотняют ручной трамбовкой.
• Чтобы скрыть неровности, дополнительно укладывается прослойка из песка, а на нее листы пенопласта толщиной 50 мм. Для защиты от сварки его укрывают брезентом.
• Через 60–90 см в фундаменте просверливают отверстия Ø 18–25 мм. Вбивают в них подготовленные обрезки стального проката. К арматуре приваривают сетки, которые необходимо дополнительно обвязать между собой кусками проволоки, располагая их на удалении от основания в 5–7 см.
• В нижней части, чтобы равномерно распределить нагрузку на грунт, устанавливают еще одну сетку.
• После того как армирующая конструкция создана, брезент убирают и крепят опалубку.
• Приступают к заливке бетона.

Все работы проводят поэтапно, вначале подготавливают саму подушку, а спустя 2–3 дня укрепляющий пояс . Есть мнение, что для усиления характеристик основания, ему необходимо дать выстояться в течение месяца, но такое не всегда возможно. Поэтому после окончательной заливки бетона, выждав 3–5 дней, опалубку снимают и траншею засыпают грунтом.

Укрепление основания старого деревянного дома

Работы выполняют с учетом степени разрушения, или когда строение ушло в землю. В первом случае применяют перечисленные выше методы, в последнем – здание приподнимают. Такое решение облегчает доступ к фундаменту и позволяет уменьшить нагрузку на него. Из дома убирается вся мебель, по мере возможности и печка. Когда размеры и вес постройки небольшие, то ее пробуют приподнять с помощью лаг. Для этого используют брус 80х80 мм. Подставив его под один из углов и сделав упор из полена, надавливая на него как на рычаг, выжимают стену.

Более тяжелый старый дом поднимают, используя несколько домкратов. Установив их в определенных местах, постройку перемещают на нужную высоту и производят наращивание основания с помощью кирпича, бетонного раствора. В серьезных случаях, когда усиления одной из сторон недостаточно, укрепляют весь периметр.

Иногда в ремонте старого деревянного дома ограничиваются бетонированием угловых участков.

• Перед началом работ проблемные зоны обнажают, выкапывая у каждой из них яму диаметром около метра, располагая ее ниже глубины залегания основания.
• Чтобы достать до арматуры, старый фундамент в некоторых местах очищают.
• Укрепляющую сетку присоединяют с помощью сварки.
• Установив ее, производят послойную заливку бетоном, после чего оставляют застывать.

Повысить степень надежности можно одновременным укреплением углов и наиболее проблемных мест по периметру жилища.

Для этого, подготовив рвы шириной до 0,5 метра, усиление проводят армирующей решеткой с размерами ячеек 20×20 см. Глубина канав ограничена залеганием старой опоры. Соединив между собой основание и арматуру, подготавливают опалубку и бетонируют.

Одним из эффективных способов увеличить прочность фундамента старого деревянного дома является свайный метод, который разделяют на несколько видов:

• Буронабивной. По сторонам основания с промежутком в каждые полтора метра, подготавливают скважины двухметровой глубины. Проведя гидроизоляцию, закладывают армированные конструкции и производят заливку бетоном.
• При помощи винтовых свай. Способ менее трудоемкий, но приходится одновременно выдерживать направление стержней и заниматься их углублением, поэтому для его правильного выполнения необходимо несколько человек.

Перечислить доступные варианты укрепления фундамента частного дома сложно. Все они разрабатывались с учетом имеющихся дефектов и исходя из возможностей их решения. Но в каждом случае комплекс работ по повышению несущей способности основания легко выполнить самостоятельно.

Усиление основания – целая группа различных методов и технологий реконструкции зданий, которые позволяют увеличить несущую способность слабых фундаментов и тем самым продлить срок службы наземной постройки. Какие-то из них можно реализовать своими руками, другие – только силами нанятых специалистов. Все зависит от особенностей конструкции и степени ее разрушения.

Когда нужно укрепить основание?

Усиление существующих фундаментов может потребоваться в процессе перестройки дома с изменением проекта за счет дополнительных боковых помещений или наращивания мансардного этажа. Но гораздо чаще эти работы заказывают для старых или неправильно рассчитанных зданий, основа которых по разным причинам ослабла или частично пришла в негодность.

О необходимости провести реконструкцию или усиление свидетельствуют следующие дефекты:

• Растрескивание или крошение бетонного монолита, кирпичной/блочной кладки.
• Видимое смещение опор либо сигнализирующий об этом наклон здания, появление трещин в несущих стенах.
• Явное нарушение гидроизоляционного слоя с появлением протечек в подвале.

