Усиление столбчатого фундамента: Страница не найдена — stroitel list

Автор

Содержание

Усиливанием фундамент: методы и их особенности

В процессе эксплуатации здание подвергается перепланировкам, расширению застройки в горизонтальном (пристройка), вертикальном (мансарда, второй этаж) уровне, подземные конструкции изнашиваются. Поэтому требуется усиление фундамента и основания под ним различными способами в соответствие с нормативами СП.

В каких случаях фундаментам необходимо усиление?

Визуально различимыми причинами реконструкции, повышения или восстановления эксплуатационных характеристик оснований дома являются:

  • дефекты, трещины, выкрашивание конструкционного материала
  • смещение столбов, лент, стен в горизонтальной плоскости
  • наклон здания, деформация отдельных конструкций
  • видимая коррозия, разрушение гидроизоляционного слоя

    Основные причины усиления фундаментов

Гарантированно потребуется усиление фундамента в случаях:

  • строительство нового объекта вблизи с эксплуатируемым коттеджем на этом же основании
  • увеличение сборных нагрузок от повышения веса силовых конструкций
  • снижение прочности материалов, из которых сооружался фундамент
  • ослабление оснований (грунтов) под жилищем в силу техногенных или естественных причин

Например, порывы централизованных систем жизнеобеспечения (канализация, поселковая ливневка, водопровод) вблизи от дома могут размыть почву, насытить ж/б конструкцию влагой, повысить силы пучения. Либо при выемке грунта из котлована возле жилища почвы могут сдвинуться в сторону подземной разработки, снизив расчетное сопротивление основания, несущую способность подземной конструкции.

Внимание: Величина воронки оседания напрямую зависит от веса коттеджа.

Поэтому на начальном этапе проводится обследование силовых конструкций, выявляются причины разрушений, деформаций.

Теория усиления оснований и фундаментов

Вышеуказанные проблемы должны рассматриваться в комплексе, поскольку фундаменты создаются для передачи сборных нагрузок от зданий на грунты под их подошвами. Поэтому усиление фундамента всегда начинается с отрывки шурфов для оголения конструкций в местах трещинообразования, просадки/усадки, сосредоточенных нагрузок (примыкания внутренних несущих стен).

Причинами разрушения, мелких дефектов часто становятся отмостка, крыльцо, веранда, прочие пристройки, жестко связанные с плитой, ростверком или лентой МЗЛФ. Шурфы позволяют оценить контакт подошвы фундамента с почвой, степень уплотнения грунта. Это позволит повысить несущую способность основания несколькими способами:

  • бурение скважин для наполнения горючими веществами, после поджигания которых грунты спекаются, повышая несущую способность
  • инъекции цементного молочка, битумных смол, химреагентов для увеличения расчетного сопротивления почв при изменении их структуры
  • вкручивание спиральных анкеров, связывающих рыхлые пласты

    Варианты усиления оснований под фундаментами

Перед проведением указанных операций фундамент поддомкрачивается до проектного положения на отдельных участках. В некоторых случаях этих мероприятий достаточно для возвращения эксплуатационных характеристик. Более сложными вариантами являются методы реставрации самого фундамента, описанные ниже.

Технологии реставрации

В зависимости от степени разрушения, изменения геометрии фундамента может использоваться несколько методов. Однако перед началом работ необходимо вывешивание или частичная разгрузка эксплуатируемой конструкции. Проще всего отреставрировать отдельные участки, на которых началось разрушение кирпича, железобетона. Сложнее ликвидировать трещины, исправить геометрию просевших или перекошенных конструкций.

Тяжелые кирпичные стены разрушаются при вспучивании грунтов или усадке рыхлых почв, нежели срубы, «каркасники», дома из панелей СИП. Эти постройкеи при необходимости можно полностью приподнять, чтобы заменить ростверк целиком, передвинуть здание на новый фундамент в пределах участка.

Разгрузка эксплуатируемой конструкции

Для многоэтажных зданий с плитными перекрытиями может использоваться частичная разгрузка. Плиты жестко защемлены в стенах, выступают из них в виде консолей. Поэтому достаточно изготовить опорные площадки возле стен, разместить на них подпорки, вбивать под них одновременно на всех этажах клинья, корректируя высоту подъема с точностью до 1 см.

Разгрузка фундамента многоэтажного дома

В коттеджах чаще эксплуатируются перекрытия по балкам, поэтому применяется полная разгрузка по технологии:

  • в ленте МЗЛФ алмазным бурением создаются сквозные отверстия
  • в них пропускают металлические балки, под которые монтируются подпорки

Рыхлые, недостаточно прочные, кирпичные фундаменты вывешивают другим способом:

  • в горизонтальные штробы с обеих сторон ленты заводятся швеллеры
  • металлопрокат просверливается вместе с конструкционным материалом насквозь
  • в отверстия вставляются шпильки, которыми балки притягиваются друг к другу
  • опоры крепятся наклонно с двух сторон
  • под ними вбиваются клинья

    Методы полной разгрузки фундаментов

Кроме того, балки можно поддомкратить, чтобы сразу установить подпорки нужной длины.

Внимание: Запрещено изготавливать отверстия в лентах перфоратором. Ударное разрушение конструкционного материала приводит к раскрытию многочисленных трещин, ослаблению конструкции.

Усиление ленточного фундамента

Рыхлые, частично разрушившиеся поверхности кирпичных и бетонных лент можно укрепить несколькими способами:

  • таркетирование – урезанная технология оштукатуривания, цементно-песчаная смесь подается под давлением (только обрызг и грунт без выравнивания, затирки)

    Таркетирование фундамента для повышения прочности

  • силикатизация – местные инъекции в пробуренные отверстия раствора с добавлением жидкого стекла при давлении 0,4 МПа
  • цементация – аналогичный предыдущему способ, только в шурфы подается цементное молочко

Отдельные кирпичи могут демонтироваться из кладки для замены новым камнем соответствующего формата. Для этого удаляется оставшийся раствор, гнездо зачищается щеткой с металлическим ворсом.

Внимание: Технология буроинъекционных малых свай для самостоятельной реставрации практически недоступна, так как необходимо специальное оборудование. Строительные организации редко предоставляют его в аренду, чтобы владелец недвижимости заказывал услугу у них.

Крайне сложной методикой является увеличение глубины заложения МЗЛФ, состоящей из операций:

  • вывешивание – фундамент разгружается полностью, оголяется участков в пределах 2 м длины
  • отрывка шурфа – на 0,6 – 1,2 м ниже подошвы, стенки крепятся щитами во избежание осыпания
  • крепление – под подошву ленты МЗЛФ заводится щит забирки (горизонтально), который подпирается круглым лесом или брусом
  • бетонирование – под существующим фундаментом размещается арматурный каркас, укладывается, виброуплотняется смесь таким образом, чтобы между старым, новым фундаментом остался зазор 30 см
  • обжатие – после набора 70% прочности минимум бетонной конструкцией на ее поверхность укладывается щит, на него монтируются домкраты, снимаются подпорки с разгрузки, чтобы бетон уплотнился весом здания

    Увеличение глубины фундамента с вывешиванием

После чего, стены вновь вывешиваются, домкраты, забирка, нижний щит снимаются, оставшийся зазор заполняется бетоном. Для более плотного сцепления существующий МЗЛФ вмуровывается в новую конструкцию на 10 – 20 см.

Чтобы сократить трудоемкость операций на 30 – 50% часто применяется другой способ:

  • вывешивание не производится
  • шурф отрывается не подо всей подошвой, а под половиной ширины МЗЛФ
  • в грунт под оставшейся частью ленты (обязательно ниже подошвы) вбиваются стержни 12 – 16 мм толщины, длина которых на 30% больше ширины МЗЛФ
  • в 20 см от наружной поверхности ленты монтируется опалубка
  • изготавливается арматурный каркас, соединенный проволочными скрутками с анкерами, вбитыми в грунт (может использоваться вертикальная арматурная сетка с 20 см ячейкой)
  • укладывается и уплотняется глубинным вибратором смесь

    Увеличение глубины заложения без вывешивания

Внимание: Гидроизоляция, утепление наружной грани, кольцевой дренаж являются обязательными условиями для повышения ресурса, ликвидации вспучивания.

Оригинальной технологией железобетонных отливов можно повысить расчетное сопротивление грунтов под фундаментом, одновременно увеличив прочность самой конструкции за счет бокового сжатия. Последовательность действий такова:

  • откапывание траншей с обеих сторон ленты (длина захваток 1,2 – 2 м)
  • бурение сквозных отверстий (10 – 30 см от подошвы)
  • монтаж бетонных отливов (плиты 5 – 10 см толщины, заглубляемые ниже подошвы на 10 см), устанавливаются вертикально вплотную к боковым граням МЗЛФ
  • стягивание отливов шпильками сквозь тело фундамента
  • расклинивание верхней части между лентой и отливами при помощи домкратов
  • укладка смеси в образовавшиеся пазухи

    Технология железобетонных отливов

Таким образом, при отжатии верхней части отливы сжимают грунт под МЗЛФ, упрочняя его многократно. Домкраты снимаются после отвердевания бетона, шпилька обычно остается внутри конструкции.

Уширить подошву ленты можно после откапывания шурфа двумя способами – завести с двух сторон бетонные плиты или смонтировать опалубку, уложить под подошву бетон.

Столбчатые фундаменты можно усилить методом погружного колодца. Ввиду того, что надеть на эксплуатирующийся столб мешает ростверк, кольцо круглого или квадратного сечения отливается по месту в съемную опалубку. Внутренний размер его должен быть на 40 – 60 см больше наружного сечения стойки, чтобы не нарушить прочность основания под ним.

Метод колодца погружного для усиления фундамента

Вывешивать стены в этом случае не нужно, грунт равномерно удаляется под кольцом снаружи, конструкция опускается под своим весом. После достижения проектной отметки почва внутри кольца дополнительно уплотняется виброплитой или трамбовкой.

Внимание: Обратную засыпку пазух между колодцем и стенками котлована следует производить нерудным материалом. Это снизит выдергивающие нагрузки при возможном вспучивании грунта во время промерзания.

Метод обоймы

Для ленточного и столбчатого монолитного фундамента может использоваться железобетонная обойма. Эта технология решает несколько задач:

  • эксплуатируемая подземная конструкция получат новую высокопрочную оболочку, жестко связанную с лентой, столбом
  • за счет уширения подошвы несущая способность повышается многократно
  • ресурс здания увеличивается на 30 – 50 лет
  • появляется возможность гидроизолировать, утеплить обойму для ликвидации морозного вспучивания грунтов

Последовательность операций при выполнении железобетонной обоймы следующая:

  • оголение ленты с одной или обеих сторон
  • подкоп на глубину 0,5 м от подошвы
  • бурение глухих отверстий в эксплуатируемой конструкции
  • закладка в эти отверстия арматурных прутков
  • монтаж арматурных каркасов
  • обвязка с анкерами внутри существующего фундамента
  • установка щитов опалубки
  • укладка бетона

Внимание: Запрещено оголять участки больше 2 – 3 м, чтобы не вызвать перекоса здания. Работы ведутся последовательно, начиная от углов, до их начала фундамент должен быть разгружен.

Глубина бурения для закладки арматуры составляет 2,5 – 5 см. В каркасах используются продольные прутки диаметра 8 – 14 мм из арматуры А400 («рифленка»). Пространственная геометрия каркасам придается хомутами из арматуры А240 с гладкой наружной поверхностью.

В обязательном порядке обеспечивается защитный слой бетона – все стержни должны утапливаться на 2 – 7 см. Предпочтительнее соединение арматуры проволочными скрутками, которые невозможно сдвинуть при распределении бетона внутри опалубки. В фундаментных работах запрещена композитная арматура, имеющая гораздо большую пластичность в сравнении со стальной.

Существует технология кирпичной обоймы, которая применяется редко, только для монолитных лент МЗЛФ. Если наружные поверхности фундамента рыхлые, уширение ленты по ряду причин невозможно, используется эта методика:

  • по бокам МЗЛФ изготавливаются уступы – бетон срезается УШМ с алмазной оснасткой в верхней и средней части, остается площадка у подошвы
  • кирпичная кладка осуществляется на цементно-песчаном растворе с опиранием на эту площадку
  • поверхности штукатурятся, покрываются гидроизоляционным материалом

Внимание: Монолитные конструкции всегда имеют больший ресурс в сравнении с кирпичом. Поэтому предпочтительнее железобетонные «рубашки».

Обоймы для столбчатого фундамента изготавливаются поочередно либо для нескольких столбов сразу, если они расположены в пределах 2 м друг от друга. Особенностями усиления столбчатых фундаментов являются:

  • вначале заливается обойма для уширения подошвы столба
  • затем монтируется опалубка для самой стойки
  • на последнем этапе в ростверках изготавливаются штробы, бетонируется верхняя часть обоймы

    Усиление столбчатого фундамента обоймой

Это позволяет увеличить опорную поверхность во всех уровнях конструкции, повысить эксплуатационный ресурс.

Усиление буронабивными сваями

Скважины для классических буровых свай изготавливаются строго вертикально. Столбчатые фундаменты изготавливают в опалубках внутри шурфов большого размера. Поэтому данная технология является переходным вариантом, состоит из нескольких операций:

  • моделирование – пробурить вертикальную скважину под существующим МЗЛФ невозможно, поэтому необходимо рассчитать на бумаге угол наклона в зависимости от глубины залегания несущего пласта, точки захода бура на поверхности (метод треугольника) таким образом, чтобы подошва сваи располагалась под серединой ленты
  • расширение – лопатой выбирается грунт под зданием, чтобы можно было разместить трубчатую опалубку внутри шурфа вертикально
  • уширение – на бур надевается плуг, скважина уширяется на забое для повышения несущей способности сваи
  • опалубка – в наклонную скважину устанавливается асбоцементная или полиэтиленовая труба проектной длины, которая служит несъемной опалубкой сваи
  • армирование – внутрь опалубки устанавливается арматурный каркас из вертикальных прутков, обвязанных кольцевыми или квадратными хомутами, защитный слой обеспечивается пластиковыми роликами, надетыми на стержни
  • заливка – внутрь конструкции укладывается бетон
  • позиционирование – опалубка с внутренним армокаркасом перемещается из наклонного положения в вертикальное
  • обратная засыпка – производится нерудным материалом, трамбуемым послойно

    Усиление фундаментов буровыми сваями

После чего, внутрь помещается наконечник глубинного вибратора, смесь уплотняется.

Внимание: Нагружать опоры можно через неделю минимум. Все это время фундамент вывешивается или стоит на временных подкладках.

Усиление винтовыми сваями

В отличие от предыдущей методики, положение вкрученной в землю винтовой сваи невозможно скорректировать. Поэтому применяются две технологии:

  • «быки» – две наклонных сваи вкручиваются с разных сторон ленты, чтобы обеспечить доступ изнутри здания, придется частично демонтировать полы, лента оказывается зажата сваями без возможности просадки
  • классическое усиление – в МЗЛФ изготавливаются сквозные отверстия алмазным буром, сваи СВС вкручивают вертикально с обеих сторон (так близко, насколько позволяют стены здания), жилище поддомкрачивается, в отверстие пропускается швеллер или двутавр, концы которого приваривают к сваям

    Классический ремонт фундамента винтовыми сваями

Внимание: Существует вариант «быка» в углах МЗЛФ, когда сваи погружаются наклонно на смежных сторонах, обвязываются по оголовкам балкой. В этом случае достаточно наружного доступа для производства работ, полы вскрывать не нужно.

  • При погружении свай следует соблюдать требования СП, располагая их на минимальном расстоянии друг от друга – 3 диаметра либо 1 м в свету в зависимости от конструкции. При этом следует учитывать, что:
  • винтовые сваи грунт уплотняют, возрастает несущая способность за счет сил трения
  • буронабивные сваи, заливаемые в землю, имеют неровную наружную поверхность, несущая способность высокая, однако выдергивающие усилия при вспучивании очень велики
  • если буровые сваи заливаются в несъемную трубчатую опалубку, снижаются, как выдергивающие усилия, так и несущая способность по боковым поверхностям
  • опирать рынд-балки удобнее на оголовки, а не на тело свай, однако это увеличивает бюджет ремонта

Сваями усиливаются фундаменты и основания под ними. Удобнее в работе винтовые модификации, на которые вес здания можно переносить с временных подпорок сразу. При заливке буровых конструкций придется подождать 3 дня минимум в жаркую погоду, 28 дней в межсезонье. Сваями СВС фундаменты можно усиливать зимой при крайней необходимости. Для проведения монолитных работ придется подогревать смеси, опалубку, устраивать пленочные укрытия.

Таким образом, эксплуатируемый фундамент и основание под ним можно усилить собственными силами. Для этого необходимо произвести ревизию, выявить дефектные участки, применить наиболее подходящую технологию из представленных методик.

Усиление фундаментов путем уширения подошвы —

Усиление фундаментов путем уширения подошвы предполагает увеличение опорной площади существующего фундамента за счет присоединения к его боковым граням дополнительных железобетонных или бетонных элементов. При уширении подошвы происходит перераспределение нагрузки на большей поверхности основания, что дает возможность повысить нагрузку на фундамент, снизить осадку, уменьшить вероятность потери несущей способности основания. Уширение подошвы также применяется для выравнивания эпюры контактных давлений, стабилизации крена фундамента.

Не рекомендуется производить увеличение площади подошвы фундамента на слабых, структурно-неустойчивых и водонасыщенных грунтах, а также при высоком уровне грунтовых вод.

Уширение подошвы фундамента осуществляют: при одно- и двухстороннем уширении — наращиванием, с трех и четырех сторон фундамента — при помощи железобетонных рубашек или обойм.

Наращивание для усиления ленточных фундаментов представляет собой железобетонные или бетонные, сборные (банкеты) или монолитные элементы, примыкающие к боковой грани фундамента. Наращивание устраивают вдоль всей длины фундамента либо под наиболее загруженными участками. Ширина подошвы наращивания принимается не менее 200 мм, отношение ширины наращивания к высоте не менее 1/5.

Обойма представляет собой конструктивный элемент усиления фундамента в виде монолитной железобетонной оболочки, охватывающей фундамент с четырех сторон. Применяется при усилении столбчатых фундаментов.

Совместная работа элементов уширения подошвы с усиливаемым фундаментом обеспечивается:

— устройством бетонных шпонок, выступов в углублениях существующего фундамента или несущих конструкций здания;

— устройством анкеров, заделанных в теле существующего фундамента;

— устройством сквозной арматуры;

— сваркой арматуры элементов уширения с оголенной арматурой усиливаемого фундамента;

— при помощи специальных опорных элементов: подкосов, разгружающих металлических или железобетонных балок.

Для обеспечения прочного сцепления между новым и старым бетоном поверхность существующего фундамента очищают от грунта, старой гидроизоляции, химических веществ, а также от рыхлого раствора, бетона, промывают и просушивают, выполняют насечку поверхности контакта. Устройство наращивания с выступами, заходящими в горизонтально пробитые штрабы стены (рис. 17.1, а), рекомендуется применять при толщине стен не менее 510 мм и при удовлетворительном их состоянии. Выступы наращивания заходят в стену на глубину не менее 120 мм. Допускается вдоль стены выступы делать прерывистыми. Длина одного выступа должна быть не менее 500 мм, разрыва — не более 500 мм.

Усиление ленточного фундамента может производиться железобетонным наращиванием с выступами в двух уровнях, (рис. 17.1, б). Выступы нижнего уровня подводят под частично разобранную подошву фундамента. Такое конструктивное решение применяют при низкой прочности материала фундамента, наличии значительных дефектов и повреждений.

Для обеспечения совместной работы усиливаемого фундамента и элементов усиления применяют арматурные стержни, устанавливаемые в сквозные отверстия в теле фундамента и стен (сквозные анкеры) (рис. 17.1, в), анкеры или дюбели из стержневой арматуры диаметром 12.20 мм. Анкеры заделывают в фундаменте цементным раствором на глубину не менее 150 мм. Дюбели с закаленным острым концом забивают в швы между камнями кладки на глубину не менее 100 мм.

