Усиление фундамента и укрепление грунта при реконструкции здания

При реконструкции строительные работы ведут обычно всеми известными способами с использованием современных материалов, тогда как при реставрации приходится считаться с тем, что необходимо максимально возможно сохранить старые части зданий и его конструкции в первоначальном виде.

В случае реставрации здания более значительное вмешательство может быть допущено, например, в фундаментах. Там могут быть использованы такие технические приемы, как искусственное закрепление грунтов (схемы на рис. 2 и 3), или работы по уширению, углублению и, даже, по частичной замене самих фундаментов (рис. 4 и рис. 5). При реконструкции проще возвести новые фундаменты, чем осуществлять их сохранение и усиление, не говоря уж об их замене.

И при реконструкции и при реставрации проводится тщательное обследование здания. При этом необходимо обратить особое внимание на наиболее уязвимые места, которые в первую очередь подвержены воздействиям, приводящим к образованию дефектов и разрушению. Они приведены на схеме (Рис. 1), где выделены группы дефектов по основным элементам здания.

Фото характерных мест дефектов в надземных частях зданий.
Рисунок 1. Характерные места дефектов в надземных частях зданий.
  1. дефекты в фундаментах;
  2. дефекты в стенах;
  3. дефекты в перекрытиях;
  4. дефекты в крышах.

Так, в фундаментах и основаниях это — места сопряжения с отмосткой, зоны увлажнения и промерзания грунта, зоны вымывания грунта и его пучения, зоны перегрузок при смене эксплуатационного режима; в стенах — места прохождения водостоков, опирания балок и примыкания балконов, цоколи, простенки и карнизы; в перекрытиях это середина пролета, опорные части балок, места прохождения коммуникаций, места возможных увлажнений; в крышах — места сопряжений с трубами от печей и каминов, а также от канализации и вентиляции, сопряжения с надстройками и слуховыми окнами, ендовы; в воротах, окнах и дверях — порталы, козырьки и коробки, петли и запоры, нижние обвязки, окраска, своды воротных проездов.

Схема цементации грунтов
Рисунок 2. Схема цементации грунтов
  1. растворомешалка,
  2. растворонасос,
  3. напорный трубопровод
  4. обратный трубопровод,
  5. инъекторы,
  6. укрепленный грунт.

Цементация — инъекция цементного раствора с соотношением цемента и воды 1:6 +1:12 (в зависимости от состава грунта) в грунт под давлением 3+6 атм. Радиус закрепления при этом составляет 0,3+1,5 м, а прочность грунта повышается до 10-40 кг/см2 (1-4 МПа), (рис. 2).

Укрепление грунтов с помощью силикатизации состоит в обработке грунтов жидким стеклом в смеси с хлористыми (фтористыми) солями или с фосфорной, а также с серной кислотой или сернокислым аммонием. Она может быть — однорастворной, двухрастворной и электросиликатизационной. Инъекторы погружают в грунт с двух сторон фундамента через 0,5 — 1,0 м, т. к. радиус закрепления составляет 0,5 — 1.0 м. Прочность грунтов при этом повышается в 2+5 раз (рис. 3).

Схема одного из способов силикатизации грунтов (двухрастворная силикатизация в сочетании с электросиликатизацией).
Рисунок 3. Схема одного из способов силикатизации грунтов (двухрастворная силикатизация в сочетании с электросиликатизацией).

1 — насос для откачки воды из катодного инъектора, 2 — наголовник, 3 — ниппель, 4 — генератор постоянного тока (при электросиликатизации), 5 — бак с раствором, 6 – баллон со сжатым воздухом (компрессор), 7 — перфорированная часть инъектора, 8 — наконечник инъектора, 9 — дополнительный инъектор (при электросиликатизации).

Фото путей усиления старых фундаментов
Рисунок 4. Пути усиления старых фундаментов:

а) стальными штырями — связями (анкерами) с последующим обетонированием,

б) с помощью железобетонной обоймы,

в) подведением железобетонной плиты под фундамент,

г) с помощью коротких стальных балок,

д) двойное усиление при помощи балок и штырей.

Фото усиление фундаментов: А - инъекцией цементного раствора, Б - заменой деревянного свайного ростверка на бетонный.
Рисунок 5. Усиление фундаментов: А — инъекцией цементного раствора, Б — заменой деревянного свайного ростверка на бетонный.