Усиление может быть превентивной мерой. Здесь уже главная цель – защитить существующее основание от возможных повреждений при уплотнении застройки участка, увеличении нагрузок от наземных конструкций или ухудшении состояния грунта под домом (размывание почвы, проседание или сдвиг).

Но чтобы выбранный метод реконструкции можно было реализовать на практике, необходимо сперва снять нагрузку – поддомкратить всю постройку. Усиление и подъем просевших фундаментов выполняется двумя способами:

1. Частичная разгрузка – задействует только цокольное перекрытие. В подвале на опорных подушках устанавливаются вертикальные стойки подходящей высоты. Дальше под них забивают клинья, и вес постройки переносится на временные опоры.
2. Полная разгрузка – этот процесс более сложный, так как требует предварительно проштробить насквозь фундамент в нескольких местах, чтобы можно было завести под постройку и укрепить металлические рандбалки. Они фактически отделяют стены от ослабленного основания и принимают всю нагрузку на себя.

Способы усиления и реконструкции

Прежде чем выбрать технологию, которая обеспечит максимально эффективное укрепление фундамента, необходимо установить причину возникновения деформаций. Дальше все зависит от типа реставрируемой основы и результатов визуального осмотра. Для этого рядом с домом роют шурфы там, где проявились видимые последствия ослабления, а также в местах повышенных нагрузок (на пересечении стен, под колоннами). Оголив конструкцию, можно оценить, насколько надежны опорные слои грунта, не разорван ли контакт между ними и подошвой, есть ли признаки коррозии или разрушения самого основания.

Если проблема только в слабых почвах, вопрос можно решить относительно простыми способами:

• Заанкеровать слабые пласты грунта. Суть технологии заключается в установке мощных стержней, прошивающих верхние слои почвы. Той же цели служат дополнительные винтовые сваи, которые параллельно принимают на себя часть нагрузок от здания после реконструкции.
• Через пробуренные скважины залить под фундамент горючие вещества и поджечь. В результате термического воздействия происходит спекание грунтов и улучшается их прочность. Метод довольно жесткий и не всегда эффективный, к тому же проводить его должны специалисты после тщательного изучения и почвы, и постройки.
• Инъектирование связующих веществ (битума, цементного молочка, различных химических реагентов), изменяющих структуру грунта.

Иногда простых земляных работ бывает недостаточно. В этом случае подыскивают подходящий способ непосредственного усиления подошвы. Здесь уже все зависит от типа конструкции.

1. Монолитная лента.

Первый признак проблем такого основания – разрушение поверхности бетона, появление трещин и оголение арматурного каркаса. Если дальше этого дело не пошло, укрепить ленту можно следующими способами:

• Штукатурка. Речь здесь идет не просто о «латочном» ремонте – усиление фундаментной конструкции выполняется по всему периметру методом торкретирования (подачи цементно-песчаного раствора из машины под давлением).
• Инъекции – для этого в монолите предварительно просверливаются отверстия, в которые под напором в 400 кПа подается бетонная смесь с жидким стеклом или цементное молочко. Но силикатизация в любом случае предпочтительнее, поскольку одновременно с укреплением она еще и повышает водонепроницаемость бетонного монолита.

Усиление с помощью железобетонной рубашки – более надежный и радикальный метод, но и стоимость его будет выше. Такой способ реконструкции подходит для ослабленных ленточных фундаментов под тяжелыми кирпичными постройками. Порядок работ после раскапывания основания с обеих сторон следующий:

• Сделать насечки на боковой плоскости ленты, используя перфоратор – потом это поможет свежему слою бетона надежнее сцепиться со старым монолитом.
• Укрепить мощные сквозные анкера у подошвы и ближе к поверхности на расстоянии 10 см от каждого края.
• Установить с обеих сторон ленты армированные плиты толщиной до 100 мм, заглубив их в грунт на 10 см. Стянуть понизу выступающими анкерными шпильками – это даст не только усиление, но и уплотнит почву.
• В верхней части необходимо заклинить распорки между лентой и плитами, чтобы получились небольшие «карманы». В них залить смесь ЦП в соотношении 2:3 и оставить так до застывания.
• После твердения раствора домкраты убрать, выполнить гидроизоляцию по плитам и обратную отсыпку.

2. Столбчатый.