Одновременно вместе с усилением фундамента может производиться его инъецирование. В этом случае вместо анкеров в отверстия, пробитые на глубину не менее 1/2 ширины фундамента, устанавливают инъекционные трубки (рис. 17.1, г), которые выводят за пределы опалубки. Инъецирование производят после схватывания бетона наращивания.

При усилении фундаментов уширением, основание дополнительных элементов должно быть подготовлено путем втрамбовывания щебня или гравия на глубину 50.60 мм. При наличии в основании слабофильтрующих водонасыщенных грунтов предусматривают песчано-гравийную подготовку толщиной не менее 100 мм.

Дополнительные элементы устраиваются из тяжелого бетона класса не ниже условного класса бетона усиливаемого фундамента и не ниже рекомендуемого [8] в зависимости от условий эксплуатации.

Для усиления столбчатого фундамента может применяться железобетонная обойма, подводимая под элементы перекрытия подвала (рис. 17.2, а).


Обеспечение совместной работы при усилении ленточных фундаментов наращиванием может быть выполнено с помощью продольных металлических балок (рис. 17.4, а). Такой способ обеспечения совместной работы рекомендуется использовать при отсутствии значительных поверхностных разрушений. Стальные балки в виде швеллеров стягивают болтами, установленными с шагом 500.750 мм. К полкам балок крепят плоские металлические зубья шириной не менее 50 мм, толщиной 10 мм, с шагом 250 мм. Зубья заводят в предварительно очищенные от раствора швы кладки. Глубина заделки зуба в стене принимается в зависимости от состояния кладки и должна быть не менее 30 мм.

Наращивание с обеспечением совместной работы с существующим фундаментом при помощи поперечных балок (рис. 17.5) применяют в случае значительного увеличения опорной площади (более 400 мм с каждой стороны). Балки изготавливают из прокатных профилей, площадь поперечного сечения которого определяется расчетом.

Опорные балки устанавливают с тем же шагом, что и подкосы при одностороннем наращивании, и замоноличивают мелкозернистым бетоном.

В случае если вылет свободной части наращивания превышает 0,9 h (где h — высота наращивания), в уровне подошвы фундамента устанавливают поперечную арматуру, заанкеренную в фундаменте. Если шаг балок в продольном направлении превышает 2h, то наращивание армируется в продольном направлении в верхней зоне.

При усилении столбчатых фундаментов под кирпичные столбы поперечные балки устанавливают в горизонтальных штрабах и стягивают болтами. Балки выполняют перекрестными из двух пар швеллеров, сваренных между собой. При устройстве элементов уширения ослабленную зону кирпичных столбов омоноличивают на высоту не менее 250 мм от края ослабления.

Крепление поперечной балки к железобетонной колонне выполняют путем ее приварки к оголенной арматуре колонны (рис. 17.6), аналогично опорным хомутам (см. тему 12). Наращиваемые части фундамента при бетонировании выводят выше ослабленной зоны колонны не менее чем на величину, равную большей стороне поперечного сечения колонны.

При усилении ленточных фундаментов в качестве поперечных балок могут использоваться железобетонные балки. Ширина балки назначается не менее 200 мм, высота в зоне заделки балки в стене не менее 300 мм.

По длине ленточного фундамента наращивание может быть выполнено переменного сечения (рис. 17.7). В этом случае подошва наращивания дополнительно армируется сварными сетками.


Усиление фундаментов » Строительно-информационный портал


Фундаменты для сооружений изготовляют из различных материалов: дерева, бутового камня, кирпича, бетона и железобетона. Металлические конструкции применяют очень редко для временных сооружений. Усилению фундаментов посвящен ряд работ.
Деревянные фундаменты и деревянные сваи. Применяются они только для малоэтажных зданий и в основном в лесных районах. Деревянные фундаменты в виде стульев и сваи успешно используются в районах распространения вечной мерзлоты и для подводных сооружений. Основной недостаток деревянных фундаментов состоит в гниении древесины, особенно при температуре более 10°С при влажности менее 70%. Поэтому при понижении уровня грунтовых вод наблюдается быстрое гниение деревянных свай и деревянных фундаментов.
Срок службы деревянных фундаментов зависит от породы дерева, диаметра бревен, степени защищенности дерева, фильтрационных свойств окружающего грунта и т.п. Деревянные конструкции, тщательно защищенные от биологических воздействий, прекрасно эксплуатируются десятки лет.
При обнаружении дефектов в деревянных фундаментах возможны либо замена отдельных пораженных элементов на новые, либо очистка деревянных элементов от гнили в случае, если глубина поражения невелика и прочность оставшейся ненарушенной части достаточна для воспринятия расчетных усилий. Заменять деревянный стул следует в том случае, если он сгнил на половину своего прежнего диаметра. На место сгнивших деревянных стульев можно ставить новые деревянные или каменные столбы. Целесообразно заменять сгнившие деревянные стулья каменными столбами на известковом и известково-цементном растворах. Основанием каменных стульев должны служить грунты с ненарушенной структурой при глубине заложения более 70 см.
В плане каменные стулья могут быть квадратными, прямоугольными и крестообразными с размерами 40. ..70 см. Каменные стулья крестообразного сечения применяются под взаимно пересекающимися стенами. При слабых грунтах основание каменных стульев можно расширить книзу, создав уступы или наклонные поверхности боковых граней. Глубина заложения нового стула зависит от грунтовых условий, но она должна быть не менее 0,7 м от поверхности земли.
При необходимости усиления фундаментов из деревянных свай в результате гниения дерева при понижении (постоянном или сезонном) уровня грунтовых вод обычно отрывают шурфы до постоянного уровня грунтовых вод и механически удаляют прогнившие части, после чего их заменяют другими деревянными элементами. Всю отремонтированную часть деревянной сваи выше уровня грунтовых вод покрывают специальными битумными или каменноугольными смоляными обмазками, препятствующими дальнейшему гниению дерева.
Чаще всего усиление деревянных свай, после очистки от продуктов гниения, производится заключением их в бетонную или железобетонную обойму. В этом случае после отрывки траншеи или шурфов до уровня грунтовых вод устанавливается деревянная или металлическая опалубка вдоль всего ряда деревянных свай или вокруг всего куста из деревянных свай и выполняется бетонирование. В случае если концы деревянных свай сгнили полностью выше уровня грунтовых вод, то отрывка траншей производится захватками длиной 2…3 м, а обнаженные элементы фундаментных конструкций вывешиваются домкратами и делается бетонирование ростверка до верха сохранившихся частей деревянных свай. При этом арматура, устанавливается на месте концов сгнивших деревянных свай, соединяется с оставшейся деревянной сваей гвоздями или штырями.
При разрушении деревянного ростверка он заменяется бетонными частями с вывешиванием домкратами последовательно каждого участка ростверка. При сохранении части бревен в деревянном ростверке удаляют сгнившие части и усиливают его деревянными брусьями, металлическими элементами или заключением в бетонную или железобетонную обойму.
Бутовые фундаменты. Дефекты бутовых фундаментов в основном проявляются в снижении прочности раствора и в разрушении отдельных камней, если применяются мергелистый или известняковый камни. При воздействии агрессивных вод в таких камнях появляются каверны и раковины. В старых зданиях большинство бутовых фундаментов имеют прямоугольное сечение, реже — форму трапеции. В большинстве случае возникают трещины в углах фундаментных конструкций, которые разбивают фундаменты на отдельные части.
Если камни в некоторых местах бутовых фундаментов свободно выбираются, хотя боковые стенки остаются вертикальными, а раствор между камнями потерял прочность, считается, что износ таких фундаментов составляет 60%. В этом случае для усиления часто устраивается железобетонная обойма, при этом до бетонирования выбираются расшатанные камни и удаляются разрушенный бетон и раствор. Под влиянием различных условий растворы, на которых выложены фундаменты, иногда теряют свою прочность и превращаются в легко разрушаемый материал, напоминающий пористые песчаные грунты. При этом после отрывки котлована вертикальные стенки бутового фундамента часто теряют устойчивость, а раствор между камнями практически отсутствует, в связи с чем камни из тела бутового фундамента свободно выбираются. Износ такого фундамента превышает 80%.
Для упрочнения бутовых фундаментов с износом более 80% как столбчатых, так и ленточных, в них обычно нагнетают цементный раствор консистенции 1:1…1:10 (цемент:вода) с тем, чтобы восстановить прочность и качество раствора. Для этого либо вдоль поверхностей бутового фундамента устанавливают железобетонную обойму и сквозь нее устанавливают металлические трубки для цементации, либо в каменном фундаменте пробивают или пробуривают отверстия для инъектора.
Фундаменты, выполненные из слабого камня, часто разрушаются, в некоторых случаях приходят в полную негодность, когда стены еще пригодны для эксплуатации. В этих случаях могут применяться следующие варианты усиления:
— при незначительных повреждениях кладки в ленточные фундаменты в шахматном порядке через 0,5 м закладываются анкерные штыри, на выпуске которых навешивается арматурная сетка и по ней устраивается железобетонная «рубашка» методом торкретирования, набрызгом или укладкой бетона в опалубку (рис. 3.69, а). Поверхность бетона покрывается битумной или другой изоляцией, а выкопанные пазухи засыпаются грунтом;

если в отдельных местах фундамента кладка утратила несущую способность, то для восстановления можно не заменять ее новой, а усилить столбами (рис. 3.69, б). Для этого на плиты укладываются сборные квадратные стаканы, которые заполняются бетоном и перекрываются ригелями с подбетонкой для плотного заполнения зазора между кладкой и вновь возведенными конструкциями фундамента. Малоповрежденная часть фундаментов при необходимости усиливается железобетонной «рубашкой»; при полном разрушении ленточного фундамента он либо заменяется новым, либо усиливается, как в предыдущем случае, столбами, но с укладкой по ригелям железобетонных рандбалок.
При бутовых фундаментах, кладка которых выполнена недоброкачественно или подверглась разрушающему действию агрессивной среды, наиболее опасно появление трещин в нижних ступенях фундамента. Для устранения их влияния, а также в тех случаях, когда в связи с реконструкцией или при возрастании нагрузки на бутовый фундамент необходимо увеличить площадь его подошвы, производится либо подводка железобетонного фундамента, либо пробивка штраб и отверстий в нижней части бутового фундамента и установка в них арматуры или стальных профилей с последующим цементированием пробитых штраб и отверстий раствором марки 100 и более. Грунт под новые участки фундамента уплотняется втрамбовыванием в него щебня последовательными слоями толщиной 5…10 см.
Для расширения площади подошвы столбчатого фундамента необходимо, чтобы ранее уложенная в фундамент арматура (рис. 3.70, а) была достаточной для возросших размеров фундамента, что требует изменения высоты фундамента h2 до h3 и тем самым увеличения плеча внутренней пары. Для этого в существующем фундаменте 1 обнажаются концы рабочей арматуры 6 и к ним привариваются стержни уширения фундамента, устанавливается арматура 7 и укладывается новый бетон 2.

При необходимости значительного увеличения нагрузки на отдельно расположенные столбчатые бутовые фундаменты возможно объединение их в ленточные. Чтобы давление от стен лучше передавалось на новые фундаменты, можно применять поперечники из металлических балок (рис. 3.71), устанавливаемые в стену на расстоянии 2…3 м. Вдоль боковых поверхностей бутовых фундаментов можно устанавливать железобетонные обоймы, а для закладки арматуры в двух уровнях в бутовых столбчатых фундаментах пробивают штрабы и отверстия. Железобетонные вставки и обоймы изготовляются из бетона марки 150 и более. В агрессивных средах применяются сульфатостойкие цементы, а поверхности фундаментов покрываются стеклохолстом на битуме или другими антикоррозионными обмазками.

Наиболее сложно усиление фундаментов в углах и пересечениях. Поэтому местное усиление следует проектировать вне углов и пересечений, на наиболее нагруженных прямых участках. При усилении часть нагрузки на грунт под существующим фундаментом снимается и передается на плиты уширения с таким расчетом, чтобы давление на грунт везде стало примерно одинаковым. Ребристая плита должна заделываться по контуру в штрабы и опираться на стены.
В случае значительного увеличения нагрузки на ленточные фундаменты и невозможности подводки фундаментов из-за высокого уровня грунтовых вод или наличия подземных технологических трубопроводов возможно объединение ленточных фундаментов в плиту. Для этого промежутки между ленточными фундаментами заполняются бетоном марки 150 и более с армированными сетками из круглой стали или металлическим прокатом.
Если образуются многочисленные трещины из-за неравномерных осадок ленточного бутового фундамента, то усиление можно осуществить укладкой в штрабы на уровне низа и верха с обеих сторон бутового фундамента по всей длине швеллеров или двутавров, которые соединяются между собой болтами через 1,5…3 м по длине. Затем бетонируют штрабы с металлическими балками, а сверху создают железобетонную обойму. Если вместо бутовых ленточные фундаменты выполнены из кирпича или малопрочного ракушечника, то разрушенные кирпичи или камни из ракушечника следует заменить на целые, а также заменить слой раствора, который отделился от соседней кирпичной кладки, на более прочный. При этом необходимо уложить стержни арматуры через три-четыре ряда кирпичей по высоте или через два-три ряда камней-ракушечников, а затем по аналогии с усилением ленточного бутового фундамента установить металлические балки в штрабы кирпичной кладки в двух уровнях и замоноличить штрабы цементным раствором так, чтобы минимальная толщина защитного слоя была не менее 30 мм.
Бетонные фундаменты без армирования применяются обычно в виде бутобетонных, когда в качестве крупного заполнителя применяется камень — бут. Они имеют различную форму в сечении — прямоугольную, трапецеидальную, с выступами около подошвы и др. При изменении нагрузки на фундамент, при неравномерных осадках и коррозии возникает необходимость в их усилении, а в некоторых случаях заглублении и уширении площади подошвы.
Основными дефектами таких фундаментов являются рабочие швы, образующиеся при перерывах бетонирования. В результате возникают пустоты, расщелины и полости, зачастую заполненные наносным грунтом. Обычно это происходит в зимних условиях, когда при перерывах бетонирования поверхности покрываются льдом или снегом. Ледяные линзы между нижней поверхностью бетонного фундамента и грунтовым основанием иногда являются причиной образования пустот под фундаментом и возникновения трещин в бетонном фундаменте. Для усиления необходимо очистить пустоты и заполнить, нагнетая в них цементный раствор или пластичный бетон. Прочность раствора или бетона должна быть выше прочности бетона ремонтируемой конструкции.
Железобетонные фундаменты имеют различную форму и размеры. По сравнению с другими типами фундаментов железобетонные фундаментные конструкции имеют малую площадь сечения, малый объем бетона и цемента. Дефекты железобетонных сборных фундаментов в основном определяются ошибками при изготовлении в результате нарушения режима тепловой обработки бетона, применения пластичных смесей, цементов, которые не обеспечивают необходимой распалубоч-ной прочности, или ошибками при перевозках и складировании, а также в результате неправильной подготовки основания при монтаже сборных фундаментов.
При проектировании столбчатых фундаментов могут применяться следующие варианты усиления. Во-первых, устройством рубашки, когда для увеличения подошвы фундамента обнажается арматура усиливаемого фундамента и к ней привариваются рабочие стержни усиления, устанавливаемые по граням усиливаемого фундамента (рис. 3.72, а, б). Рубашка фундамента заводится на нижнюю часть колонны на величину не менее 5 толщин обоймы и не менее большей стороны колонны.
Для восстановления несущей способности фундамента, получившего повреждения за время эксплуатации при отсутствии деформаций в основании и стабилизации нагрузки, допускается арматуру в бетоне усиления устанавливать конструктивно в один или два раза по периметру фундамента (рис. 3.72, в). Толщина и высота рубашки в этом случае определяется с учетом диаметра арматуры и величины защитного слоя.

Во-вторых, наращиванием, когда соединение осуществляется только в одном направлении приваркой арматуры наращиваемой части к обнажаемой арматуре основного фундамента (см. рис. 3.70, а). Усиление наращиванием может выполняться и с помощью железобетонных балок, пропущенных в пробитые в усиливаемом фундаменте отверстия и опирающихся на железобетонные плиты уширения (рис. 3.70, б).
Для обеспечения прочной связи между старым и новым бетоном как при усилении рубашками, так и наращиванием поверхности усиливаемого фундамента следует обработать насечкой, пескоструйным аппаратом, огнем, увлажнением бетона и обработкой его цементным тестом или применением клеевых композиций.
В-третьих, подводкой под фундамент новых частей, расположенных рядом с существующим фундаментом. В этом случае нагрузка от колонны на подводимые фундаменты передается через закрепленную на колонне металлическую обойму и подкосы, объединенные поперечными элементами.
При подводке следует обеспечить плотное примыкание существующего фундамента к подводимому фундаменту, для чего зазор, образованный между подводимым фундаментом и подошвой старого фундамента, следует заполнять пластичной бетонной смесью. Просадки и крены существующего фундамента выполняются с помощью гидродомкратов только после набора прочности нового фундамента, достаточной для воспринятия нагрузок от собственного веса конструкции.
При увеличении площади ленточного или столбчатого железобетонного фундамента путем уширения нижней ступени фундамента необходимо учитывать, что грунты в основании старого существующего фундамента уже уплотнились, а под новыми еще не консолидировались. В случае песчаных грунтов, где осадки происходят быстро во времени, участки грунтового основания под подошвой новых элементов фундаментов обжимаются давлением в 2. ..3 раза большим, чем может возникнуть под подошвой.
При водонасыщенных грунтах в основании для уширения фундаментов устраиваются песчаные подушки толщиной 20…50 см и производится обжатие грунтов. При лессовых просадочных или набухающих грунтах обжатие выполняется с использованием металлических или железобетонных жестких штампов, нагружаемых домкратами.
Во многих случаях требуется не только увеличить площадь подошвы фундаментов, но и сделать глубже заложение усиливаемых фундаментов подводкой сборных или монолитных железобетонных балок-стенок, столбчатых или фундаментных плит. Если под фундаментом залегает песчаный грунт, то после устройства цементной стяжки на него укладывается подводимая сборная фундаментная плита или устанавливается каркас, опалубка и изготовляется монолитная плита. Если в основании залегают водонасыщенные глинистые грунты, то грунт отрывается на 40…50 см ниже подошвы подводимого фундамента, а ширина траншеи на 1 м шире подошвы фундамента, и траншея засыпается крупным или среднезернистым песком, который уплотняется послойно (через 10. ..15 см). Затем устраивается стяжка из цементного раствора и проводятся работы, описанные выше.
Наиболее сложно усиливать бетонные и железобетонные конструкции в углах и в местах пересечений ленточных фундаментов. Поэтому при реконструкции ленточных фундаментов часто применяют контрфорсы через 2…3 м по длине с обеих сторон ленточного фундамента.
Подводка фундамента при наличии слабых грунтов в основании или вблизи более глубоко заложенных фундаментов осуществляется последовательно путем устройства столбчатых фундаментов глубокого заложения, которые являются частью подводимого ленточного фундамента.
Подводка, как правило, производится в зависимости от прочности существующих фундаментных конструкций и действующей на фундаменты нагрузки на участке длиной 2…3,5 м. Перед отрывкой шурфа или траншеи стену и фундамент закрепляют металлическим рамным каркасом в пределах участка и поддерживают с помощью домкратов через металлические балки, после чего подводят фундамент. Так последовательно подводятся один за другим элементы ленточного фундамента, которые впоследствии объединяют металлическими балками. При необходимости подводки фундамента в виде плиты большой ширины для повышения ее жесткости иногда устраивают железобетонные контрфорсы с обеих сторон старого ленточного фундамента. Арматура контрфорсов соединяется через отверстия, пробитые в стенке старого фундамента. Расстояние между контрфорсами принимается в зависимости от ширины подводимой плиты, ее толщины и армирования, свойств грунтов основания, действующей нагрузки в пределах 2,5…4,5 м.
Свайные фундаменты особенно эффективны в тех геологических условиях, когда на небольшой глубине (до 10 м) залегают прочные грунты, которые могут быть надежной опорой для нижних концов свай. Свайные фундаменты для усиления старых фундаментных конструкций устраиваются из сборных железобетонных свай, набивных бетонных, буроинъекционных корневидных, составных металлических, свай-оболочек и т.п.
Свайные фундаменты устраивают как непосредственно под существующими фундаментами, так и рядом в виде выносных свай. Они могут быть устроены в основании больших железобетонных плит каркасных зданий для исправления неравномерных по площади осадок. В этом случае в железобетонных плитах прорубаются окна для забивки или задавливании через них железобетонных свай. После обжатия погруженных свай домкратами усилием в 2 раза большим, чем расчетная нагрузка на сваю, плита соединяется с помощью специальных металлических траверс с домкратами, а сваи служат опорами для подъема.
После одновременного подъема железобетонной плиты всеми домкратами на проектную величину полость между ее нижней поверхностью и грунтовым основанием заполняется пластичным бетоном. Домкраты снимаются на 14…21 дн. после того, как бетон набрал необходимую прочность. На разрушенные головы забитых свай устанавливаются дополнительные арматурные каркасы для связи арматуры железобетонной плиты с арматурой свай. После этого стыки тщательно бетонируются пластичным мелкозернистым бетоном.

