Усиление фундаментов

Под усилением фундаментов подразумевается укрепление основания здания, повышение прочности конструкции существующего фундамента или его преобразование, изменение конфигурации, иногда довольно существенное с видоизменением типа.  Принятие решения об усилении происходит на основании технического заключения, полученного в результате комплексного обследования состояния фундамента и геологических изысканий. Непосредственным работам по усилению предшествует глубокий анализ многих факторов, технические расчеты, в том числе взвешивание технико-экономических показателей.

В основном к необходимости выполнения обследования приходят в рамках разработки проекта реконструкции здания, нередко имеющего историческую ценность, охраняемого как объект культурного наследия. Фундаменты таких зданий представляют собой каменную (бутовую, валунную или кирпичную) кладку, относятся к ленточному типу. За годы своего существования конструкция фундаментов большинства таких объектов претерпела значительные изменения, утратила свою целостность и прочность, грунтовое основание также трансформировалось (просело, дестабилизировалось, обводнилось и т.д.). Для сохранения исторических зданий и возможности их дальнейшей эксплуатации одним из самых важных этапов реконструкции является ремонт и гидроизоляция подземной части.

Как же выявить необходимость усиления фундамента любого здания независимо от года постройки без технического обследования? Существуют внешние признаки, указывающие на наличие проблем с основанием здания:

• Образование трещин вертикальной или наклонной направленности на фасаде, внутренних стенах. Они указывают на неравномерную деформацию (просадку) грунта основания. Это может быть как ослабление части грунтового основания, так и наличие какого-то твердого включения, не позволяющего основанию под зданием проседать равномерно.
• Отклонение от вертикали, крен, изгибы стен, колонн, уклон балок, ригелей, ферм и т.д.

Поводом для усиления фундамента могут послужить не только визуальные дефекты здания, но и предстоящие мероприятия, потенциально влияющие на устойчивость, увеличивающие динамические и статические нагрузки. Например, новое строительство объекта и такие работы, как откопка котлована, устройство свайного фундамента, установка шпунтового ограждения, мероприятия по изменению русел подземных рек. Увеличение нагрузки в само́м здании, например, установка тяжелого оборудования, добавление надстроек и пристроек, подземных этажей или углубление существующих – изменение любых нагрузок, не учитываемых при проектировании и возведении здания или сооружения, является причиной усиления основания.

Способов усиления фундамента множество. Они отличаются по степени трудоемкости, следовательно, и по своей стоимости. Тем не менее выбор технологии зависит не только от бюджета, но и от характеристик конструкций, расположения здания, соседних объектов, геологического профиля и т.д.

Основные способы усиления оснований и фундаментов следующие:

• Цементация (силикатизация, битумизация, смолизация)
• Устройство стальных или железобетонных обойм
• Уширение фундамента с устройством банкет и распределением нагрузки от стен или колонн на банкеты с помощью распределительных и опорных стальных балок
• Увеличение площади опирания подошвы путем устройства в нижней части монолитных или сборных плит без изменения глубины заложения
• Увеличение глубины заложения при помощи сборных элементов или монолитного бетонирования
• Изменение типа фундамента: преобразование столбчатого в ленточный, добавление к ленточному плиты ростверка, устройство свайного поля
• Усиление при помощи вдавливаемых, буронабивных, буроинъекционных свай
• Усиление методом опускных колодцев

Работы по усилению фундаментов выполняются небольшими захватками, около 2 м длиной. На время работ предварительно проводятся мероприятия по частичной или полной разгрузке фундамента при помощи обвязочных балок (рандбалок), перераспределяющих нагрузку на другую часть фундамента или уплотненное основание рядом.

В условиях стесненной городской застройки реализовать многие методы усиления фундаментов проблематично из-за невозможности разместить технику или выполнить траншею вдоль стен. Поэтому распространенными методами являются метод устройства буроинъекционных свай и метод цементации. Оба метода не требуют откопки грунта. Могут производиться с уровня подвала. При буроинъекционном методе устраиваются скважины под разными углами, проходящие через фундамент и слабые слои грунтового основания. Скважины заполняются раствором на основе цемента и армируются каркасами. Тем самым нагрузка передается более плотному и прочному основанию, разгружается фундамент.

Метод цементации имеет две разновидности: струйная (jet grouting) и классическая. Суть струйной цементации заключается в закреплении грунтов путем бурения скважин и подачи в них под высоким давлением цементного состава таким образом, что происходит разрушение части грунта и перемешивание с подаваемым раствором.

Принцип классического метода цементации заключается в заполнении раствором пустот в теле фундамента и грунтовом основании под подошвой фундамента. Как правило, работы выполняют в два этапа:

• Усиление тела фундамента: с определенным шагом скважины устраивают под углом вглубь фундамента, устанавливают специальные пакеры в устье скважины и нагнетают под давлением до 0,3 МПа цементный состав с добавками, после чего скважину тампонируют. Цементный состав заполняет все пустоты и швы в каменной кладке фундамента, укрепляя его.
• Усиление грунтового основания: скважины пробуривают под углом в зону контакта фундамент-грунт под подошвой фундамента, устанавливают специальные пакеры в устье скважины и нагнетают цементный состав с добавками, после чего скважину тампонируют. Цементный состав стабилизирует грунт, улучшая его механические и физические свойства, образуя опорную подушку непосредственно под подошвой фундамента.

В случае, если проектная документация утрачена и неизвестна глубина заложения фундамента, ширина подошвы, материал и другое, то перед производством основных работ обязательно устраиваются шурфы возле стен на глубину ниже отметки подошвы фундамента. Также до начала работ бурятся пробные скважины для уточнения требуемого угла наклона и расхода инъекционного состава.

Работы по усилению фундамента невозможны без применения специального оборудования. Только специалисты в этом вопросе могут выполнить работы безопасно и качественно. Для решения проблем, связанных с разрушением, проседанием, деформациями фундаментов и оснований обращайтесь в нашу компанию.