Усиление фундамента сваями

Фундаменты усиливаются с использованием свай на стадии выполнения проектных работ, когда при проведении инженерных изысканий оказывается, что несущий грунт достаточно мощного слоя располагается на значительной глубине или высоком УГВ. Выполнение таких работ не представляет особой сложности. Но на практике часто возникает необходимость в укреплении готовых конструктивов под уже эксплуатируемыми постройками. Это потребует разработки отдельного проекта, привлечение специалистов и существенные финансовые затраты. Именно такие случаи рассмотрим далее.

Основные причины необходимости укрепления фундаментного основания

1. Ошибки при разработке проекта, неправильные расчёты нагрузок или неточности определения прочностных характеристик грунтов.
2. Нарушение технологии ведения строительных работ для сокращения сроков строительства и экономии денежных средств.
3. Применение некачественных строительных материалов.
4. Значительное изменение механических и физических характеристик грунтового основания (пучение или переувлажнение почвы, подъём УГВ, грунтовые просадки, прокладка вблизи фундамента инженерных коммуникаций).
5. Отсутствие или неполноценное функционирование дренажей.
6. Ненадлежащая эксплуатация здания.
7. Динамические воздействия, вызванные строительными работами на соседних участках с применением забивных свай.
8. Увеличение нагрузок надстройкой этажей или непродуманной перепланировкой.

Необходимость проведения ремонта проявляется в крене всего сооружения, появлении трещин и других дефектов в фундаментных конструктивах и стенах, перекос дверей и окон. Выбор конкретного метода усиления зависит от выявленных причин. В подавляющем большинстве случаев возникает необходимость укрепления основания дома. Одним из наиболее эффективных является усиление фундаментной конструкции различными видами свай.

Усиления фундамента буронабивными сваями

Буронабивные сваи состоят из пробурённых скважин, в которые помещаются арматурные каркасы и выполняется бетонирование с тщательным уплотнением глубинными вибраторами. Бурение выполняется специальным оборудованием или ручным способом, используя ручные или мотобуры. Сваи работают как сваи-стойки, опирающиеся на прочную твёрдую породу, или как висячие, работающие за счёт сил трения боковых поверхностей с соприкасающимися грунтами. Глубина погружения во всех случаях ≥ отметке сезонного промерзания.

Состав работ для укрепления столбчатых фундаментов:

• разработка траншеи по периметру фундаментного конструктива на глубину ≥ 0,5 м;
• бурение в неустойчивых грунтовых породах или на большую глубину производится в обсадных трубах;
• изготовление арматурных каркасов. Продольные стержни из периодической арматуры А-II или А-III диаметрами от 12 до 22 мм. Поперечное армирование выполняется гладкой катанкой с сечением 6…10 мм. Шаг размещения 20…30 см. Соединение элементов тонкой вязальной проволоки, умягчаемой обжигом, с использованием арматурных крючков или кусачек;
• установка каркаса. Для обеспечения защитного слоя ≥ 2,5 см к каркасу прикрепляются пластиковые фиксаторы или прямоугольные цементные “сухарики”, а в скважину предварительно укладывается 10-ти см слой тощего бетона. Если скважина без обсадных труб, для дополнительной изоляции рекомендуется защита скрученными в цилиндр 2-мя слоями рубероида. Продольные стержни должны выпускаться из скважины для захода в ростверк на 2/3 его толщины;
• укладка бетонной смеси, при наличии воды, её необходимо откачать. Уплотнение бетона;
• бурение отверстий в существующем конструктиве, закладка в них отрезков арматуры с фиксацией цементным раствором;
• устройство уплотнённой песчаной 20-ти см подушки;
• установка опалубки и арматурного каркаса монолитного ростверка, со стыкованием с арматурными выпусками свай;
• укладка и виброуплотнение бетона.