При усилении фундаментов используются также впрессованные сваи Мега, которые устраиваются из сборных железобетонных составных элементов заводского изготовления (рис. 3.73, а). Элемент сваи обычно выполняется сечением 25×25 или 30×30 см, длиной 60…80 см, армируется продольной рабочей арматурой и хомутами. Нижняя часть сваи имеет симметричное острие, при необходимости укрепленное листовой сталью толщиной 6…10 мм. Элементы по мере погружения стыкуются торцевыми гранями с помощью вертикальных штырей диаметром до 50 мм. Сваи вдавливаются поэлементно гидродомкратами, используя в качестве упора подошву существующего фундамента. При этом прочность существующего фундамента следует проверить на продавливание и на изгиб.
При усилении фундамента сваями Мега необходима отрывка котлована с оголением части подошвы фундамента, в значит временная разгрузка существующего фундамента на период проведения работ по задавливанию свай. Наращение и вдавливание элементов производят до достижения сваей расчетной несущей способности. Между оголовником сваи и распределительной плитой устанавливаются специальные подпорки, позволяющие передать усилие со сваи непосредственно на фундамент. После извлечения домкрата зазор между оголовником сваи и распределительным элементом заполняют бетоном. Сваи Мега могут устанавливаться как по оси фундамента в ряд, так и симметрично относительно оси в два ряда и более.
Для повышения несущей способности столбчатых и ленточных фундаментов небольшой ширины (до 3 м) обычно применяются выносные сваи, располагаемые за контуром усиливаемой части. Для этого с каждой стороны столбчатого или ленточного фундамента в один или два ряда сваи погружаются под давлением, в 2 раза превышающим расчетную нагрузку на сваю. Нагрузка передается подведением дополнительных балок, либо расширением ростверка.
При усилении ленточных фундаментов часть нагрузки может быть передана на располагаемые рядом свайные опоры посредством железобетонных ригелей, пропускаемых через пробитые в усиливаемом фундаменте отверстия (см. 3.73, б). Ригели опираются на железобетонный монолитный ростверк, который устанавливается на головы выносных железобетонных свай. Шаг рам, образованный ригелями и сваями, следует принять из расчета воспринятия полной нагрузки существующим фундаментом и его усилением. Вовлечение свай в работу происходит одновременно с осадкой старого фундамента.
Для обеспечения более полной передачи усилий на выносные сваи между верхом ростверка и ригелями или непосредственно на головы свай устанавливают домкраты.
При опирании поперечных балок непосредственно на сваи одновременному обжатию подлежат две симметричные сваи. При наличии обвязки, соединяющей головы свай в продольном направлении при ленточном фундаменте, обжатие производится отдельными участками. При этом на границе участков обвязка должна иметь поперечный шов. Перед снятием домкратов следует подклинить поперечные балки металлическими клиньями (рис. 3.74, а), с помощью которых можно поднять конструкцию и в образовавшееся пространство установить металлические подкладки с последующим бетонированием.

С целью недопущения ослабления ленточных фундаментов может быть рекомендован способ усиления, при котором в фундаментной стене пробивают отверстия для пропуска не поперечных балок целиком, а только арматурных стержней с последующим омоноличиванием их на участках, расположенных за гранями фундамента. Отверстия в фундаменте, через которые пропущены арматурные стержни, после установки последних следует заполнять раствором или клеевыми составами.
При невозможности использования свайных копров для забивки свай устраивают буронабиванием сваи, размещаемые аналогично забивным. Скважины для набивных бетонных свай бурят, продавливают или размывают. Буроинъекционные (корневидные) сваи (рис. 3.74, б) выполняют диаметром 50…280 мм, длиной до 50 м. Сваи армируются либо одиночными стержнями, либо сварными каркасами. При усилении фундамента эти сваи проходят обычно через тело существующего фундамента и располагаются наклонно веером или решеткой. Длина заделки свай в фундамент должна быть не менее 10 диаметров свай.
Инъецирование скважин цементно-песчаным раствором ведется через трубы диаметром 18…60 мм. Раствор с пластифицирующими и противоусадочными добавками подается в скважину под давлением 3…6 атм, что позволяет устраивать местное уширение ствола сваи. Благодаря частичной цементизации грунта, находящегося в контакте со сваей, эти сваи обладают высоким сопротивлением трению вдоль боковой поверхности. При неудовлетворительном состоянии существующего фундамента и отсутствии подхода непосредственно к телу фундамента буроинъекционные сваи могут устраиваться и за образами фундамента с последующим объединением их монолитным железобетонным ростверком, на который передается нагрузка от существующего фундамента.
Если грунты основания устойчиво сохраняют вертикальные стенки, то пробуренные скважины заполняются пластичным бетоном, который уплотняется в скважине глубинными вибраторами. Если в основании залегают грунты с большим коэффициентом фильтрации (Кф > 0,001 см/с), то необходимо учитывать возможность вымывания цемента из тела набивной сваи при движении грунтовых вод. При наличии агрессивных грунтовых вод и засоленных грунтов применяются сульфатостойкие цементы или набивные сваи выполняют в металлических, армоцементных и полимерных трубах, оставляемых в грунте. После затвердения набивных свай с пoмощью домкратов производится их обжатие давлением, на 60…80% большим расчетных усилий на сваю. Обычно в верхнюю часть бетонных свай на глубину 0,8…1 м закладывается арматурный каркас, который соединяется с арматурой ростверка.
Для вовлечения в работу и передачи нагрузки на набивные сваи и частично на грунты основания (особенно в тех случаях, если несущая способность устроенных свай недостаточна для полного воспринятия передаваемых усилий) после обжатия набивных свай грунт между ними расчищается и на глубину 50…90 см заполняется крупнозернистым песком, укладываемым слоями 10…15 см, уплотняемыми площадочными вибраторами и вибротрамбовками. При необходимости повышения прочности самих железобетонных свай обнажается поврежденный участок сваи, удаляется защитный слой бетона и обнажается арматура. К ней привариваются элементы арматурного каркаса железобетонной обоймы и производится бетонирование.
В случае разрушения защитного слоя в результате коррозии бетона и арматуры пораженный участок сваи обнажают, очищают, торкретируют и затем наносят антикоррозионные составы — битум, каменноугольные смолы, стеклоткань на эпоксидной или каменноугольных основах.
Повреждения (дефекты) в набивных сваях в виде пустот устраняются пробуриванием отверстия и подачи через скважину с помощью инъектора цементного раствора марки 200 и более с пластификаторами под давлением 4…8 атм.
Восстановление прочности трубчатых свай или свай-оболочек диаметром до 1,6 м, поврежденных в результате замерзания воды в полости сваи осуществляется оттаиванием льда, откачкой воды в последующим заполнением полости сваи цементным раствором марки 200 и более. При невозможности откачать воду из полости сваи заполнение ее цементным раствором производится подачей раствора в нижнюю часть свайной полости по специальным трубам.
Увеличение прочности и восстановление целостности железобетонных ростверков свайных фундаментов осуществляется теми же способами, что и восстановление ленточных железобетонных фундаментов.

Усиление фундаментов каркасного здания

УДК 624.15

Глухов Вячеслав Сергеевич1, Хрянина Ольга Викторовна2, Глухова Светлана Вячеславовна3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент кафедры геотехники и дорожного строительства


Аннотация
Выполнено обследование одноэтажного производственного цеха со смешанной конструктивной схемой. Выявлена необходимость полной замены либо усиления основных несущих конструкций, элементов ограждения и покрытия. Процесс реконструкции осложняется стесненными условиями действующего производства. Выполнено изменение конструктивной схемы здания и перераспределение нагрузок, что повлекло за собой необходимость усиления фундаментов.

Ключевые слова: реконструкция, составные сваи вдавливания, столбчатый фундамент, усиление конструкций


Glukhov Vyacheslav Sergeevich1, Hryanina Olga Viktorovna2, Glukhova Svetlana Vyacheslavovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction
3Penza State University of Architecture and Construction, Student of department of Geotechnics and Road Construction


Abstract
Inspection been done one-storey of production workshop with a mixed structural layout. Necessity of replacement or strengthening basic bearing constructions, fencing elements and coatings is revealed. The reconstruction process is complicated by the terms of the existing production. Changing structural building layout and redistribution of loads led to the need for strengthening foundations.

Keywords: composite piles indentation, pier foundation, reconstruction, reinforcement of constructions


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова С.В. Усиление фундаментов каркасного здания // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 4 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2017/04/79906 (дата обращения: 22.10.2021).

Практика показывает, что чаще всего усиление конструкций требуется для объектов после длительной эксплуатации [1, 2, 3]. При обследовании указанных объектов выясняется, что основные несущие конструкции, элементы ограждения и покрытия требуют полной замены либо усиления. А в условиях расширения производства, когда необходимо установить новое технологическое оборудование, приходится демонтировать часть несущих элементов и перераспределять нагрузку на существующие конструкции и учитывать увеличение нагрузок на фундаменты. Процесс реконструкции осложняется стесненными условиями [4, 5, 6]. Изменение конструктивной схемы здания и перераспределение нагрузок влечет за собой необходимость усиления фундаментов.

Подобные задачи были решены авторами при обследовании цеха. Ставилась задача демонтировать рядовую железобетонную колонну в составе монолитной Т-образной рамы одноэтажного производственного цеха со смешанной конструктивной схемой. Несущая железобетонная монолитная Т-образная рама среднего ряда консолями опирается на наружные кирпичные стены.

Было предложено подвести две стальные балки из двутавра пролетом 6,6 м под верх монолитной рамы на отм. +5,250 м в направлении их шага таким образом, чтобы ригели рамы опирались на полки двутавров. Балки усиления опираются по концам на стальные сквозного сечения колонны, которые между собой объединяются раскосами из уголков. Таким образом, одна пара стальных колонн усиления обхватывает существующую железобетонную колонну, вторая пара расположена на небольшом удалении от оси монолитной рамы по оси среднего ряда железобетонных колонн внутрь пролета усиляющих балок. Неосевая установка второй пары стальных колонн объясняется занятостью этого места технологическим оборудованием. В итоге одна пара стальных колонн усиления опирается на существующий столбчатый фундамент. Опирание осуществляется через монолитный железобетонный ростверк, устраиваемый на верхнем обрезе столбчатого фундамента и объединенный с последним самоанкерующимися болтами. Ростверк имеет уступы (консоли) с двух сторон от оси ряда монолитных рам. Снятие дополнительной нагрузки на существующий фундамент, передаваемой через указанные консоли ростверка, осуществляется устройством составных свай из трубобетонных элементов под каждую колонну усиления. Составные сваи вдавливаются в грунт домкратом, упором для которого являются консоли ростверка. Свая вдавливается до величины контролируемого усилия, превышающего на 20 % расчетную нагрузку (рис. 1).

 

Рис.1. Схема усиления столбчатого фундамента: 1 – существующая железобетонная колонна; 2 – стальная обойма усиления; 3 – монолитный ростверк; 4 – арматурные анкера ростверка; 5 – составные сваи; 6 – существующий столбчатый фундамент; 7 – монолитные оголовки свай; 8 – анкерные болты обойм усиления.

Таким образом, при вдавливании сваи полностью выбирается осадка нового фундамента, что позволяет включиться в работу надземным конструкциям усиления. При этом исключается дополнительная нагрузка на старый фундамент. Важнейшим фактором данного технического решения следует считать исключение отрывки грунта вблизи существующего фундамента. Последнее обеспечивает надежную работу конструкций исключая неравномерные осадки [7, 8, 9]. Под вторую пару стальных колонн усиления выполняется столбчатый фундамент с уширениями в верхней части, выполненными для возможности установки домкрата. После монтажа надземных конструкций усиления устраиваются сваи из трубобетонных элементов [10], тем самым включая в работу конструкции усиления.

В целом в этом решении просматриваются следующие преимущества:

  1. выбирая осадки фундаментов вдавливанием свай из трубобетонных элементов, включаем в работу надземные конструкции усиления;
  2. не допускаем перегрузки существующих фундаментов;
  3. устройства таких фундаментов возможно в стесненных условиях действующего производства;
  4. минимизируются земляные работы;
  5. контролируется усилие на сваи, что обеспечивает надежную работу фундаментов.

Библиографический список
  1. Глухов В.С., Хрянина О.В. УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ КРЕНЕ СООРУЖЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ. Современный научный вестник. 2013. Т. 3. № 1. С. 69-72.
  2. Чичкин А.Ф., Хрянина О.В. РЕКОНСТРУКЦИЯ СООРУЖЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ПЕРЕПЛАНИРОВКИ И НАДСТРОЙКИ. Моделирование и механика конструкций. 2016. № 3. С. 18.
  3. Золотов С. Н., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ПРОБЛЕМЫ РЕКОНСТРУКЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 13-15.
  4. Хрянина О.В., Белый А.А. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЯ В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Г. ПЕНЗЫ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 36-41.
  5. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СВАЙНО-ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИ. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. № 2. С. 229-237.
  6. Глухов В.С., Галова Ю.С., Галов А.С. МОНИТОРИНГ ОСАДОК ЗДАНИЙ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИ. В сборнике: Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберегающих технологий: материалы V Всероссийской научно-практической конференции Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. С. 20-22.
  7. Крутов В.И., Когай В.К., Глухов В.С. УЧЕТ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ ПРИ РАСЧЕТЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ. В сборнике: Геотехнические проблемы мегаполисов Труды международной конференции по геотехнике “Развитие городов и геотехническое строительство”. Международное общество по механике грунтов и геотехническому строительству, Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений имени Н.М. Герсеванова, НПО “Геореконструкция-Фундаментпроект”. 2010. С. 1385-1388.
  8. Глухова М.В., Глухов В.С., Хрянина О.В. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ПЛИТНОГО РОСТВЕРКА И СВАЙ НА ОСАДКУ ЗДАНИЯ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 58-62.
  9. Глухов В.С., Глухова М.В., Исаева Т.А. ВЫРАВНИВАНИЕ ОСАДОК СВАЙ С УЧЕТОМ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ. В сборнике: Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберергающих технологий: материалы IV Международной научно-практической конференции Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. С. 32-37.
  10. Глухов В.С., Галова Ю.С., Дубова И.В. ВДАВЛИВАНИЕ СВАЙ С НАГОЛОВНИКОМ. В сборнике: Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберергающих технологий: материалы IV Международной научно-практической конференции Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. С. 29-32.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Хрянина Ольга Викторовна»

Усиление фундамента частного дома своими руками, видео

Правильно построенный фундамент сам по себе – конструкция прочная и долговременная, и усиливать его необходимости нет. Но при возникновении неожиданных отрицательных природных или техногенных процессов (землетрясение, наводнение, размывание подпочвенного слоя и т.д.) основание дома может деформироваться или частично разрушиться, и в таких случаях нужно проводить усиление ленточного фундамента. Кроме того, фактор времени тоже нельзя исключать из списка возможных рисков – выветривание, коррозия армированных конструкций, гниение древесины и выщелачивание бетона при длительной эксплуатации жилья неизбежно, и, если дому уже много лет, стоит подумать о том, какие методы усиления оснований фундаментов можно применить в конкретном случае.

Варианты усиления фундаментов

 

Почему ослабевает фундамент

Так как любые разрушающие воздействия происходят не во всем объеме основания, а на локальных участках фундамента, то методы усиления фундаментов и места, которые нужно усиливать, будут различными и отличными друг от друга. Самые распространенные деформации грунта – осадка, прогиб, провал, размывание – приводят к появлению трещин в фундаменте, внутренним и наружным деформациям, неустойчивости здания и сокращению срока его эксплуатации.

Естественные причины, вызывающие износ стройматериалов существующего фундамента:

  1. Деформирования уклонных участков, особенно при наличии оползней;
  2. Увеличенная и неравномерная нагрузка на основание от веса здания;
  3. Выветривание строительных материалов, из которых возведены стены фундамента частного дома;
  4. Если существует возможность землетрясения;
  5. Оттаивание вечной мерзлоты или замороженного грунта, что неизбежно вызовет усадку фундамента дома;
  6. Подмывание подошвы и боковых стенок монолитного, ленточного или бутового фундамента, если дом построен на берегу реки моря или другого водоема;
  7. Эрозия материалов от воздействия постоянных ветров.
Основные причины разрушения фундамента

 

Проводить усиление фундамента частного строительного объекта рекомендуется, если:

  1. Деформация и изменение состояния грунтов основания происходит непрерывно и опасно для здания, нужно провести усиление фундамента и укрепление подвижных участков грунта;
  2. При возведении надстройки над домом, которая увеличивает весовую нагрузку на фундамент, причем эта нагрузка не всегда может равномерно распределяться;
  3. При заглублении существующих подвалов здания;
  4. На соседнем участке дом строится слишком близко.

Главные признаки опасного деформирования фундамента:

  1. Появление трещин в перекрытиях дверей и окон, в стенах и простенках, в межэтажных и потолочных перекрытиях;
  2. Деформация коробки дома, которую можно выявить съемкой с высоты;
  3. Вертикальный наклон стен;
  4. Перекос или смещение марша лестницы;
  5. Смещение межэтажных или потолочных перекрытий здания.
Деформации дома на пучинистом грунте

 

Рекомендуется проводить ремонт и усиление фундаментов вместе с проведением капитального ремонта дома. Эффективное усиление фундаментов при реконструкции можно организовать при помощи домкрата, а также методом или бурения скважин в несущей прослойке грунта под основанием для целенаправленного управления осадкой на нужных участках.

Если есть необходимость надстроить помещение, нужно провести предварительный расчет усиления фундамента, чтобы установить:

  1. Достаточную прочность основания для выдерживания дополнительной нагрузки;
  2. Возможность осадки грунта под весом надстройки;
  3. Возможную неустойчивость плотных грунтовых слоев в зависимости от веса надстройки.

От этих факторов и будут зависеть способы усиления фундаментов.

Классические методы усиления фундамента

 

Как рассчитать параметры укрепления основания

Начало – составление проекта усиления на основе данных по сбору векторных нагрузок от объекта по срезу фундамента. Сбор проводится составление чертежей по результатам обмеров дома, при этом первоначальный проект дома играет второстепенную роль, так как за время эксплуатации жилья параметры здания и свойства грунта на участке застройки могли измениться.

Более точную информацию по обмерам можно получить следующими способами:

  1. Лабораторные исследования грунта на компрессию и сдвиг – образцы получают бурением шурфов;
  2. Ручной забор грунта для проведения испытаний в лаборатории.

Проводится усиление фундаментов и оснований оп результатам исследований и по факту реального состояния материалов основания, если присутствуют такие негативные признаки:

  1. Плохое качество стройматериалов;
  2. Гниение древесины в конструкциях дома и столбчатых опор основания – в таких случаях усиление столбчатого фундамента обязательно;
  3. Использование некачественного цементно-песчаного раствора;
  4. Сдвиги в кладке над оконными и дверными проемами;
  5. Увеличение трещин в стенах и фундаменте здания;
  6. Наличие пучинистого или торфяного слоя под домом;
  7. Провалы, просадки и пустоты под зданием.
Расширенные методы усиления

 

Как защитить фундамент от воздействия ветра

При длительной эксплуатации фундамента происходит физическое и химическое выветривание кирпичных или бутовых оснований, реже – бетонного фундамента. Химическое разрушение с выветриванием – это результат низкой устойчивости цемента к агрессивным средам. Поэтому технология усиления фундаментов в этом случае заключается в нанесении штукатурного слоя толщиной до 2-3 см (торкретирование) по загрунтованной или армированной поверхности. Если основание разрушается от выветривания по всей толщине материалов, то проводится усиление железобетонными обоймами с восстановлением несущих характеристик конструкции.