Если фундамент деревянного дома спроектирован или построен с нарушением технологии, столбы могут просесть уже в первые годы эксплуатации. Здесь можно обойтись малыми затратами, просто усилив отдельные элементы, на которые пришлись слишком высокие нагрузки. Этот метод получил название погружного колодца:

• Вокруг столба выкапывают яму большей глубины и с запасом по ширине в 40-60 см. На время работ деревянный дом ставят на домкраты, снимая нагрузку с проблемной сваи.
• Внутри выемки монтируют боковую опалубку, при необходимости закладывают свернутую кольцом арматурную сетку.
• Дальше «колодец» просто заливается свежим бетонным раствором с обязательным уплотнением.

Схожим по принципу действия, но более надежным считается метод изготовления обоймы для отдельных столбов (возможно, с усилением связки на ростверке). От предыдущего способа он отличается тем, что здесь опоры просверливаются насквозь в нескольких точках для вставки анкеров. Надежно укрепить шпильки в теле фундамента поможет предварительное нагнетание жидкого цементного раствора в подготовленные отверстия. Опалубка и закладка арматуры выполняются с таким учетом, чтобы у подошвы столба получалось дополнительное расширение, а верхняя часть рубашки «обнимала» установленный сверху ростверк.

Буроинъекционное укрепление фундамента

Такие работы проводятся при серьезной реконструкции зданий или возведении дополнительных пристроек, изменяющих схему нагрузок. В стесненных условиях установить обычные буронабивные или винтовые сваи возможности нет, поэтому прибегают именно к такой технологии. Метод заключается в жестком связывании основания и стен с нижними слоями почвы. На плане это выглядит так, будто кирпичный или деревянный дом «пустил корни» в землю.

Порядок работ:

• Бурение наклонной скважины сквозь фундамент и грунт до его нижних плотных слоев, диаметр шпура должен быть не меньше 8 см.
• Заливка пластифицированным пескоцементным составом и установка кондуктора.
• Подготовка пересекающей скважины (обсадка) и снова заливка жидким бетоном.
• Введение армирующих стержней в свежую зацементированную сваю.
• Нагнетание через кондукторную трубу раствора под давлением для опрессовки шпуров.

Если усиление буроинъекционными сваями выполняется на легких пористых или трещиноватых почвах, часть смеси может уйти в грунт (это будет видно по понижению уровня цемента в свежей скважине). В таких случаях производят повторную опрессовку через сутки. В результате получается фундамент нестандартной формы, прошитый насквозь тонкими и длинными бетонными стержнями в разных направлениях. Увы, этот способ самостоятельно реализовать невозможно – даже оборудование для проведения столь сложной реконструкции в аренду не сдается. Придется просто вызвать подрядчиков и оплатить весь пакет услуг.

Способ	Единицы расчета	Цена, рубли
Укрепление грунта	м3	4000
Цементация основания	м	800-1700
Цементация фундамента и грунта	м	1000-2800
Торкретирование	м2	2500-3700
Буроинъекционные сваи	м	2400-5000
Ж/б обойма, монолитная рубашка	м3	9000-13000

Длительная эксплуатация дома приводит к повреждению его основания. Разрушение происходит из-за ошибок, допущенных строителями при его закладке; нарушения технологии; изменения состава грунта под фундаментом.

Также среди причин разрушения — увеличение уровня грунтовых вод; появления заглубленных построек вблизи; вибрации в сейсмологической зоне.

Способы укрепления основания

Первое, что должно обеспокоить владельца – это появление трещин. Для оценки их состояния, используется простая технология. На трещины необходимо наклеить бумажные полоски, которые будут служить маячками. Если маячок сполз или порвался, необходимо срочно осуществить ремонт оснований. Это означает, что процессы разрушения не остановились. Если бумага осталась целой, то процессы разрушения остановились и можно осуществить простой ремонт — заделывание швов цементным раствором.

Существуют следующие способы укрепления фундамента частного (дачного или нет — не важно) дома своими руками:

1. Укрепление по периметру.
2. Усиление углов.
3. Усиление стен.
4. Установка отливов.
5. Установка свай.

Смысл первого способа заключается в опоясывании основания. Он подходит для его ленточного типа, так как технология требует полностью обнести конструкцию по всей протяжности. Это самый простой и дешевый способ.