Усиление ленточного фундамента сваями выполняется аналогичным образом. Траншея по периметру ленты разрабатывается на отметке её подошвы с внешней стороны, а при возможности и с внутренней, что существенно увеличит площадь опирания. Для предотвращения смещения ленточной конструкции её фиксируют боковыми упорами из деревянных брёвен, упираемых в стенки траншеи.

Предварительно обязательно устраняются видимые дефекты существующего фундамента: расшивка и заделка трещин, ремонт повреждённых участков.

При трудностях с откачкой воды применяется укладка пластичной бетонной смеси методом вертикально подъёмной трубы (ВПТ). В состав ВПТ входят звенья бетонолитной трубы и приёмный бункер. Смесь из бункера поступает из бункера через нижнюю полость трубы и вытесняет воду. После окончания бетонирования достаточно удалить образовавшийся вверху слой непрочного бетона (шлам). Но для подъёма ВПТ потребуется крановое оборудование.

Вместо буронабивных можно выполнить усиление фундамента винтовыми сваями, состоящими из стальной полой трубы, снабжённой на конце лопастями для возможности ввинчивания в грунт. Такие изделия обладают надёжной антикоррозионной защитой, наносимой в заводских условиях.

Шаг расположения столбов, их необходимый диаметр и порядок армирования и бетонирования указывается в проекте.

Эти прогрессивные методы позволяют повысить несущую способность фундамента при минимальном объёме земляных работ и небольшими затратами труда.

В отдельных случаях бурение вблизи существующего конструктива невозможно из-за его сильного разрушения или чрезвычайной ветхости дома. Выход из положения — вдавливаемые сваи. При монтаже специального технического оборудования их вдавливание в грунт выполняется мощными домкратами. Это сложный и дорогостоящий метод, поэтому его применяют при невозможности выполнения других вариантов усиления.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Такой способ нашёл широкое применение в России и зарубежных странах при реставрации исторических памятников и жилых зданий.

Основные преимущества:

• может использоваться на любых почвах без вреда соседним постройкам, что позволяет применение даже при плотной застройке;
• успешно усиливает не только фундаментные, но и другие несущие конструктивы (стены, перекрытия, своды);
• равномерное распределение нагрузок на грунтовые основания;
• качественная дополнительная гидроизоляция;
• возможность усиления фундаментов вертикальными буроинъекционными сваями и наклонными в стеснённых условиях производства работ.

Буроинъекционные сваи являются разновидностью буронабивных. Их диаметр 50…300 мм, при длине ≤ 40 м (для жилых домов большая длина не требуется, достаточно заглубление ниже подошвы на 0,5 м). Бурение производится мобильными бурильными станками колонкового бурения сквозь любые конструктивы, дальнейшее разбуривание скважин выполняется станками вращательного бурения. Существенно увеличивает скорость бурения применение алмазных коронок.

Порядок работ:

• подготовка площадки с разметкой мест расположения свай;
• бурение скважины на глубину конструктива;
• тампонирование цементным раствором под давлением;
• технологический перерыв на три дня;
• вторичное разбуривание ниже фундаментной подошвы;
• армирование одиночными стержнями, сварными арматурными каркасами, стальными профилями или металлическими трубами с фиксацией по центру скважины;
• нагнетание под давлением пластичной мелкозернистой бетонной смеси с обеспечением защитного бетонного слоя вокруг арматуры минимум 2,5 см;
• опресовка созданием с помощью растворонасоса избыточного давления.

В слабых грунтах применяют обсадные трубки.

Вертикальные сваи располагают, в основном, рядом с фундаментом. Затем оба конструктива объединяются в жёсткую цельную конструкцию.

Более надёжно сквозное укрепление, проходящее через фундамент и грунт под углом. Такие скважины располагаются с чередованием направления — одна с наклоном в сторону дома, следующая от него. После полного затвердения смеси обеспечивается надёжное усиление на любых грунтовых основаниях. Метод дорогостоящий, но чрезвычайно эффективный.

Выполнение работ по укреплению фундаментов недопустимо без привлечения специалистов. Больший риск получение обратного результата, нанеся сооружению ещё больший вред.