Лабораторные исследования грунта

 

Фундамент цементируется методом бурения в теле основания скважин и заливке в них раствора цемента. Скважину можно пробурить самостоятельно, при помощи перфоратора, расстояние между отверстиями – 0,5 м, Ø – 2-3 см. Скважины сверлятся на глубину до 60% от глубины заложения фундаментов при реконструкции. В готовое отверстие вставляются гибкие шланги, через которые в скважину заливается раствор. После нагнетания раствора и нужно подождать 2-3 суток, чтобы раствор начал затвердевать, и затем проверить качество заливки. Для этого раскапывается опытный участок рядом со скважиной, и качество работ оценивается визуально.

Если трещины появились на участке основания, расположенном над грунтом, то, кроме нагнетания бетона в отверстия, выполняется дополнительный комплекс мероприятий. Традиционное усиление фундаментов зданий предусматривает расширение нижней части основания (подошвы) с целью минимизации давления веса дома через фундамент на грунт.

Варианты усиления обоймами из железобетона

Кроме расширения подошвы, проводится и ее углубление, чтобы заменить сгнившие деревянные детали и обеспечить надежное опирание фундамента на плотные слои грунта. Такое усиление бутовых фундаментов будет оптимальным решением при углублении подвала здания или при реконструкции зданий по капитальному варианту. Стандартное решение для расширения подошвы – кирпичная или каменная кладка на цементном растворе. Форма кладки делает подошву основания призматической или трапецеидальной – такая геометрия позволяет значительно укрепить фундамент.

 

Закладка буронабивных свай под основание с применением домкрата

Железобетонную обойму следует обустраивать с использованием цементного раствора. Перед заливкой отверстия в него вставляется арматура, способствующая укреплению конструкции. В траншее вокруг фундамента поднимаются монолитные бетонные тумбы, столбы или банкетки из бетоноблоков. Далее через тело основания по периметру фундамента бьются штробы для армирования металлическими или железобетонными балками. Следующий шаг – обжим фундамента домкратами под бетонными тумбами. Между домкратами устанавливается бетонное заполнение. По завершению усиления домкраты снимаются, а новая конструкция делается монолитной – места установки домкратов тоже заливаются бетоном.

Расширение основания при помощи гидравлических домкратов

 

Самые удобные для такой работы – домкраты Фрейсине (на рисунке выше указан слева). Конструктивно домкрат выглядит как плоская широкая плита, состоящая из двух металлических листов толщиной 1-2 мм, сваренных друг с другом. По периметру сварной конструкции приваривается валик Ø ≈ 8-10 см. Внутрь домкрата подается цементный раствор или жидкость на основе эпоксидных композитов со свойствами, позволяющими сохранять после твердения и обжатия грунта фундамента состояние напряженности.

Площадь банкеток или других конструкций, используемых в качестве подложки под домкрат, вычисляется, исходя из значений нагрузок на почву в процессе обустройства и эксплуатации надземных сооружений. Кратковременные нагрузки могут увеличиваться до 500-2000 кН/м².

Сваи для фундамента конструктивно отличаются от обычных свай любой конструкции. Особенность укрепления основания при помощи свай в том, что нужно использовать малогабаритную спецтехнику, которая сможет работать в помещениях с небольшой высотой потоков – в подвалах или в цокольных этажах.

 

Укрепление при помощи буронабивных свай

 


Так как сваи приходится подводить в непосредственной близости от стен дома, то это сильно осложняет работы. Для свай такого типа отступ от стен разрешен ≥ 2,5 метров.

Вертикальные буровые, забивные или вдавливаемые сваи устанавливаются вдоль основания. Сваи связываются железобетонным столбом для получения монолитной конструкции, столб вставляется в штробы, проделанные в стенах заранее, или крепятся на специальные анкера. Если вертикальные сваи устанавливаются снаружи и изнутри основания, то их необходимо попарно связать ж/б или стальными балками, продетыми в проделанные отверстия.

Внутренние операции проводить намного сложнее, так как функциональное рабочее пространство ограничено площадью помещения. Поэтому в исключительных ситуациях можно использовать усиливающие конструкции, в которых стена подвешивается на балочные консольные перекрытия, а некоторое количество свай принимает на себя предельную нагрузку. Забивные сваи разрешено применять только после исследования свойств грунта, состояния здания на данный момент и при соблюдении нормативных требования по предельным значениям вибраций и шума. Если забивные сваи применять нельзя, то используют вдавливаемые сваи, которые разрешается располагать ближе к стенам, а также крепить под основанием.

Вдавливание свай домкратом

 

Начальные шаги состоят из усиления фундамента и стен. Следующие операции – рытье шурфов под основанием здания, подводка и вдавливание в почву свайных труб, которые затем свариваются и заливаются жидким бетонным раствором. Вдавливание проводится и применением домкратов на глубину до 25 м – глубина погружения зависит от многих факторов, и среди них этажность дома, степень разрушения фундамента, материал стен и кровли объекта, и т.д. Главное достоинство вдавливаемых свай – возможность рассчитать несущую способность конструкции непосредственно при проведении усиления.

Зарубежные технологии используют полые квадратные или круглые сваи длиной ≤ 1,0 м сечением 200 или 30о мм. Максимальная нагрузка на эти элементы находится в пределах 200 кН/200 мм или 400 кН/300 мм. Шаг между сваями – 1,5-2 м. усиливающий узел из буронабивных или вдавливаемых свай представляет собой монолитную конструкцию, связанную арматурой из балок, швеллеров, двутавров, стержней, железобетонными обоймами.

Форма свай

 

 


Длина усиливающих свай рассчитывается так, чтобы нижний торец элемента упирался в плотный грунт. Поэтому самый востребованный размер свай находится в широко разбросанном диапазоне – 3-20 метров, так как грунт в регионах разный. Диаметр свайной трубы зависит от характеристик техники и оборудования, длины сваи и ее материала, но средний диаметр составляет 8-25 см.

Перед установкой сваи проходят расчет на усилия продольного изгибания и на предельную несущую нагрузку. Количество элементов и расстояние между ними рассчитывается от максимальной нагрузки на несущие колонны и стены, которая передается на сваи, минус нагрузка на фундамент.

усиление и последовательность работ для ленточного и столбчатого типов

Как, наверняка, многим известно, бутовые фундаменты – это такие виды оснований для различных зданий и сооружений, которые формируются с помощью неровных крупных кусков булыжника, а также постелистого или плитнякового камня. Основными материалами для их возведения при этом всё же нужно считать доломиты, диориты, ракушечники, известняки, базальты и песчаники.

По своему видовому составу все бутовые фундаменты разделяются на ленточные и столбчатые, бетонные и выкладываемые из булыжного камня. Суть последних заключается в том, что они создаются исключительно для того, чтобы осуществить распор со стенками вырытых под них траншей.

Схематический вид наиболее распространённого устройства бутового фундамента может быть представлен следующим образом (см. рис. 1).

Рисунок 1 – Устройство бутового фундамента

Последовательность работ при усилении бутовых фундаментов

Равно как и прочие виды кладок, бутовые периодически также требуют собственного усиления. Рассмотрим последовательность необходимых для этого работ:

  1. роется траншея около захватки;
  2. монтируется нижняя часть опалубки и арматурный каркас обоймы;
  3. цементируется кладка; — формируется верхняя часть опалубки;
  4. бетонируется обойма;
  5. снимается опалубка;
  6. создаётся гидравлическая изоляционная система;
  7. осуществляется грунтовая засыпка траншей. 

Бутовой фундамент ленточного типа

Коротко представим основные особенности усиления ленточных бутовых фундаментов. Итак, прежде всего, собственное внимание необходимо обратить на тот факт, что соответствующие работы производятся специализированными захватками, длина каждой из которых составляет 2-2,5 метра. При этом закрепление каждого смежного участка должно начинаться не ранее чем через неделю с момента окончания усилительных работ на предыдущем.

Усиление бутового фундамента предполагает выкапывание траншей вручную. Ширина последних не должна превышать полтора – два метра. Происходит это сперва с внутренней, а затем и с наружной стороны укрепляемого объекта. Одновременно копать с двух сторон категорически запрещается.

В процессе усиления фундаментов оборудуются специальные водосборные колодцы. Делается это лишь для того, чтобы снизить уровень подходящих вплотную грунтовых вод.

Важно помнить, что поверхность фундамента непосредственно перед проведением усилительных работ тщательным образом очищается, и на ней наносятся специальные насечки в целях повышения степени её шероховатости.

Бутовой фундамент столбчатого типа

Представим данные об определённых особенностях усиления столбчатых бутовых фундаментов.

Так, к примеру, соответствующие работы в данном случае производятся, опять же, благодаря предварительному обустройству захваток по четырём сторонам ремонтируемого объекта. В целях повышения эффективности вновь создаваемой связки старого фундамента с новообразованными обоймами, необходимо в предварительно просверленные перфоратором отверстия на расстоянии до четверти метра друг от друга забить штыри диаметром 20 мм. Наконец, многие специалисты отмечают необходимость установления арматурного каркаса, способствующего дополнительной фиксации новых формирований на старом фундаменте.

Следует отметить, что на самом деле подобного рода указания имеются в несколько большем количестве, чем то, которое было чуть выше представлено для обоих типов бутовых фундаментов. Однако продолжение каждого из списков не представляется целесообразным, поскольку будет отражать лишь частные случаи строительно-ремонтной практики. В то же самое время описание особенностей усиления бутовых фундаментов представляется несколько шире, чем просто перечисление того, что может и должно быть реализовано в том или ином случае.

Усиление фундамента – восстановление и увеличение несущей способности

Фундаменты старых зданий теряют прочность, в результате чего сооружения проседают, а на фасадах появляются значительные трещины. Нередко новые постройки постигает та же участь, хотя это происходит не из-за старения конструкций, а по причине неверных исследований грунтовых условий, неграмотных расчетов и нарушения технологических процессов. В критических ситуациях принимается однозначное решение о сносе сооружения, но при возможности использования какого-либо из вариантов реконструкции, производится усиление фундамента, позволяющее увеличить нагрузки на него или продлить срок эксплуатации всего строения.

Варианты упрочнения фундаментов

Укрепить фундамент старого дома можно несколькими способами. Проекты усиления подземных конструкций подразумевают:

  • восстановление несущей способности;
  • увеличение несущей способности;
  • разгружение ленточного, столбчатого, плитного или свайного фундамента;
  • специальные методы укрепления подземных участков сооружений.

Каждый из вариантов имеет специфические особенности и свою технологию усиления фундаментов, используемую в том или ином случае. Нередко требуется выполнить лишь упрочнение слабого основания без реконструкции самой подземной части, но подобные вопросы решаются иначе и относятся к отдельной теме, которая в данной статье рассматриваться не будет.

Восстановление несущей способности

Технические характеристики фундамента приводят в соответствие с требованиями путем:

  • защиты поверхностей от выветривания;
  • исключения замачивания;
  • исправления геометрических форм с результативным изменением прочности;
  • частичной перекладки фундамента или его замены.

Выветривание представляет собой физико-механический или химический процесс ослабления структуры внешних слоев материала. Данное разрушение является типичным для кирпичного или каменного фундамента, при кладке которого использовался раствор с малыми показателями по прочности, а также стойкости к действию воды и агрессивной среды. Укрепление фундамента происходит за счет оштукатуривания поврежденной поверхности своими руками или в результате торкретирования, подразумевающего нанесение растворной массы под давлением с помощью цемент-пушки.

Данный вариант является наиболее простым для тех, кто решился на усиление стенок незаглубленных фундаментов своими руками. Но он возможен лишь в случае отсутствия в теле кладки существенных заглублений и сквозных трещин.

При неудовлетворительном состоянии фундамента проекты его усиления предусматривают цементизацию, силикатизацию или смолизацию конструкции. Работы включают в себя:

  • предварительное бурение скважин в теле фундамента в указанных специалистами местах, после проведенного обследования;
  • нагнетание в образованные полости жидкого раствора.

Бурение выполняют при помощи перфораторов или электродрелей со стороны отмостки и пола первого этажа, либо подвала. После этого в скважины устанавливают трубки, через которые под давлением заливают требуемые по технологии растворы, используя инъекторы. До начала основного этапа работ, предусматривающих усиление фундамента, выполняют пробные испытания на опытных участках с проверкой результатов. Они позволяют скорректировать процесс и определить необходимость выполнения дополнительных мероприятий.

Цементный раствор в кладке кирпичного и бутобетонного фундамента часто разрушается под действием агрессивной среды, результатом чего становится снижение прочности подземных участков, а в итоге – появление осадок наземной части строения. Слабым местом железобетонных фундаментов может стать коррозия арматуры, прогрессирующая в условиях наличия блуждающих токов. Она исключает равномерную передачу нагрузок на грунт из-за невозможности работы подземной конструкции на изгиб, что также приводит к развитию существенных осадок.

Укрепление фундамента кирпичного или деревянного строения в случае наличия трещин, проходящих сквозь толщу подземной кладки, производится способом тщательного ее цементирования или взятия в железобетонную обойму. Подобные работы не следует выполнять своими руками, так как малейшее несоблюдение технологии работ не только не поможет исправить ситуацию, а наоборот – усугубит ее.

Значительное разрушение фундаментной кладки требует последовательного замещения фундамента с его усилением вновь возведенными участками. В этом случае производится одновременная заделка оставшихся небольших трещин и дальнейшая пропитка поверхности защитными покрытиями.

В запущенных случаях проекты усиления кирпичного или бетонного фундамента могут предусматривать при замене участков использование разгружающих металлических балок, лап, мощных струбцин и домкратов.

При устройстве защиты фундаментов от замачивания агрессивными водами требуется выполнение качественной многослойной гидроизоляции. Ее разновидность и вариант нанесения выбирается, исходя из конкретных условий. В одних случаях поверхности обмазываются или оклеиваются с внешней стороны, а в других – с внутренней.

Увеличение несущей способности

Нередко реконструкция сооружений или переоснащение производства требует принятия мер по усилению фундамента не из-за его старения, а из-за существенного увеличения несущих нагрузок. К примеру, на небольшом частном участке удвоить, а то и утроить жилплощадь можно, лишь пристроив верхние этажи. А у владельцев крупных строений нередко возникает вопрос о переустройстве корпусов путем установки внутренних перегородок и перекрытий.

В любом случае необходимо будет провести экспертизу фундамента, причем не своими руками с учетом поверхностных знаний, а с привлечением профессионалов, имеющих оборудование и способных грамотно оценить обстановку, произвести расчеты и предложить наилучший вариант увеличения несущей способности подземной конструкции. Сегодня существует достаточно много способов усиления, в результате которых фундамент приобретает бóльшую прочность:

  • уширение подошвы;
  • выполнение обойм, в том числе напряженных;
  • заглубление;
  • устройство наращиваний, рубашек, обойм;
  • установка специальных рам, связей или раскосов;
  • переустройство одного типа фундамента в другой;
  • использованиие анкеров, тяжей;
  • монтаж шпунтовых стенок и многое другое.

Усиление фундаментов в результате одностороннего или двустороннего уширения опорной части подошвы предполагает передачу несущих нагрузок на бóльшую площадь грунтового основания. Обоймы из металла или монолитного железобетона выполняют с одной, либо двух сторон фундаментных стенок, располагая их в траншеях снаружи здания или со стороны подвала. В зависимости от требуемых результатов, жб обоймы в разрезе могут иметь либо прямоугольное, либо расширенное книзу сечение. Со старыми конструкциями их объединяют при помощи стяжек, вставленных в предварительно просверленные или же пробитые в фундаменте сквозные отверстия. Для лучшей связки используют анкерные стержни.

При усилении ленточного каменного фундамента может использоваться обойма из фибробетона. Для жесткого сцепления подземной конструкции с «одежкой», в теле фундамента высверливают неглубокие наклонные отверстия, куда вставляют арматурные анкеры, фиксируемые на эпоксидном клее, либо на цементном растворе.

Несущую способность фундамента путем его заглубления увеличивают достаточно редко. Своими руками подобные работы производить не допускается из-за опасности разрушения дома в связи с необходимостью организации подкопов.

Еще один способ усиления фундаментов относится к устройству железобетонных рубашек, окружающих столбчатые конструкции со всех сторон. Она представляет собой единый монолит с пространственным каркасом, обеспечивающим общую работу нового участка со старым фундаментом. Нередко бетонирование выполняют вместе с устройством обоймы для вышерасположенной колонны.

Усиление фундамента наращиванием производят путем увеличения его подошвы. Расчетами определяются размеры и количество сторон размещения новых железобетонных участков подземной конструкции. Через тело старого фундамента пропускают металлические трубы или арматурные стержни, которые обвязывают пространственным каркасом, а участки усиления фундаментов бетонируют.

Как укрепить фундамент в случае ощутимых неравномерных просадок, либо при возникновении необходимости перенаправления внушительных нагрузок в другую часть строения? Некоторые специалисты советуют решить вопрос путем преобразования столбчатого в ленточный фундамент, а также ленточного в плитный. Первый вариант предусматривает монтаж между отдельно расположенными конструкциями соединительной стенки, арматурные стержни которой приваривают к заранее оголенным штырям старого фундамента. Во втором случае укрепление фундамента представляет собой подвод плиты под ленту и объединение конструкций с помощью обоймы и рабочей арматуры.

Разгружение фундаментов

Снизить нагрузку на подземные конструкции помогает два вида свай:

  • выносные, размещенные вне фундаментной подошвы;
  • подведенные, устраиваемые непосредственно под бетонной подушкой или в теле фундамента.

Сваи, в зависимости от условий строительной площадки, уровня грунтовых вод и специфики подземной части строения, могут вдавливаться, ввинчиваться, буриться или вбиваться, располагаться вертикально или наклонно, по периметру или кустами, с одной или двух сторон, соединяясь ростверками или плитами. Усиление фундаментов, в этом случае, происходит за счет опирания свай на более прочные слои грунта.

Устанавливают сваи, как правило, из шурфов, но корневидные столбы бурят непосредственно с поверхности земли, уровня пола подвала или первого этажа.

Укрепление свай

Видимую часть фундаментных стволовс высоким ростверком усиливают несколько заглубленными в грунт обоймами. Но как укрепить фундамент из свай, находящихся в земле? В данном случае используется способ обуривания, предполагающий устройство скважин небольшого диаметра вблизи стенок деревянного или бетонного ствола. Они заполняются цементным раствором, после отверждения которого прочность грунта в значительной степени повышается.

Также сваи могут быть усилены непосредственно под остриями с помощью:

  • цементизации;
  • смолизации;
  • силикатизации.

Вывод

Все варианты усиления фундаментов описать невозможно. Каждый конкретный проект разрабатывается с учетом индивидуальных условий, обследований и расчетов. Владельцу частного дома следует помнить о том, что выполнение укрепления подземных конструкций своими руками без предварительных экспертиз и соответствующих заключений не допустимо.

Фундамент является слишком важной частью любого строения – деревянного, из кирпича или бетона, поэтому и относиться к работам по устранению дефектов необходимо со всей серьезностью. Чтобы избежать серьезных неприятностей, в данном вопросе стоит обратиться за помощью к профессионалам. А самостоятельно подправить фундамент можно лишь у перекосившейся легкой постройки!

(PDF) Проектирование фундаментов, армированных колоннами

Проектирование армированных грунтов колоннами

Мунир Буассида,

Университет Туниса Эль-Манар, Группа инженерно-геологических исследований.