Усиление углов проводится точечно: собственно возле углов или через каждый четыре метра фундамента, если он слишком протяжный. В местах, где необходимо провести укрепления, роются мини-котлованы, в которые устанавливается и заливается бетоном. Такой способ защищает конструкцию от обрушения оснований и подходит для дачного строительства.

Технология укрепления стенок базируется на работе с «быками» — угловыми креплениями. Чтобы осуществить укрепление фундамента частного дома , между ними роется траншея, которая должна оголить стену основания. Оголять все стены по периметру нельзя, потому что здание может осунуться. Следует проводить работы поэтапно, особенно, если методика оценки состояния конструкции показала высокую скорость ее разрушения. В траншею укладывается арматурный каркас, который соединяется со стенками оснований и «быками».

Технология классического способа усиления ленточного фундамента

Закладка опоясывающего фундамента вдоль уже имеющегося — самый популярный способ как усилить фундамент старого дома своими руками. Он может применяться для ремонта дачного домика, кирпичного или деревянного. Технология включает следующие этапы:

1. Вырыть объемные ямы 100×100 см по углам дома, так чтобы они получились полностью оголенными. Глубина выемки грунта определяется глубиной фундамента, в которой нужно прибавить еще 50 см.
2. Изготовить армированный каркас с ячейками площадью 20×20х20 см. Соединить пересечения прутьев проволокой или сваркой. Главное, чтобы крепления были прочными.
3. Поместить решетку в яму и залить бетоном.

Чтобы проделать ремонт ленточного основания своими руками этим способом правильно, важно придерживаться двух правил:

• не растягивать процесс по времени, так как основание дома будет оставаться оголенным, без подпорки грунтом;
• использовать именно арматуру максимальной жесткости, так как от этого зависит прочность и эффективность конструкции.

Если есть опасность дальнейшего обрушения из-за значительного веса здания, укрепление фундамента кирпичного дома необходимо проделать по всему периметру основания, соединяя угловые конструкции между собой. Для этого нужно:

1. Условно поделить всю протяжность ленты на отрезки по 1.5-2 м.
2. На одном из отрезков осуществить выемку грунта по типу траншеи шириной до 0.5 м и глубиной по уровню старого фундамента.
3. Просверлить в старом фундаменте дыры и поместить в них куски арматуры длинной до 40 см.
4. Установить в выемку готовый арматурный каркас с такими же параметрами, что были использованы для укрепления углов.
5. Залить траншею бетоном.
6. Провести подобное укрепление на всех отрезках фундамента по очереди.

Бетонные работы стоит проводить при температуре воздуха в пределах +5 — +30˚С.

Усиление грунта под фундаментом деревянного дома (дренаж)

Иногда легкий, деревянный дом начинает проседать из-за перемещения грунтовых вод ближе к поверхности земли. Чтобы минимизировать их влияние на фундамент, необходимо провести дренажные работы. Как укрепить фундамент деревянного дома с помощью обычного дренажа? Рассмотрим ниже:

1. Осуществить выемку грунта по типу кольцевой траншеи на глубину возможного появления вод.
2. Соединить траншею с дренажным колодцем, который правильно будет вынести за пределы участка.
3. Постелить на дно траншеи геотекстиль с проницаемостью в одну сторону, засыпать его слоем щебня и поставить в выемку дренажную трубу.
4. Соединить трубу с колодцем магистральной трубой с уклоном 1 см на 2 м трубы.
5. Высыпать поверх труби слой щебня, и
   1. Укрепление старого основания новым бетонированным поясом. Это классический вариант, описанный выше.
   2. Дополнительное армирование.
   3. Введение свай.

   Можно использовать готовые сваи одного из трех видов:

   • винтовые (сваи вкручиваются в грунт, оставляя над поверхностью земли небольшой отрезок);
   • вдавливаемые (используются только под руководством специалистов и не могут применяться для ветхих застроек;
   • буронабивные.

   Для кирпичного дома применение буронабивных свай – это самый высокотехнологичный и эффективный вариант, позволяющий существенно продлить срок эксплуатации конструкции, даже если осел фундамент дома , который еще можно использовать для полноценного проживания. Ремонт включает такие этапы:

   1. Пробурить под сильным уклоном старое основание с обеих сторон до точки обнаружения твердого грунта с шагом 1.5-2 м.
   2. Залить цемент в образовавшиеся вследствие бурения скважины.
   3. Установить в них каркас из арматуры и дождаться полного затвердевания конструкции.

   Такой ремонт фундамента поможет переместить давление кирпичного дома с площади основания на углы свай.