Национальная инженерная школа Туниса, Тунис, Тунис

РЕЗЮМЕ

Проектирование фундаментов на укрепленном грунте с помощью колонн обычно включает две проверки: во-первых, несущую способность

и, во-вторых, расчетную осадку. В этой статье подробно описывается комплексная методология определения оптимизированного коэффициента

улучшенной площади, чтобы избежать завышенных количеств столбцов материала.Основа предлагаемой методики

состоит в оценке, во-первых, минимального коэффициента площади улучшения (IAR), соответствующего допустимой несущей способности армированного грунта

; тогда максимальный IAR выводится из проверки допустимого урегулирования. Проанализирован проект резервуара

, чтобы показать, что использование новой методологии проектирования, которая была включена в недавно разработанное программное обеспечение для

расчет армированного грунта колоннами, позволяет избежать завышенного армирования.

РЕЗЮМЕ

Le Dimensnement d’une fondation sur sol renforcé par colnes inclut, en premier replace, la vérification de la capacity

portante, et, en second replace, la vérification du tassement. Этот вклад представляет собой новый метод

, определение оптимальных постоянных условий для оценки количества составляющих

колонн. Une valeur minimale du taux d’incorporation is идентифицируется как допущенный к проверке портовой емкости

; Допускается suivie de l’estimation d’une valeur maximale du taux d’incorporation découlant de la vérification du

tassement.Проект резервуара раскрывается для наблюдения за созданием нового творчества

Методология измерения, действующая в соответствии с логическим каналом усиления.

1 ВВЕДЕНИЕ

Хорошо известно, что усиление слабых грунтов колоннами

направлено на увеличение несущей способности, уменьшение осадки на

, ускорение консолидации

мягких грунтов за счет осушенного столба материала и

предотвращение риска разжижения, особенно

насыщенных рыхлых песков.Стоимость схем

фундамента из армированного грунта (RS) с использованием каменных колонн,

уплотняющих свай или метода глубокого перемешивания, по существу, составляет

, контролируемых объемной долей заделанного материала

, как относящейся к коэффициенту площади улучшения (IAR). Коэффициент площади улучшения

(IAR) определяется как общее поперечное сечение колонн

, деленное на площадь нагруженного фундамента

.

Слабые грунты часто имеют очень низкие характеристики прочности и жесткости.

.В эту категорию грунтов в основном входят

высокосжимаемых грунтов с недренированной прочностью на сдвиг менее

более 30 кПа, модулем Юнга менее 2 МПа и

рыхлых песков с углом трения менее 30 ° (т.е. SPT <

10) .

В зависимости от принятой техники армирования колонн

IAR колеблется от:

— от 0,15 до 0,35 для каменных колонн; Прочность материала колонны

в основном характеризуется большим углом трения

(т.е.е. больше 40 °).

— от 0,2 до 0,7 для глубокого перемешивания; Прочность материала колонны

в основном характеризуется повышенной когезией

(в двадцать раз и более, чем у исходного грунта).

— от 0,05 до 0,15 для виброуплотнения, с добавлением материала

или без него; Прочность материала колонны составляет

, характеризуется умеренным сцеплением и повышенным углом трения

.

Проектирование фундаментов на усиленном грунте колоннами

обычно включает проверки, во-первых, несущей способности

и, во-вторых, осадки.Конструкция

также может включать ускорение консолидации, когда колонны

ведут себя как вертикальные стоки, и потенциал разжижения в случае

рыхлых насыщенных песков.

Существующие методы часто нацелены на однократную проверку

несущей способности или осадки путем принятия модели ячейки

. Кроме того, существующие методы были сформулированы для

уникального типа техники установки колонн, то есть каменных

колонн (Priebe, 1995), (французский стандарт, 2005) или глубокого перемешивания

(Broms, 2000) и т. Д.

В этих материалах IAR рассматривался только как

данных, поэтому оптимизация количества материала колонки

не обсуждалась. Обратите внимание, что IAR не учитывается французским стандартом

для оценки несущей способности RS

по модели изолированной колонны.

Кроме того, независимо от способа установки колонны или

моделирования RS, ни один из предыдущих методов проектирования

не учитывал как несущую способность, так и проверки осадки

.

Чтобы предложить комплексную процедуру проектирования

, в этом документе представлена ​​новая методология, которая включает в себя проверки несущей способности

и осадки

. Более того, предлагаемая методология

учитывает результаты недавних исследований, которые были получены в рамках четко сформулированных рамок

.

Эта методология проектирования подробно описана для усиленных грунтов

концевыми несущими и плавающими колоннами.Составляющие

армированного грунта, то есть исходный грунт также

, называемый слабым грунтом и армирующими колоннами, идентично

моделируется как трехмерная среда. Армирующие колонны

расположены в произвольном порядке под

Укрепление кольцевых соединений железобетонных колонн с фундаментом с помощью стержней из стеклопластика / SMA и оберток из углепластика

https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.05.063 Получить права и содержание

Abstract

В этом исследовании предлагается новый метод усиления кольцевой железобетонной колонны (RC) к соединениям фундамента с помощью армированного стекловолокном полимера (GFRP) и стержней из сплава с памятью формы (SMA) и армированного углеродным волокном полимера (CFRP). обертывания.Были отлиты и испытаны шесть образцов круглых железобетонных соединений колонна-фундамент. Один образец использовали в качестве контроля; т.е. без усиления. Два образца были усилены продольными стержнями из стеклопластика разных размеров. Четвертый образец был усилен комбинацией продольных стержней из стеклопластика и обертки из углепластика. Два других образца были усилены продольными стержнями из сплава SMA; один с, а другой без обертки из углепластика. Верхняя часть колонны этих образцов находилась под постоянной осевой сжимающей нагрузкой и циклическими боковыми смещениями одновременно.Посредством ряда лабораторных испытаний были изучены параметры боковой нагрузки, способности рассеивания энергии, остаточного смещения, начальной жесткости и коэффициента пластичности образцов. Результаты испытаний показали, что эти параметры были значительно улучшены в образцах, усиленных стержнями из стеклопластика, по сравнению с контрольным образцом. Усиливающие стержни SMA смогли снизить остаточную деформацию соединений. Кроме того, комбинация стержней из SMA и оберток из углепластика увеличила параметр коэффициента пластичности.В аналитической части исследования была принята подпрограмма для моделирования материалов SMA. Эта подпрограмма была связана с программным обеспечением ABAQUS для анализа. Аналитические результаты показали хорошую корреляцию с экспериментальными результатами.

Ключевые слова

GFRP

SMA

Усиление

Остаточное смещение

Соединение колонны с фундаментом

Железобетон

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые артикулы

Цитированные статьи

заливка бетонных столбов свайного фундамента

Для небольших построек с насыпной плотностью около 1000 кг / м 3 одно из лучших решений — фундамент из столбов, расположенных в земле на определенной глубине. Рассказывая о том, как построить столбчатый фундамент своими руками, пошаговая инструкция вполне подойдет даже человеку, имеющему элементарные строительные навыки.

Для этого необходимо тщательно и правильно подобрать материалы, просчитать и во всех деталях ознакомиться с технологией строительства.

Если ориентироваться на отзывы застройщиков, то преимущества столбчатого фундамента следующие:

  • большой выбор видов материалов, позволяющих правильно распределить нагрузку;
  • доступная стоимость и небольшой расход материалов;
  • малый объем строительства;

Для тяжелых зданий и с высоким уровнем грунтовых вод столбчатый фундамент не подходит.

Как рассчитать фундамент

При проектировании дома своими руками всегда известно, из каких материалов он будет построен.

1. Определение нагрузок на дом. Вес всех частей постройки определить несложно. К ним добавляются сезонные нагрузки и вес предметов внутри. Также учитывается влияние ростверка, обычно из железобетона с насыпной плотностью 2400 кг / м3.

2. Оценка характера грунта. Колонный фундамент дома своими руками обычно возводят без лабораторных исследований состава и свойств грунта.Основным показателем является его стойкость, которая определяется по таблицам и находится в пределах 1-6 кг / см2. Его величина зависит от состава и пористости грунта.

3. Количество опор. Несущая способность столбов зависит от площади опорной поверхности. Обычно используются буронабивные сваи. Желательно, чтобы у них внизу был удлинитель (башмак). Важно учитывать состав бетонной смеси и арматуры.Размер шага между опорами зависит от расчета и не превышает 2,5 м. Они должны присутствовать на всех углах, в местах стыка стен, под балками и в местах сосредоточенных нагрузок.

Материал фундамента

Вы можете выбрать множество вариантов, как построить столбчатый фундамент своими руками. Материалы могут быть самые разные, но они должны быть качественными. Это:

  • дерево — для световых домиков, бань, саун;
  • красный кирпич — для домов средней тяжести;
  • — для зданий с утяжелителями;
  • железобетон — для тяжелых зданий.

Фундамент столбчатый с ростверком. Пошаговая инструкция по строительству

Строительство дома не так уж и сложно, когда вся работа разделена на отдельные и взаимосвязанные этапы, плавно переходящие друг в друга. Если вы строите столбчатый фундамент своими руками, пошаговая инструкция должна включать все этапы работы:

1. Подготовка … Строительная площадка очищается и удаляется слой чернозема под основанием.Если под ним находится грунт, содержащий глину, необходимо засыпать слой песка гравием.

Площадка выровнена по горизонтали с помощью уровня. Обеспечивает удобный подъезд для автомобилей с материалами и бетоносмесителей.

2. План дома. Сначала отмечают контуры конструкции и места для столбов, которые располагаются строго по осям. Углы фундамента дома должны быть прямыми. Проверяется правильность планировки по осевым линиям, а также нижняя отметка траншеи на соответствие проекту.

3. Копка ям под столб. Фундамент бывает неглубокий (70-100 см) и стандартный (от 100 см). Первый вариант лучше подходит для каменистого и песчаного грунта. В глинистом и влажном месте столбы необходимо заглублять на большую глубину. Копать ямы не обязательно: по возможности вбиваются столбы или ввинчиваются винтовые сваи. Самый распространенный и дешевый способ — пробурить скважины и залить их бетоном.

4. Бетонирование. На дно котлована укладывается подушка из смеси песка и гравия.Столбы бетонируются прямо в землю, когда она не осыпается. Во всех остальных случаях опалубка устанавливается из следующих материалов:

Доски шириной не более 155 мм, строганные со стороны бетона.

Щиты металлические готовые.

Асбестоцемент или металл. Многочисленные отзывы говорят о пользе использования труб, особенно на склонных к сдвигу и рыхлых грунтах.

Рубероид, рулонный и армированный проволокой или снаружи.

Рулонная гидроизоляция выложена внизу с нахлестом на стены, чтобы раствор не вытек через щели опалубки.

5. Монтаж арматуры. Столбы продольно усилены стальными стержнями. Их устанавливают вертикально в яме и связывают хомутами. Часть арматуры должна выступать над фундаментом на 15-30 см для дальнейшего соединения с ростверком.

6. Установка столбов. Если опоры изготовлены из бетона, его подают послойно с уплотнением с помощью вибратора. Внутри не должно быть полостей для увеличения прочности.Бетон не должен быть слишком тонким или слишком толстым, чтобы в дальнейшем обеспечить необходимую прочность и предотвратить образование трещин. До набора необходимой прочности его накрывают пленкой и смачивают.

Когда кладут столбчатый фундамент из кирпича своими руками, его крепят на цементном растворе.

Отклонение от горизонтали допускается не более 15 мм. Исправить перекосы в будущем будет сложно. При укладке не должно оставаться зазоров.

После затвердевания опоры покрывают мастикой или битумом для гидроизоляции. Покрытия наносятся в 2 слоя с прокладкой между ними и снаружи полосами рубероида.

Ошибки фундамента

Застройщики, строящие дома самостоятельно, не должны допускать ошибок с фундаментом, которые сильно влияют на долговечность зданий. В большинстве случаев ошибки следующие:

  1. Неравномерное проседание конструкции из-за недостаточной глубины опор или разной их глубины.
  2. Неравномерное распределение нагрузки на стойки.
  3. Применение для строительства из некачественных материалов.
  4. Состав и характеристики почвы не оценивались.

Чтобы правильно возвести столбчатый фундамент своими руками, при строительстве необходимо полностью соблюдать пошаговую инструкцию.

Изготовление ростверка

Для выравнивания нагрузки на столбы и предотвращения бокового смещения дома инструкция по созданию столбчатого фундамента предусматривает привязку опор в общую монолитную конструкцию с помощью ростверка — горизонтальных балок крепления.Оборудован на высоте от уровня земли.

Для строительства используются деревянные, металлические профили или железобетон. Особое внимание уделяется месту крепления ростверка к столбам, поскольку от его надежности зависит устойчивость всего здания.

Для устройства железобетонного основания по периметру сооружения и в местах расположения несущих стен крепится деревянная опалубка. Внутри устанавливается каркас из арматуры, его прочно привязывают к выступающим стержням столбов, после чего укладывают бетонную смесь.Поверхность ростверка выравнивается и покрывается пленкой от просыхания.

Когда бетон наберет прочность, сверху устраивают гидроизоляцию и приступают к устройству перекрытий и взведению стен.

Полная инструкция по устройству столбчатого фундамента включает также операции по устройству гидроизоляции и заполнения.

Гидроизоляция ростверка

Гидроизоляция выполняется поверх ростверка. Его обустраивают по-разному, из которых наиболее распространены следующие:

  1. Сверху укладывают битум и укладывают рубероид с вкраплениями.
  2. На ростверк в смеси с песком 1: 2 укладывается цементный раствор. Затем укладывается рубероид.

Подборщик

Подпольное пространство защищено от атмосферных воздействий за счет устройства подборщика — ограждения между опорами. Он сделан из любого камня. Снизу выкладывается бетонная стяжка, которая служит основанием. Для этого сначала сделайте траншею и засыпьте дно песком. Для стяжки устанавливают опалубку из досок и арматурный каркас.Соединение пикапа с опорами не делается во избежание появления в нем трещин при оседании дома.

Подвал стараются сделать повыше, чтобы постройка выглядела привлекательно. Он соответствует высоте опор.

Колонно-ленточный фундамент

Основание столбов в сочетании с монолитным бетонным каркасом сочетает в себе все преимущества обоих. При возведении столбчато-ленточного фундамента пошаговая инструкция выполняется так же, как и при строительстве с ростверком.Опоры глубоко проникают вглубь, создавая надежную защиту от сезонных подвижек грунта.

Жестко соединены ленточным неглубоким основанием, проходящим под несущими стенами здания. Вся конструкция одновременно заливается бетоном, в результате чего она становится монолитной и прочной. При самостоятельном приготовлении раствора бетон укладывается слоями. Использование вибраторов обязательно для максимального удаления пузырьков воздуха из массы.

Заключение

В частном домостроении широко используются различные варианты столбчатого фундамента. Его отличает высокая надежность, быстрое строительство и минимальный расход стройматериалов.

Обладая базовыми навыками, многие застройщики могут построить столбчатый фундамент своими руками. Пошаговая инструкция поможет избежать ошибок и сделать фундамент надежным.

Возведение фундамента на столбах актуально для домов с легкой конструкцией стен.Колонный фундамент для дома выполняется, если в качестве основного материала использовались дерево, кирпич или каркасные изделия. Цоколь тоже можно залить под кирпич, но в этом случае делают глубокие углубления. Колонный монолитный фундамент, по сравнению с ленточным, отличается недорогой стоимостью работ, увеличивает несущую способность здания на заболоченных, торфяных, песчаных почвах, переувлажненных или сильно промерзших почвах.

Отличия цоколя на столбах

Описание фундамента согласно СНиПу 3.02.01-87, ГОСТ 20522-75 и СНиПу 2.02.01-83 сообщает о следующих конструктивных характеристиках:

  • для изделия используются столбики, заглубленные на 1,5 м в грунт (в среднем 0,5 — 0,7 м). Верх изделий выступает на 0,2 — 0,5 м;
  • фундамент на столбы выполняется строго в зонах углов конструкции, на пересечении стен и межкомнатных перегородок;
  • здание с большой нагрузкой требует усиления дополнительными опорами 3 — 3.Длиной 5 м;
  • расстояние между столбами варьируется от 1,5 до 3 м и зависит от массы, этажности дома и типа грунта;
  • обязательно организуется ростверк — он выполняет функцию распределения нагрузки. В деревянных конструкциях используются балки или бревна с обвязкой. Кирпичные постройки предусматривают ростверки из металлических балок, балок и монолитного арматурного каркаса.

Возведение легкого столбчатого фундамента по проекту осуществляется с учетом региональных климатических условий, режима эксплуатации сооружения.

Основные типы фундаментов на опорах

Устройство столбчатого фундамента оправдано для загородных домов, дачных каркасных коттеджей, бань, беседок, хозяйственных построек. При выборе материала опор специалисты ориентируются на общую массу конструкции. Жилой или хозяйственный блок из тяжелых материалов с легким фундаментом имеет риски деформации — проседания или искривления стен.

Современная классификация плинтусов для столбов предусматривает аналогичную технологию исполнения.Отличия заключаются в типе материала, с которым выполняются работы.

Монолиты железобетонные

Монолитные бетонные конструкции долговечны и надежны, подходят для строительства жилых домов. Подложки характеризуют плотность, подходят для работы на стационарных грунтах. Строительные нормы и правила позволяют такому столбчатому фундаменту укреплять деревянные дома, рассчитанные на 1-2 этажа.

Цоколь кирпичный

Фундаменты из кирпичных колонн широко распространены благодаря своей прочности и устойчивости.Прочная конструкция получается за счет использования качественного обожженного материала. Обустройства жилого двухэтажного дома можно проводить на плотных грунтах, соблюдая сечение опоры 40х40 см.

Блочные конструкции

Столбы для фундаментов из бутового, бутового бетона, асбестовых труб или винтовых свай по прочности и способности выдерживать большие нагрузки сопоставимы с кирпичными. Конструкции различаются в зависимости от используемого материала:

  • не работают с бутовым камнем в холмистой местности или на пластичных грунтах — здания теряют устойчивость и могут обрушиться;
  • щебеночно-бетонных составов укладывают упорядоченно или засыпают бетонное тесто в каркас из щебня;
  • Для деревянных домов подбираются асбестовые трубы
  • диаметром 15 см, для массивных конструкций диаметр увеличивается от 25 до 40 см.Также труба используется как опалубка для крепления армированных свай;
  • Металлические сваи
  • вворачиваются непосредственно в грунт. Техника увеличивает устойчивость постройки на плотных или пластичных грунтах.

В зависимости от типа грунта и конструкции здания подбираются столбы — фундамент должен обладать устойчивостью и надежностью даже в интенсивных условиях эксплуатации.

Технические параметры строительных материалов

При возведении фундамента столбчатого типа необходимо тщательно выбирать материалы — так определяется качество конструкции и продолжительность монтажных работ.Современный рынок предлагает разработчикам следующие виды продукции:

  • трубы асбестоцементные. Элементы легко и недорого транспортировать, но при недорогой стоимости материалов есть ощутимые затраты на сверление отверстий.
  • кирпич. Блоки отличаются высокой ценой, длительным сроком службы и хорошей ремонтопригодностью. При устройстве основания на почвах, склонных к набуханию, есть риски деформации.
  • дерево. Недорогой материал с минимальной износостойкостью.Опоры могут быть повреждены насекомыми, загнивают, если не провести предварительную подготовку — обработку антисептическими, гидроизоляционными и антисептическими составами.
  • железобетон. Отличается прочностью, прочностью, оптимальной ценой. Отсутствие материала — трудоемкие монтажные операции.

Изучив особенности материалов, собственники частной собственности могут выбрать оптимальный вариант.

Глубина фундамента — особенности классификации

По углублению котлована под фундамент конструкции подразделяют на мелкие и заглубленные.Критерии выбора основаны на типологии строительного грунта:

  • мелкозаглубленные варианты устраиваются на песчаниках, породах с глубоким расположением грунтовых вод, которые не смещаются под действием погодных факторов. Опорные элементы заглубляют на расстоянии 65-70 см;
  • заглубленных фундаментов расположены в грунте на 1,5 — 2 м. Конструкции оправданы в регионах с промерзанием земель до 50 см и неустойчивыми подвижными грунтами.

Стандартное расстояние между опорными столбами для фундамента составляет 100-200 см.

Как рассчитать конструкцию фундаментального столбчатого каркаса?

Возведение столбчатого фундамента своими руками начинается с его расчета. Для расчета своего проекта вы можете использовать бесплатные онлайн-программы. Вам потребуются следующие исходные данные:

  • глубина опоры;
  • участок, на котором расположено строение;
  • примерная масса здания с учетом отделки, коммуникаций и меблировки;
  • общая масса фундамента;
  • сезонных факторов — ветровые и снеговые нагрузки;
  • тип грунта, зона промерзания, расположение ГВЛ.

Проведя несложные операции, вы разберетесь, как изготовить основание, и приобретете столбы нужного сечения и несущей способности.

Технология устройства подвала с ростверком

Для заливки столбчатого фундамента ростверкового типа необходимо рассчитать проект. Снеговая нагрузка 100 кг / м2, внутреннее заполнение еще 100 кг / м2, несущая способность грунта 0,5 — 0,6 кг / м2. В работе вам понадобится пошаговое руководство от профессионалов, которое приведено ниже.

Рытье траншей

Для жилищного строительства оправдано просверливание ям диаметром 15-20 см, что делается садовой дрелью. Дальнейшая деятельность включает:

  1. Армирование ям мелкоячеистой сеткой.
  2. Засыпка траншей смесью бетона и песка М200.
  3. Фиксация в центре паза арматурных стержней с выступом 10 см.

Чтобы жидкий цементный состав не впитался в почву, укладывают гидроизоляцию из рубероида или полиэтилена.

Установка опор

Оптимальный материал для столбов — отрез асбоцементной трубы диаметром 10 см. На деталь устанавливаются стяжные штифты диаметром 12 мм. Конструкция устанавливается на строительный «башмак», заливается пескобетоном и утрамбовывается. Сверху для прочности прикреплен небольшой арматурный стержень.
Просверливание
Работы проводят после схватывания бетона — через 5-6 дней. Последовательность событий выглядит так:

  1. Бур выполняет отверстия диаметром 30 см с углублением ниже уровня промерзания почвы.
  2. В проем вставляется столб, рассчитанный на нагрузку 11 тонн.
  3. Яма засыпана выкопанной землей.

Почвенную смесь необходимо утрамбовать.

Формирование ростверка

Материал ростверка — бетон, дерево или металл. Элемент ставится выступом на 10 см над землей. Конструкция выдерживает нагрузку небольших построек из бруса, бревна или каркасных изделий.

Классический столбчатый фундамент

Алгоритм того, как правильно сделать столбчатый фундамент своими руками, подходит для всех опорных материалов — камня, кирпича, железобетона.Работы проходят в строгой последовательности, определяющей надежность и прочность конструкции.

Подготовительные задания

Перед бетонированием опорных элементов нужно расчистить участок, снять верхний дерновый слой почвы на высоту 30 см. При наличии глинистых грунтов субстрат делается на основе щебня или песка. Препарат гарантирует ровную поверхность, на которой удобно наносить разметку. Перенос плана основания на поверхность осуществляется при помощи колышков, веревки и песка.

Устройство котлованов

При подготовке котлованов действует одно правило — строгое осевое расположение. Траншеи выкапываются вручную; для масштабных задач аренда экскаватора оправдана. При удалении почвы руководствуйтесь следующими требованиями:

  • стенки ям с углублением на 1 м не усилены;
  • увеличение глубины предусматривает формирование откосов, установку балок с распорками.
  • фактическая глубина котлована сделана на 30 см больше расчетной.

Ширина отверстия подбирается с учетом наличия опалубки и распорок.

Монтаж каркаса опалубки

Опалубка столбчатого фундамента изготовлена ​​из оцилиндрованного бруса толщиной 4 см и шириной 1,5 см. Допускается установка ДСП, металлических листов или фанеры с влагостойким покрытием. Опалубка для столбового фундамента устанавливается по бетонной линии.

Арматурное исполнение

Для усиления опоры фундамента используются стержни класса А3 диаметром от 12 до 14 мм.Установите перемычки по длине, соблюдая горизонтальное направление и шаг 20 см. В качестве альтернативного материала используются штифты диаметром 6 мм.

Технология розлива

Заливочные работы заключаются в заливке бетонного теста в трубы. Смесь укладывается слоями высотой 20-30 см и утрамбовывается вибропрессом. Благодаря использованию ручного инструмента состав становится однородным — из него выходит воздух.

Меры по гидроизоляции

Для защиты от влаги применяется подход, аналогичный тому, которым гидроизоляция ленточного фундамента выполняется, своими руками делается холодная или горячая мастика, приклеиваются мембраны, рубероид.

Выполнение ростверка

С помощью ростверка обеспечивается жесткость и устойчивость конструкции. Самый простой вариант для жилищного строительства — сделать пояс из сборного железобетона. Задания выполняются поэтапно:

  1. Перемычки привариваются друг к другу путем нарезания усиливающих штифтов на монтажные петли.
  2. Установлена ​​опалубка, закреплен арматурный каркас и залит тестом из цемента марки М200.
  3. После того, как бетон набрал прочность, проводятся гидроизоляционные работы, пазухи борозд засыпаются грунтом и фиксируются перекрытия.
  4. Для защиты подвала формируют кирпич (стену).
  5. В заполнении выполнены коммуникационные отверстия.

Внутренний декор здания выполнен из фальшпанелей или сайдинга. Для возведения ростверка устраивают подушку на основе песка или щебня толщиной 10-15 см. Конструкция оправдана на пучинистых почвах для понижения уровня грунтовых вод и подъема почвы при понижении температуры.

Фундаменты мелкого заложения

Столбчатый незаглубленный фундамент несложно сделать своими руками — в пошаговой инструкции представлен подробный этап работ.

Строительная техника

Непогруженное основание на столбах или блоках выполняется в строгой технологической последовательности:

  1. Участок размечен — очищен от мусора, удален дренажный слой, укрыта подушка и сформирована гидроизоляция.
  2. Определены точки размещения опор — бетонные блоки с параметрами 20х20х40 см.
  3. Выкапываются небольшие траншеи с обязательным устройством песчаного субстрата.
  4. Монтируются опорные элементы
  5. — на одну колонну потребуется 4 блока заданных размеров. Их раскладывают в два ряда, соблюдая расстояние в виде шахматной доски между опорными столбами будущего фундамента.
  6. Заливается столб-фундамент — швы обрабатываются густым раствором на цементной основе.
  7. Стыки необходимо защитить от влаги битумной мастикой, рубероидом или стеклянной изоляцией.

Конструкция устанавливается на грунтах непористого типа или грунтах со слабым набуханием и оправдана для легких построек (деревянных домов, бань, хозяйственных построек, хозяйственных построек или летних кухонь).Работы на скальных образованиях целесообразны при возведении бревенчатых или бревенчатых домов. С уменьшенным пучением основание выполнено на песчаной подушке.

Как сделать неглубокий фундамент?

Для каркасных конструкций оправдана установка неглубокого столбчатого универсального фундамента. В качестве опалубки используются пластиковые, асбестовые трубы, а железобетонный столб принимает на себя всю нагрузку легкой кухни, бани, дома или беседки.

Выбор диаметра трубы

Параметры участков труб определяются нагрузкой здания:

  • световые конструкции предусматривают диаметр элементов 10 см.Им потребуется около 0,1 кубометра бетонного теста;
  • Для
  • срубов требуются изделия диаметром 25-30 см. В первом случае будет достаточно 0,5 м3 бетона, а во втором — 1 м3 смеси.

Приведенные выше параметры относятся к бетонному основанию фундамента.

Схема событий

Столбчатый прочный фундамент можно сделать своими руками, ведь пошаговая подробная инструкция включает пошаговую работу:

  1. Строительная площадка готовится.Необходимо убрать мусор, посторонние предметы, убрать дерновый слой и разровнять почву.
  2. Территория размечается. При помощи колышка, веревки отметьте конфигурацию постройки — стены, углы, перегородки.
  3. С помощью ручной дрели проделываются траншеи на глубину 20 см. Для подушки глубина увеличивается.
  4. Строится бетонная подушка. На дно котлована насыпается щебень, а по внешнему контуру будущей постройки устанавливается опалубка под бетонный фундамент.Последующие действия — сформировать армирующий каркас. К арматурным стержням привариваются горизонтальные элементы.
  5. Поверх арматуры заливается бетонная смесь слоями и протыкается арматурным стержнем.
  6. После застывания состава на специальном оборудовании проделываются отверстия.
  7. Трубы установлены, выступающие на 10 см, выровнены и закреплены деревянными балками. Близкий уровень грунтовых вод позволяет проводить гидроизоляционные работы.
  8. Основание трубы залито 0.5 м со смесью бетона и щебня. На 1 часть цемента М500 понадобится 2 части песка и 2 части щебня.
  9. После нанесения бетонного теста трубы поднимают на 20 см, закрепляют и оставляют на 21 день до полного затвердевания материала.
  10. Наружная поверхность опор гидроизоляция рубероидом, котлован засыпается песком, поочередно просыпая и утрамбовывая его.

При работе с трубами желательно поместить внутрь арматурный стержень и залить в трубу бетон.Дальнейшие мероприятия проводят только после застывания состава.

Преимущества строительства фундамента на опорах

К преимуществам, отличающим установку прочного столбчатого надежного фундамента, можно отнести следующие параметры:

  • надежность — срок службы жилого дома увеличен до 100 лет;
  • универсальность — конструкции используются на пучинистых, глинистых или плотных грунтах;
  • экономичность — работа отличается невысокой стоимостью, и, по сравнению с ленточной или монолитной конструкцией, девелопер экономит в 2 раза больше денег;
  • отсутствие масштабных подготовительных работ, минимальные затраты на гидроизоляцию;
  • скорость выполнения монтажных работ — строительство можно вести самостоятельно;
  • быстрые сроки строительства дома, дачи или хоз.

Конструкции исключают устройство погреба, но идеально подходят для легких построек. С целью организации подполья оправдывается ленточный фундамент своими руками.
Возведение самостоятельного фундамента на столбчатых опорах предусматривает правильный выбор глубины, которая зависит от расстояния промерзания грунта. Опытные специалисты рекомендуют произвести расчет конструкции, чтобы исключить ее деформацию и растрескивание.

В зависимости от того, какой грунт находится на строительной площадке, нужно правильно выбрать тип конструкции фундамента.Если грунт мягкий, подвижный, с затоплением или с высоким уровнем грунтовых вод, то без столбчатого фундамента не обойтись. Несмотря на кажущуюся простоту монтажных работ, процесс возведения столбчатой ​​конструкции требует точного расчета с учетом несущей способности каждой опорной стойки. Но среди всех видов фундаментов для дома этот самый дешевый по материалоемкости, к тому же для него можно использовать различные строительные материалы.Давайте ознакомимся с пошаговой инструкцией по возведению столбчатого фундамента своими руками.

Преимущества и недостатки столбчатого фундамента

Об одном из преимуществ уже говорилось, это недорогая конструкция. Также к преимуществам можно добавить:

  • быстровозводимое строительство;
  • нет необходимости использовать строительную технику;
  • простота проводимых работ, поэтому сделать столбчатый фундамент своими руками — не проблема;
  • Отсутствие дополнительных мероприятий по теплоизоляции фундамента;
  • Столбчатый фундамент
  • прост в ремонте;
  • можно построить этот вид на мерзлых почвах;
  • срок службы столбов при точном соблюдении технологии до 100 лет.

Что касается недостатков, то их не так много:

  • Несущая способность не очень высокая, поэтому на столбы рекомендуется возводить легкие конструкции: деревянные, каркасные, щитовые;
  • устойчивость опор снижается, если они устанавливаются на подвижных грунтах;
  • нет возможности организовать подвал или черновой пол.

Перед тем, как приступить к изготовлению столбчатого фундамента своими руками, необходимо ознакомиться с его классификацией, материалами и провести расчет.

Общая схема устройства столбчатого фундамента

Общую схему проведения строительных работ можно обозначить несколькими основными этапами. Они в принципе ничем не отличаются от возведения фундаментов любого типа.

  1. Расчет несущей способности ведется с учетом количества опорных столбов и веса здания.
  2. Строится общий чертеж столбчатого фундамента с точным указанием расстояния между столбами, сечения опор и высоты выступа над уровнем земли.
  3. Ведутся подготовительные работы: разметка точно по плану, земляные работы с рытьем ям — колодцев, изготовление арматурных каркасов, подсыпка в ямки подушек, гидроизоляция и установка каркасов. При необходимости собирается опалубка цоколя.
  4. Приготовление бетонного раствора и заливка его в подготовленные лунки с последующим удалением воздуха путем байонирования смеси. Если в качестве материала столбчатого фундамента используются кирпичи или блоки, то их кладут.

Весь узел столбчатого фундамента представляет собой соединение столбов горизонтальной лентой, которое называется ростверком. Это может быть бетон, металл, дерево или нижний венец сруба.

Как видите, позиций по схеме не так уж и много, поэтому считается, что столбчатый фундамент своими руками построить несложно.

Классификация столбчатых фундаментов по материалам

Как и любой фундамент для дома, столбчатый фундамент должен быть прочным и надежным.Поэтому для его строительства используются строительные материалы, способные обеспечить необходимую прочность и надежность. К ним относятся бетон, бетонные блоки, кирпичи, камень, металл и некоторые породы дерева, которые используются в виде бревен или вертикально установленных балок.

Выбор материала — действительно ответственный момент, от которого зависит качество конечного результата. И если стоит задача построить столбчатый фундамент своими руками, то для его возведения нужно правильно выбрать материал.Например, считается, что монолитные конструкции лучше возводить на водоненасыщенных грунтах, а сборно-сборные — на влажных.

Столбы монолитные железобетонные

Это самая прочная и надежная конструкция. Такой фундамент под столбы имеет высокую прочность на разрыв и сжатие. Конечно, если учесть правильное армирование. Более того, если правильно распределить стойки по всему периметру дома с учетом необходимого сечения опор, то на таком фундаменте можно возводить многоэтажные дома.

Добавляем, что столбчатый железобетонный фундамент сооружают в тех случаях, когда необходимо залить его на достаточную глубину, а чаще ниже уровня промерзания грунта. Отлично выдерживает набухание почвы, но боится контакта с грунтовыми водами. Поэтому необходимо позаботиться о гидроизоляции опор.

Столбы асбестоцементные

Асбестоцементные трубы для устройства фундаментных столбов применяются нечасто. Хотя прекрасно себя чувствуют на любой почве.Несущая способность у них невысока, но и не требуется, потому что трубы в фундаментной конструкции выполняют функции опалубки.

Опоры для пластиковых труб

Здесь ситуация такая же, как и с асбестоцементом. То есть пластиковые трубы выступают в роли опалубки. Они не подвержены коррозии, не портятся под воздействием воды, поэтому в гидроизоляции не нуждаются. Единственное, необходимо правильно залить опору под фундамент. А именно: установить в них арматурный каркас и залить бетонным раствором.

из кирпича или блоков

Кирпичные столбы для фундамента долгое время следует рассматривать как самые известные конструкции. Из истории европейской и русской архитектуры они «долгожители». До сих пор под огромными зданиями стоят кирпичные столбы, и, как видите, они простояют не одно столетие. Потому что отношение к выбору кирпича в те давние времена было серьезным. Обязательно использовались обожженные кирпичи высочайшего качества. Поэтому при строительстве дома на столбчатом фундаменте необходимо учитывать это требование.

Что касается блочных столбов, то они по прочности не уступают кирпичным, конечно, в зависимости от материала, из которого изготовлены блоки. Лучше отдать предпочтение бетонным блокам, шлакоблок в этом плане не выдерживает больших нагрузок, хотя их применяют для легких конструкций типа веранды, бани и так далее.

Блочные конструкции включают каменные столбы. Неплохой вариант, достаточно прочный, но такие опоры не выдерживают подвигов почвы.Поэтому, когда дом строится на склоне, от каменных стоек лучше отказаться. В качестве замены им — фундаменты из бутового бетона. Это когда в подготовленную опалубку насыпают камни, а затем заливают бетоном.

Столбы деревянные

Такой столбчатый фундамент, как и кирпичный, используется в России давно. Сегодня он не так востребован, но, например, для бань, установленных у реки или озера, они встречаются довольно часто. Надо отдать должное правильному выбору древесины.Чем он прочнее, тем дольше срок службы полюсов. В этом случае необходимо очень тщательно проводить защитные мероприятия.

  1. Обработка всей колонки антисептическими составами.
  2. Обработка заглубленной в землю детали битумной мастикой с приклеиванием одного-двух слоев рубероида.

Сделать все это самому — не проблема, главное не только сделать защиту, но и установить под столбы деревянные опоры в виде доски толщиной не менее 50 мм и шириной по всей площадь вдвое больше поперечного сечения столба.Опорные доски также необходимо беречь от влаги и негативного воздействия почвы.

В основном для легких конструкций используются деревянные стеллажи. хотя еще сто лет назад на них строили боярские особняки в несколько этажей.

Типы столбчатых фундаментов по глубине

Морозное пучение — это сила, которая учитывается в первую очередь при проектировании столбчатого фундамента. Это очень опасный напор, который при неправильной укладке может привести к разрыву фундамента дома.Поэтому рассматривается большое количество вариантов возведения зданий с точки зрения воздействия на фундаментную конструкцию морозного пучения.

Основное правило проектирования гласит, что фундамент следует закладывать ниже глубины промерзания грунта на 30-50 см. А если этот показатель составляет, например, 1,2 м, то глубина кладки будет равна 1,5 — 1,8. м.

Но часто легкая конструкция не может оказывать такое давление на опорные стойки, чтобы сдерживать силы морозного пучения.То есть даже при кладке на большую глубину фундамент будет подвержен деформации. Поэтому, возводя столбчатый фундамент своими руками, необходимо учитывать, что есть еще две позиции: неглубокая и неглубокая.

Фундамент столбчатый без заглубления

Неглубокий столбчатый фундамент или поверхностный фундамент — это все те же стойки, только их глубина не превышает 30-40 см. Часто их просто сооружают на поверхности земли, предварительно сделав подушку и гидроизоляцию.Дизайнеры относят это разнообразие к тем фундаментам, глубина которых не превышает трети уровня промерзания грунта. Из нашего примера: 120: 3 = 40 см.

Устройство столбчатого фундамента данного типа относится к разряду самых дешевых и быстровозводимых сооружений. Как показывает практика, обычно используют блочную модификацию с помощью блоков, камней или кирпичей. Но поскольку высота столбов не очень большая, а значит, и их несущая способность невысока, поэтому рекомендуется увеличить площадь сечения опор.Минимальный размер 40 х 40 см.

Фундамент столбчатый неглубокий

Неглубокий фундамент из его названия предполагает, что он уходит глубоко в землю, но не на большую глубину. В любом случае не ниже уровня его замерзания. Глубину их закладки конструкторы приводят из расчета 0,5-0,7 глубины промерзания земли. Опять же из нашего примера: 120 х 0,5 = 60 см.

Главное требование к этой конструкции — не касаться грунтовых вод.

Фундамент с ростверком

Узел столбчатого фундамента — ростверк несет единственную задачу — равномерно распределять нагрузку от дома на все столбы.Как было сказано выше, ростверк может быть из бетона, металла (швеллер или двутавр), дерева (брус сечением 150 х 200 или 200 х 200 мм) или быть бревном первого венца сруба.

Внимание! Если брус представляет собой монолит со столбами, то при возведении последних обнажаются концы арматуры арматурного каркаса, которые связаны вязальной проволокой с армированным поясом ростверка.

Пошаговая инструкция по сборке своими руками

Переходим к главному вопросу, как правильно сделать столбчатый фундамент своими руками.Выше уже была описана схема работ, где первым этапом было провести расчеты и составить проект. Если дом строится на столбчатом фундаменте, то этот этап строительства лучше передать специалистам. Ведь для того, чтобы точно произвести все расчеты, необходимо учитывать большое количество различных показателей и нюансов. Например:

  • тип грунта на участке;
  • уровень грунтовых вод;
  • уровень промерзания почвы;
  • тип здания, его этажность, из каких материалов построено;
  • материалов, из которых предполагается возводить фундамент;
  • дополнительных грузов.

Конечно, вы можете использовать онлайн-калькуляторы, но не для солидных домов. Для бани, веранды, навесов можно использовать. И тогда гарантии стопроцентной правильности расчетов никто не дает.

План и земляные работы

Итак, если проект здания в руках, то в нем проектировщики обязательно сделали привязку фундамента к местности. Это упрощает поиск его местоположения на самолете. Обычно привязку проводят к границам участка с указанием расстояния от фундаментной конструкции до этих самых границ.Поэтому перед разметкой столбов необходимо именно эти размеры отложить от границ и определить периметр постройки.

Для этого по границам постройки натягивают два ряда шпагатов, которые сразу определяют ширину столбов фундамента. Остальное просто:

  • дерн удаляется на глубину до 20 см;
  • отмечены места для установки столбов: по углам здания и между ними с необходимым расстоянием, которое определяется проектом;
  • В земле садовым или электродрелью делают
  • колодцев, глубина и сечение которых также определяются проектом.

Надо отдать должное тому, что чертеж столбчатого фундамента очень помогает в разметке. Потому что на нем четко указаны все параметры будущей конструкции.

Подушка

Подушка — это слой песка толщиной 20-30 см, который насыпают в колодцы и утрамбовывают подручными средствами. Это может быть брус, деревянная рейка, небольшой отрезок бревна. Часто используется труба, к концу которой приваривается металлическая пластина.

Назначение песчаной подушки — отводить часть воды от опор, которая попадает в землю.Далее на песок заливается бетонный раствор, который в дальнейшем станет опорой столбчатых конструкций. Толщина бетонного слоя 10-30 см.

С опалубкой нужно обращаться осторожно, ведь многое будет зависеть от того, какой грунт находится на строительной площадке.

  1. Если грунт глинистый, то есть твердый, то делать опалубку как таковую нет необходимости, ведь сама глина, как монолит, не разрушается и не разрушается.
  2. Если почва слабопесчаная, то в колодец придется установить опалубку.При этом необходимо учитывать, какое сечение по форме определили конструкторы: прямоугольное или круглое. Если последнее, то в качестве опалубки используются трубы: пластиковые, асбоцементные или металлические. Если первый вариант, то колодцы придется расширить, сделать прямоугольного сечения, установить в них опалубку из досок или других плоских материалов. Это большой объем земляных работ, поэтому для заглубленных сооружений такая форма применяется редко.

Что касается первой позиции, то обычно внутрь шахты укладывают свернутый в трубку рубероид.Он образует стены фундамента и в дальнейшем будет выполнять функции гидроизоляции. Опалубка из рубероида — обязательный атрибут.

Внимание! Вне зависимости от того, будет ли в колодце установлена ​​опалубка или нет, в цокольной части в обязательном порядке сформировать столб. Это значит, что здесь нужно собирать опалубку.

Армирование

Армирование столбов выполняется в обязательном порядке, ведь именно арматура, уложенная в бетон, позволяет сдерживать нагрузки от сил морозного пучения.В проекте необходимо указать количество арматурных стержней, форму их соединения в каркас и диаметр. Поэтому арматуру просто разрезают на кусочки нужной длины и связывают в каркас. Его поперечное сечение может быть треугольным, квадратным или круглым. Основная задача производителя сборки — правильно сложить арматурные стержни друг относительно друга на необходимом расстоянии и четко связать их проволокой.

После этого раму опускают в подготовленный колодец ровно посередине.Затем можно приступать к заливке бетона.

Внимание! Длину арматурных стержней обрезают с учетом того, что их концы будут прикреплены к арматурному каркасу ростверка. Поэтому стержни нарезают на 10-30 см длиннее, чтобы они на этот размер торчали над цоколем столбов.

Заливка бетона

К заливке столбчатого фундамента необходимо подходить с позиций стандартной технологии. Бетонный раствор изготавливается по классической технологии:

.
  • одна часть цемента марки М 400;
  • две части мытого песка, без большого количества глинистых примесей;
  • три куска щебня с гранулами 5-40 мм.

Самое интересное, что для столбчатого фундамента нет необходимости готовить большую партию. И нет необходимости заливать сразу все столбы за один день, как это обычно делается при возведении ленточной или плитной конструкции. Достаточно рассчитать объем для одного столбца, сделать замес и заполнить его.

Например, в качестве опалубки используется труба диаметром 150 мм, а ее устанавливают на глубине 1,2 м. Получается, что объем пустой трубы составляет:

V = SxH, где S — площадь трубы, а H — ее длина или глубина установки.Площадь определяется по формуле: S = πD² / 4 = (3,14 × 0,15²) / 4 = 0,018 м³. Если перевести в литры, то будет 18 литров. По сути, это два ведра с раствором.

Трубы заполняются бетоном, ударяясь об опалубку, и протыкаются для удаления воздуха. В таком состоянии столбы должны простоять 28 дней. За это время бетон наберет силу своей торговой марки.

Устройство ростверка

Предположим, ростверк по проекту будет монолитным.Это значит, что опалубку для него придется соорудить из любых плоских материалов. Он весовой, поэтому под нижние щитки устанавливают подпорки из кирпича, блоков, досок, бревен и других материалов. Опалубка собирается сечением в прямоугольнике с полным и прочным скреплением досок между собой.

В него укладывается арматурный каркас, обычно это две вертикальные решетки, соединенные катанкой 6 мм или 6-8 мм арматурой. Обязательно крепить арматурный каркас ростверка торчащими из столбов кусками арматуры.Этот узел столбчатого фундамента подвержен серьезным нагрузкам, поэтому к креплению двух арматурных конструкций нужно подходить осторожно. Бетонный раствор заливается трамбовкой и штыком. Через 7 дней опалубку демонтируют, через 28 дней можно загружать фундамент.

Подведение итогов

Как видите, подходить к возведению столбчатого фундамента своими руками необходимо с тщательным анализом всех этапов проводимых строительных процессов.Во-первых, не делайте ошибок. Не следует относиться к маркировке с большими допусками. Необходимо точно пробурить скважины на необходимую глубину. Даже несколько сантиметров могут сыграть значительную роль в экстремальных ситуациях.

О приготовлении и заливке бетона говорить не приходится. То есть обустройство фундамента — это комплексный подход к его возведению, где нет места ошибкам и просчетам.

Колонный фундамент своими руками пошаговая инструкция


Технология установки столбчатого фундамента своими руками несложная, главное следовать пошаговой инструкции, тогда у вас будет надежный фундамент

Выбор типа фундамента для коттеджа или загородного дома будет в первую очередь зависеть от материала, из которого планируется возводить само здание.Например, относительно легкие постройки легко устанавливаются на столбчатый фундамент. Кроме того, такой тип фундамента подходит для неустойчивых болотистых, торфяных, песчаных или переувлажненных грунтов, а также для регионов с глубоким промерзанием.

Колонный фундамент своими руками можно обустроить в относительно короткие сроки. Более того, чаще всего для этого не требуется помощь какого-либо специального или тяжелого оборудования.

Разновидности и назначение столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент чаще всего устраивают под различные деревянные постройки — это может быть каркасный коттедж, беседка, баня, а также хозяйственные постройки, такие как, например, сарай или курятник.

Не особо рекомендуется возводить кирпичные или каменные постройки на столбчатом фундаменте, так как если они будут слишком тяжелыми, то опоры могут прогнуться, что приведет к деформации стен, а в дальнейшем — к их разрушению. Однако есть специальные технологии, которые используются в промышленном и жилом строительстве, чаще всего в регионах с вечной мерзлотой. Но именно в этих случаях требуются особые подходы и специализированное оборудование — такие методы не будут рассматриваться в рамках данной статьи.

Есть несколько типов столбчатых фундаментов. Их объединяет дизайн устройства, а их отличает материал, из которого построена конструкция.

  • Монолитную железобетонную конструкцию можно назвать самой прочной и надежной для возведения жилых домов из всех существующих столбчатых фундаментов.

Этот вариант имеет наивысшую прочность на сжатие и растяжение (конечно, при правильном армировании), что очень важно при возведении конструкции на неустойчивых движущихся грунтах.

На монолитном фундаменте допустимо возводить не только одноэтажные, но и двухэтажные деревянные дома.

  • Кирпичный столбчатый фундамент можно назвать самым распространенным из этого типа оснований. Следует отметить, что такое сооружение, построенное из качественных материалов, может прослужить даже сто и более лет, о чем свидетельствуют многочисленные памятники старины в городах России и Европы. Правда, чтобы добиться такой «долговечности» этой постройки, нужно выбирать исключительно обожженный кирпич и только отличного качества.

Столбы из кирпича могут быть сплошными или с залитым бетоном «стержнем»

Этот тип фундамента также подходит для строительства одно- двухэтажного дома при строительстве на плотных грунтах. Опорам кирпичного фундамента обычно придают размер сечения не менее 400 × 400 мм.

  • Фундамент из блоков, который может быть изготовлен из разных материалов, имеет те же качества, что и кирпичная конструкция. Однако его надежность и долговечность будут зависеть от качества и типа используемого материала.

Столбчатый фундамент из блоков — родственная разновидности кирпича

Самыми прочными, способными выдерживать большие нагрузки, являются бетонные блоки.

  • Колонный фундамент из бутового камня на склонах холмистой местности устанавливать не рекомендуется, так как он будет иметь низкую устойчивость на подвижных грунтах.
  • Столбчато-бутовый бетонный фундамент достаточно надежен, и может быть выполнен разными способами — это бетон, смешанный с щебнем, последовательной укладкой или залитый в колодец, сложенный из щебня.

Бетон, попадая между камнями, надежно скрепляет их, делая конструкцию прочной, способной выдерживать высокие нагрузки.

  • Небольшие деревянные постройки можно устанавливать на фундамент, опоры которого также сделаны из специально обработанной древесины. Дома, простоявшие десятки и сотни лет, доказывают, что правильно обработанное дерево может прослужить достаточно долго.

Однако в настоящее время в связи с появлением более надежных материалов для фундамента древесина для этих целей используется все реже.Хотя для пристроек к дому, например, веранды или террасы, отлично подойдут деревянные столбы диаметром 150 ÷ ​​200 мм. Однако нельзя забывать, что для того, чтобы они долго стояли, перед закапыванием их обрабатывают антисептическими пропитками и покрывают гидроизоляционными материалами — битумными мастиками, на которые крепят рубероид.


  • Столбчатый фундамент может быть выполнен из асбестовых труб небольшого диаметра (около 150 мм), если на нем будет возводиться легкая деревянная конструкция, и 250 ÷ 400 мм, если конструкция планируется достаточно массивной.Асбестовые трубы больших диаметров могут стать своеобразной готовой опалубкой для заливки бетонных свай и их армирования арматурными стержнями.

  • Еще одним вариантом столбчатого фундамента может быть конструкция из металлических свай, вкручиваемых в землю. Такой способ устройства основания под постройку хорош тем, что свая проходит через все неустойчивые слои, а затем ввинчивается в плотные слои грунта — это позволяет ей надежно там закрепляться.На таком фундаменте можно возвести деревянную конструкцию, установить как на ровном, так и на достаточно пересеченном участке территории.

Кстати, с помощью свай можно произвести не только подъем / перемещение дома, но и полную замену фундамента или его частичную реконструкцию.

Разновидности столбчатых фундаментов по степени заглубления

Помимо разновидностей по основному материалу изготовления, столбчатые фундаменты подразделяют по степени их «погружения» в грунт относительно уровня грунта.Итак, бывают мелкие и утопленные разновидности цоколя. Выбор по этому критерию напрямую зависит от характеристик почвы на участке.


Мелководный вариант пр называется при наличии мелкозернистых, песчаных и каменистых грунтов с глубоким прохождением грунтовых вод. Фундаменты такого типа устанавливаются на глубину всего 650 ÷ 700 мм. Этого должно быть вполне достаточно, так как грунты, в которые они погружены, не очень подвержены смещению.


Сваи столбчатого заглубленного фундамента уходят в грунт к 1500 — 2000 мм и даже больше.Обычно их применяют на участках с глубоким промерзанием почвы, превышающим 400 ÷ 500 мм. К тому же такие фундаменты больше подходят для неустойчивых подвижных грунтов.

Расстояние между фундаментными столбами обычно составляет от 1000 до 2000 мм.

Основная конструкция столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент имеет довольно несложную общую конструкцию.

  • В основании колонн укладывается и утрамбовывается слой песка 100 ÷ 200 мм. Песок — это своего рода дренаж, способствующий удалению влаги с фундаментных столбов, которая может накапливаться в почве.
  • Далее поверх подушки укладывается бетонный раствор, который образует монолитную плиту средней толщиной 400 ÷ 500 мм.
  • Далее, собственно, сама колонная опора, которую нужно укрепить арматурными стержнями — это нужно будет сделать даже в том случае, если колонны возводятся из камня или кирпича. Второе важное действие с опорой — обеспечение ее надежной гидроизоляции.
  • Столбы должны быть подняты на один уровень над землей, а поверх них устраивается ростверк или другой пояс, соединяющий опоры, который равномерно распределяет нагрузку на всю конструкцию столбчатого фундамента.

Ростверк часто делают из деревянного бруса с размером поперечного сечения 150 × 200 или 200 × 200 мм. Для деревянных домов или хозяйственных построек ростверк может одновременно стать ипотечной короной будущих стен.

Кроме того, на столбчатом фундаменте из любого из вышеперечисленных материалов, помимо дерева, может быть устроен железобетонный ростверк. Его делают конструкцией, в которую закладывают арматурную конструкцию, а затем заливают бетоном.


Ростверк может практически «лежать» на земле, становясь похожим на ленточный фундамент.

Ростверк может поднимать нижний край здания на высоту 800 ÷ 900 мм над землей, а может располагаться всего на 300 ÷ 350 мм от земли. землю или даже «лежать» на поверхности земли.В последнем случае сбоку он будет выглядеть точно так же, как ленточный вид фундамента.

  • Обратной стороной столбчатой ​​конструкции, поднимающей дом над землей на значительную высоту (порядка 1000 ÷ 1500 мм), является невозможность устроить под конструкцией полноценный подвал. Однако иногда домовладельцы выходят из положения, устанавливая между столбами фундамента подхват, который арматурной конструкцией не должен соединяться с фундаментом.Пикап — это межсвайная стена из плит или кирпича, а иногда и просто забита из дерева.

Интерпайл стеновой — подборщик

При его установке необходимо обеспечить нормальную вентиляцию в подземном пространстве, которая не позволит заглушить стены и полы в доме. Поэтому в наростной засыпке необходимо проделывать вентиляционные отверстия, которые «надевают» в решетки или дефлекторы, чтобы защитить подвал от проникновения мелких животных, птиц, насекомых и т. Д.

  • Столбчатые фундаменты часто используются в районах, где высокий риск затопления из-за затопления реки считается обычным явлением. В этом случае столбы могут уходить в землю на глубину 2000-2500 мм и подниматься над ней на такую ​​же высоту. Учитывая все особенности местности, построить под таким домом подвал не получится, да и подвал строить нет смысла.

Расчет столбчатого фундамента

Первым шагом всегда, еще до начала работ по подготовке площадки под установку фундамента, идет планирование, то есть подготовка соответствующего проекта.Этот вопрос обязательно требует профессионального подхода. К составлению проекта необходимо привлечь специальную организацию, занимающуюся архитектурными расчетами с учетом всего комплекса исходных данных — от местных особенностей климата и почв до конкретных пожеланий заказчика.

Конечно, исходными данными для начала проектирования будут общая площадь здания и его общий расчетный вес, место предполагаемого строительства. Требуются геодезические изыскания и геопривязка объекта на местности.Дополнительно дизайнеры возьмут на себя:

  • Особенности грунтов на строительной площадке здания.
  • Расположение подземных водоносных горизонтов и их глубина.
  • Граница промерзания грунта, степень его набухания при промерзании.
  • Количество этажей в возведенном доильном помещении и его общая высота.
  • Основные материалы, из которых предполагается вести строительство здания, включая типы полов и тип кровли.
  • Все возможные дополнительные нагрузки, которые будут приходиться на каждую ключевую точку фундамента.

Как следствие, количество и точное размещение опорных столбов, материал их изготовления, технология установки, глубина кладки, высота выступа над уровнем земли, тип ростверка и, возможно, другие необходимые данные должны быть определены.

Расчет

, конечно, вы можете попробовать сделать самостоятельно, используя специализированные онлайн-калькуляторы, которые предназначены для определения параметров фундаментов разного типа.


Однако не стоит слишком полагаться на такие возможности, так как такое программное обеспечение еще не может учесть всю специфику того или иного места строительства, но специалисты, работающие в этом регионе, вероятно, знают особенности этой области и, конечно же, сделает расчеты более точными. Более того, с профессионально подготовленной проектной документацией будет намного проще провести все процедуры по оформлению и согласованию других регистраций и разрешений на строительство.


Видео: расчет и строительство свайного фундамента под каркасный дом

Подготовительные земляные работы
  • Первым из мероприятий, предшествующих установке конструкции фундамента, является подготовка площадки и разметка для ее установки.

Для этого на основании составленного проекта по точкам крепления сначала точно ограничивается площадь, предназначенная для строительства здания.Это место сразу отмечают шпагатом и колышками. Причем, как правило, натягиваются две параллельные нити, которые сразу определяют ширину будущего фундамента. Углы на пересечении нитей должны быть прямыми — лучше всего контролировать это геодезическим инструментом. Если это не так, необходимо очень внимательно проверить перпендикулярность и параллельность линий. Обязательно сравнить длину диагоналей прямоугольников — если она одинаковая, то разметка сделана качественно.

  • Далее с обозначенного участка снимается плодородный слой почвы толщиной 150 ÷ ​​200 мм.
  • Затем определяются места для установки фундаментных столбов — также в строгом соответствии с размерами, указанными в проектной документации.
  • После этого при помощи ручного или механического сверла просверливаются отверстия в обозначенных точках. Диаметр выбранных колодцев также указывается в проекте — он может быть от 150 до 400 мм.

  • При условии, что эти отверстия забиты на глубину 800 ÷ 1000 мм, фиксация их стенок, скорее всего, не потребуется.

  • В случае, если фундамент будет более глубоким, необходимо будет сделать опоры для стен, чтобы избежать осыпания грунта.
  • Если столбы квадратного сечения, то просверленные отверстия расширяют штыковой лопатой до нужного размера.
  • Далее на дно вырытых колодцев насыпают песок слоем 100 ÷ 200 мм, увлажняют и хорошо уплотняют.
  • На песчаную подушку заливают 150 ÷ ​​170 мм бетонного раствора грубого помола, который станет надежным основанием для столбов и не позволит впитывать влагу из раствора в песок и почву.
Цены на ручные садовые сеялки

Сеялки садовые ручные

Как установить столбчатые опоры

Когда ямы-колодцы для столбов подготовлены, можно приступать к изготовлению самих опор.

В условиях индивидуального строительства далеко не все конструкции, упомянутые в начале статьи, используются одинаково часто.Стоит рассмотреть самые доступные для самостоятельной установки и потому самые популярные из них.

Опорные стойки из кирпича или блоков
  • В подготовленную яму устанавливают опалубку из рубероида; он может быть устроен как в круглой, так и в квадратной яме. Этот же рубероид впоследствии будет выступать и в качестве гидроизоляционного средства.
  • Далее в котлован опускается армирующая конструкция, которая должна быть заподлицо с поверхностью земли.
  • Затем в котлован засыпается бетонный раствор из цемента и гравия или щебня средней фракции.
  • Яма полностью засыпана, раствор разравнивается сверху и оставляется для застывания и затвердевания. Это займет не менее 8 ÷ 10 дней.
  • Затем на получившийся бетонный столб укладывают рубероид в два-три слоя — он станет надежной гидроизоляцией для кирпичной или блочной кладки.

  • Сверху проводят кладку под кирпич до нужной высоты опоры.Колонну можно выложить колодцем — в этом случае ее внутренняя полая часть впоследствии будет залита бетоном. Другой вариант — когда столб полностью кирпичный.

Таким же способом возводятся столбы из небольших бетонных блоков.

Монолитный фундамент железобетонные столбы

Этот вариант изготовления бетонных столбов выполнен несколько иначе.

  • Рубероид укладывается в круглую подготовленную яму, скатывается в два слоя в трубу.Высота трубы должна соответствовать уровню, на который будет подниматься фундамент.
  • Для обеспечения устойчивости такой опалубки из рубероида ее можно установить в легкую металлическую сетку, также свернутую в трубу. Устойчивость необходима для того, чтобы конструкция после заливки бетона могла встряхнуться и освободиться от пузырьков воздуха, захваченных в растворе в процессе перемешивания.
  • В получившуюся опалубку устанавливается армирующая конструкция, а затем поверх нее заливается бетон из щебня и цемента.

  • Если бетонный пояс — ростверк — будет устроен поверх бетонных столбов, то арматурные стержни должны быть выше столбов фундамента. Это необходимо для соединения арматурных частей столбов и системы усиления ростверка.

  • Перед устройством опалубки под бетонную ленту опоры сверху необходимо обработать битумной мастикой, которая создаст дополнительную гидроизоляцию столбов.
Видео: заливка бетонных столбов свайного фундамента
Столбы асбестоцементные

Столбчатый фундамент также может быть выполнен из асбоцементных труб, которые устанавливаются на бетонную площадку, так же, как и в предыдущем случае, где использовался рубероид. Однако процесс заполнения столбцов здесь имеет свои особенности.

  • Для устойчивости в нижней части трубы проделываются два отверстия, которые будут в яме.Через них протягивают кусок металлического стержня, а затем в яму устанавливают асбестовую трубу и засыпают щебнем так, чтобы она закрывала торчащую с двух сторон арматуру. Труба находится в идеально вертикальном положении.
  • Затем в опалубку заливается треть бетонного раствора.
  • После этого нужно установить арматуру посередине трубы, в налитом в нее неотвержденном растворе — это может быть одна или несколько стержней.
  • Далее раствор заливается до верха трубы и разравнивается сверху.
  • Вокруг трубы нужно сразу все пространство засыпать суглинком или грунтом, который был выбран из котлована. Вся эта засыпка тщательно утрамбовывается.
Сваи металлические

Металлические сваи можно вкручивать в заранее подготовленное отверстие, проделанное ручным сверлом, но сваи уходят намного глубже в землю. Для такого фундамента не обязательно готовить яму, засыпав ее песком и заливая бетонную подушку.


Иногда сваи ввинчиваются непосредственно в почву, без предварительной рытья ям.Но в любом случае справиться с прикручиванием свай в одиночку невозможно; потребуется как минимум один помощник.


  • При вворачивании свай происходит постоянный контроль их вертикальности. Сваи вкручиваются до достижения проектной глубины.

  • После того, как все сваи вкручены, их необходимо заполнить

  • Для удобства выполнения данной операции в трубе устанавливается специальная воронка, через которую раствор заливается в полость до заполнения трубы до верха.
  • После заливки бетон должен затвердеть.
  • Поверх готовых свай можно приварить металлические площадки, на которые крепится деревянный ростверк.

  • Еще одним вариантом ростверка могут быть металлические перемычки — они становятся поясом, соединяющим сваи в единую конструкцию. Их можно приваривать не только поверх установленных столбов, но и на уровне земли, что придает дополнительную жесткость и надежность всему фундаменту.

Другой вариант — металлический профиль, приваренный между опорами

Ввинчиваемые сваи удобны для использования на сильно пересеченных участках, где необходимо вывести фундаментные столбы на одинаковую высоту, так как их можно поправить — немного приподнять или опустить ниже .

Видео: фундамент на винтовых металлических сваях
Винтовые сваи цены

Винтовые сваи

Ростверк нового фундамента

Ростверк или перемычка, которую кладут поверх столбов фундамента, является одновременно соединительным элементом всей конструкции и надежной опорой для возведения стен.

На любой из типов столбчатых фундаментов можно укладывать деревянные перемычки из мощного бруса, железобетонной конструкции или ростверка из металлопроката.

Перемычки крепятся по-разному, в зависимости от материала изготовления столбов и самого ростверка.

  • Деревянные перемычки чаще всего крепятся анкерами.
  • Металлический пояс (швеллер, двутавр или уголок) крепится либо сварочными швами, либо мощными болтами.
  • Пояс железобетонный с закрепленным с помощью обычной арматуры, уже установленный в столб и проходящий через ростверк, где он скручен проволокой с армирующей решеткой самой перемычки.

Итак вывод. С мягкий фундамент намного экономичнее в устройстве, чем монолитный или ленточный фундамент. К тому же его вполне можно построить своими руками. Если решено сделать легкую пристройку к дому в виде, например, веранды или террасы, то фундамент лучше и проще столбчатого, для них просто не найти.

Прочный и недорогой столбчатый фундамент обычно возводят под постройки, стены которых можно назвать легкими — это деревянные и панельные ванны, каркасные и из пеноблоков.Но бывает, что нулевой уровень этого типа укладывают еще и под тяжелую кирпичную баню — когда нужен глубокий фундамент и ленточный фундамент в этом случае может испортиться. Ведь столбчатые стоят минимум в полтора раза дешевле последнего варианта, чем, собственно, хороши.

Для обычно легкой и маленькой ванны массивный ленточный фундамент часто сродни ненужной роскоши — но столбчатый для такого строительства гораздо больше подходит: и по цене, и по прочности. Да, традиционное устройство столбчатого фундамента не предполагает наличия подвала — но русской парилке это просто не нужно.

Бюджетный столбчатый фундамент с ростверком

Если вы строите столбчатый фундамент своими руками, то первым делом необходимо произвести его точный расчет. На что необходимо рассчитать массу бани, а здесь важно учесть ее снеговую нагрузку — в Подмосковье она составляет около 100 кг на квадратный метр площади. А также вес внутреннего наполнения бани: мебели, печки и людей — это еще 100 кг на тот же метр.

Кстати, если сложно рассчитать несущую способность грунта на определенном участке, то лучше исходить из следующего расчета: 0,5-0,6 кг на см2. По сути, это параметры торфяного болота или старого осушенного болота. Во всех остальных случаях дела обстоят намного лучше.

Этап I. Пробивка отверстий

Проще всего взять дрель диаметром 25 см и просверлить в земле небольшие ямки — 15-20 см. Это будет основа для изготовления нижней части столбов.Его необходимо армировать мелкой сеткой и засыпать пескобетоном марки 200.

В центральной части котлована нужно вставить несколько брусков арматуры так, чтобы они выглядывали из котлована не более чем на 10 см. Это могут быть старые и ненужные куски труб, железки и мусор.

А чтобы цементное молоко не впиталось в почву, помогут кусочки рубероида или даже обычные полиэтиленовые пакеты.

II этап. Установка столбов

Берется кусок асбоцементной трубы диаметром 10 см, две арматурные стержни диаметром 1.В нее помещается 2 см, и все это кладется на «башмак». Залить его нужно тем же пескобетоном, попутно утрамбовывая все другой штангой. Вверху либо болт, либо другой кусок арматуры.

III этап. Второе сверление

Для затвердевания бетона после последних этапов требуется около 4-5 дней. Затем можно начинать второе бурение. Для этого понадобится сверло — для него делается отверстие диаметром 30 см и всегда ниже расчетной глубины промерзания.Получившийся столбик нужно быстро вставить в это проем — чтобы он не осыпался. Его прочность может достигать 11 тонн груза.

IV этап. Возведение ростверка

Ростверк для такого столбчатого фундамента может быть металлическим, бетонным и даже деревянным — уже есть то, что вам больше нравится. Главное, чтобы сам ростверк висел над землей более чем на 10 см.

Основным преимуществом этого типа фундамента является то, что он подходит практически для любых бань, не имеющих большого веса — бревенчатых, бруса и каркасных.И служит он долго — минимум сто лет, да еще когда стоит в болоте.

Сплошной столбчатый фундамент

Конечно, столбы фундамента могут быть из самых разных материалов — из бетона, кирпича или камня. Но наиболее популярным сегодня для индивидуального строительства является доступный и практичный железобетон.

Итак, вот как строится стандартный столбчатый фундамент для бани:

Этап I. Подготовка площадки

Все начинается с уборки участка — для этого вырезается весь верхний слой почвы вместе с грунтом. растения.Его толщина обычно составляет чуть больше 30 см, и его нельзя оставлять под фундамент.

Если на участке есть глина, то нужно сделать дополнительную гравийно-песчаную подушку. Его толщина зависит от геологических характеристик почвы.

Теперь все неровности на ландшафте убраны, в ямы засыпана земля, и с помощью колышков и веревок можно приступать к разметке будущего фундамента.

II этап. План фундамента

Далее с чертежей на земельный участок нужно перенести план будущей бани — где и что будет.Сделать это можно стандартными материалами, закрепив оси и разметив основные размеры будущего фундамента. Чем точно все будет размечено, тем проще будет потом работать.

III этап. Подготовка котлованов

Котлованы под фундамент из железобетонных столбов выкапывают вручную или с помощью экскаватора — что, конечно, и проще, и дороже. Они будут расположены по осям.

Если глубина котлована не превышает метра, укреплять его стены нельзя.Если больше, придется копать откосами и устанавливать крепеж из досок со специальными подкосами.

Ямы должны получиться на 30 см больше расчетной глубины фундамента, чтобы можно было производить засыпку щебнем и песком. Ширину берут немного больше, чем она будет — чтобы опалубка и распорки освободились.

IV этап. Установка опалубки

Чтобы сделать хорошую опалубку столбчатого цоколя бани, вам потребуются строганные доски толщиной до 40 мм и шириной 150 мм.Как вариант, вместо дерева можно использовать ДСП, металлические листы и влагостойкую фанеру. К бетону нужно положить доски.

Этап V. Армирование фундамента

Опоры фундамента необходимо усилить в продольном направлении прутками А3 и диаметром 12-14 мм. Горизонтальные перемычки следует устанавливать с шагом 20 см — для этого вполне подойдет проволока диаметром 6 мм.

Для того, чтобы затем через арматурный каркас соединить стойки с ростверком, необходимо, чтобы стержни выступали над краем фундамента не менее чем на 10-15 см.Кстати, ростверком может служить что-то более прочное — так строится столбчато-ленточный фундамент, имеющий свои достоинства, но, однако, не всегда оправданный для бани.

VI этап. Заливка фундаментных столбов

В проложенные трубы необходимо залить бетон, который останется в земле вместе с фундаментом.

Укладывать слоями по 20-30 см, используя ручные вибраторы для удобства процесса. Это обеспечит однородность смеси и весь воздух уйдет из раствора.

Этап V. Гидроизоляция столбчатого фундамента

Защитить будущий фундамент от влаги можно теми же материалами, что и лента. Это мастики холодного и горячего приготовления, клеевые мембраны, рубероид на битум — и все новые и хорошо зарекомендовавшие себя материалы.

VI этап. Устройство ростверка

Монолитный пояс делает прочный и столбчатый фундамент из блоков более жестким и устойчивым. Причем сделать его можно из сборных железобетонных ранговых балок или сразу монолитно.

Итак, если изготавливается сборный пояс, то перемычки нужно хорошо соединять между собой обрезками арматуры — сваривая их сваркой с монтажными петлями. Далее уже установлена ​​опалубка, арматурный каркас и все заливается бетоном марки М200.

Как только бетон затвердеет и станет прочным, и будет проведена гидроизоляция, пазухи ям можно засыпать грунтом и начинать укладку плит перекрытия.

Кстати, чтобы защитить подземное пространство под такой баней от снега и холодного воздуха, между столбами обычно делают забор — специальную стену, чаще всего кирпичную. К столбам привязывать не нужно — все-таки ванна все равно осядет, и могут появиться трещины. А уже в самом водозаборе проделываются технологические отверстия для коммуникаций. Внешне все это красиво оформлено фальшпанелями и сайдингом — вот и все.

Современные методы укрепления фундаментов мелкого заложения здания средней школы

ОТДЕЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ АВИАЦИОННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра компьютерных технологий в строительстве
ДИПЛОМ РАБОТЫ
Современные методы усиления неглубоких фундаментов высотой
здание школы
Выполнено: Нечипорчук В.С.
Руководитель работ: к.э.н., Билокуров П.С.
Киев 2020
В диссертации были выявлены следующие вопросы:
— Вопрос об актуальности усиления
учтены базы под банкеты;
— Основные методы и способы усиления
основания (на примере столбчатого основания) —
считается;
— Приведены конструктивные варианты оснований;
Расчет арматуры столбчатой ​​
фундамент в программном комплексе Plaxis 3D;
— Другая часть дипломного проекта, например:
архитектурная часть, конструктивная часть, организация
строительство, техника безопасности и т. д.
Аннотация
Проблема усиления фундамента при реконструкции
г. дома особенно актуальны в крупных городах. Основная причина коммерческая
привлекательность покупки домов в центральной части города
и надстройка дополнительных этажей. В результате увеличиваем
нагрузка на фундамент
Основные причины необходимости усиления фундамента
увеличение нагрузки при добавлении построек или изменении их
функциональное назначение, нарушения сцепления кладочных материалов,
разрушение материала фундамента от воздействия
агрессивные среды, деформации из-за потери прочности или
осаждение оснований.В зависимости от конструкции
основания, а также характер деформаций и причины,
применяется их смелость, различные способы ремонта и усиления
деформированные фундаменты.
Вопрос реконструкции сегодня очень актуален. Ровно
реконструкция уже действующих производственно-жилых
здания — одна из основных проблем современных строителей.
Способы усиления неглубокого фундамента
Следующие методы следует использовать для ремонта и укрепления
основы:
— закачка в тело фундамента из цементного раствора, синтетических смол,
и т.п .;
— устройство железобетонных обойм (рубашек) вокруг существующего
Фонд;
— куртка
— увеличение несущей поверхности основания фундамента
— введение дополнительных опор для разгрузки существующей базы;
— усиление фундаментов сваями.
Армирование тела фундамента инъекцией цементного раствора или
синтетические смолы производятся путем сверления отверстий в теле фундаментных отверстий или
отверстия, установка форсунок и пропитка через них под давлением
фиксирующий раствор, заполняющий трещины, пустоты, ослабленные участки.
При армировании фундамента железобетонными хомутами по
связи с существующим фундаментом фиксируются хомутами с помощью стержней.
Для обеспечения сцепления нового бетона со старым необходимо
очистить поверхность от старого бетона промывкой водой под давлением,
химикаты (например, раствор соляной кислоты), сухой или влажной пескоструйной очисткой
методы с последующей насечкой перфораторами или отбойными молотками.
Основные причины
методы
дома
элемент
Методы и
усиление
фонды
по куртке
усиление
Если нет возможности увеличить несущую способность фундамента — увеличьте
площадь фундаментов.Увеличение площади выполняется двумя способами: без
сжатие грунта основания и с предварительным сжатием. В первом случае прирост
площадь осуществляется с помощью дополнительных частей (банкеток), которые могут быть односторонними
(с нецентральной нагрузкой) или двусторонний (с центральной).
Укрепление фундамента опалубкой (площадь расширения фундамента) —
широко используемый. На практике этот метод применяется неоднократно, но его главный недостаток —
требуется выкопать грунт до основания фундамента, который в некоторых случаях имеет высокий уровень
затраты по экономической и трудоемкой части.
Конструктивные методы усиления фундаментов неглубокого заложения с
Выбор метода армирования и реконструкции фундамента мелкого заложения
фундаментов (как ленточных, так и столбчатых) зависит от причин, по которым требуется такое усиление,
конструктивные особенности существующих фундаментов и почвенные условия участка.
Используемые в таких случаях методы делятся на следующие группы:


В условиях разрушения материала фундамента недостаточная несущая способность
фундамент и необходимость частичного увеличения нагрузки, применяется армирование кладки по
заливка цементного раствора в полости, замена слабого участка фундамента, установка
зажимы из бетона или железобетона без расширения или расширения фундамента
При большой толщине слабых грунтов d фундамент, коррозия или другое разрушение
фундамент, необходимость увеличения глубины кладки или замены подземной части на
здания осуществляем поставку конструктивных элементов (плиты, колонны) под существующие
основы.Поставка колонн и перекрытий выполняется в шахматном порядке или сплошной
стена.
Расчет и проектирование усиления фундаментов мелкого заложения необходимо выполнять в
г. в соответствии со стандартами
При увеличении площади подошвы фундаментов необходимо учитывать
увеличение глубины активной зоны фундаментов и различных фундаментов
деформационно-прочностные характеристики грунтов под подошвы существующих фундаментов и
под пристройки.
Тип усиления фундаментов мелкого заложения
Расчет арматуры фундамента в Plaxis 3D
Для математического моделирования закладки фундаментов мелкого заложения ленточного типа с устройством
В качестве домкрата в основе выбран программный продукт Plaxis 3D, который основан на использовании программного продукта
численный метод конечных элементов.
Расчетный комплекс Plaxis является целевым комплексом геотехнического комплекса
. программы конечно-элементного анализа напряженного состояния системы «фундамент здания» в квартире
и пространственная установка.Все модели использованных материалов, основаны на соотношении между
скорость изменения эффективных деформаций и скорость деформации. Такая зависимость
можно представить следующим образом
M- матрица жесткости материала.
В уравнении тензоры скоростей изменения напряжений и деформаций
представлены в векторной форме и включают шесть декартовых компонент (для пространственной задачи)
При разработке определенных моделей материалов используются основные напряжения, а не
Компоненты декартовых напряжений.В случае плоской или осесимметричной деформации главные напряжения составляют
рассчитывается на основе декартовых напряжений по формулам:
В Plaxis основные напряжения находятся в
алгебраическая последовательность
, здесь
— наибольшее сжимающее напряжение.
Расчет арматуры фундамента в Plaxis 3D
программный пакет
Плоская деформация и осевая симметрия, указывающие геометрические типы, описанные в исходном коде) — это компьютер
программа, которая выполняет анализ методом конечных элементов (FEA) в области геотехнической инженерии, в том числе
деформация, устойчивость и поток воды.Процедуры ввода позволяют расширенным средствам вывода обеспечивать
подробное представление результатов расчетов. PLAXIS позволяет новым пользователям работать с пакетом только после
несколько часов обучения.
Характер распределения основных вертикальных напряжений в массиве
грунта при моделировании работы ленточного фундамента (нагрузка на
фундамент 300 кН) на площадках на уровне подошвы фундамента (а) и на уровне грунта (б)
Выводы к научным исследованиям
1.При организации банкетов на уровне грунтовой поверхности грунт под банкетный
задействуется в работе при увеличении нагрузки, что обеспечивает усиление эффекта.
2. По сравнению с вариантом организации банкетов на уровне подошвы эффект
прирост составляет 60% процентов.
• Генеральный план

11. Архитектурная часть

4 типа трещин в бетонных колоннах и их причины: видео включено

🕑 Время считывания: 1 минута

Четыре типа трещин в железобетонной колонне — это диагональные трещины, горизонтальные трещины, трещины раскола, коррозионные трещины.Причины появления трещин в колоннах могут заключаться в неправильном проектировании, неправильной конструкции или перегрузке, коррозии арматуры, изолированной осадке фундаментов, ползучести и усадке. Трещины в железобетонной колонне — серьезная проблема, которая может привести к потере прочности, устойчивости, долговечности и отрицательно сказаться на эстетике. Следовательно, необходимо исследовать различные типы трещин, которые могут возникать в колоннах, чтобы рассмотреть подходящие средства их ограничения.

Типы трещин в бетонных колоннах

1.Диагональные трещины

Диагональные трещины в железобетонных колоннах развиваются и охватывают всю поверхность колонны в любом месте по ее высоте. Основная причина диагональных трещин в бетонных колоннах — недостаточная несущая способность колонн; недостаточное поперечное сечение и несоответствующая арматурная сталь. Диагональные трещины могут повлиять на прочность конструкции, и, следовательно, с этим нужно бороться.

Рис. 1: Диагональные трещины в бетонной колонне

2. Горизонтальные трещины Горизонтальные трещины в железобетонной колонне обычно возникают в месте соединения балки с колонной и на поверхности колонны, где растягивающее напряжение велико.Колонны с достаточной стойкостью к моменту, недостаточным усилением или расположением установленной арматуры склонны к горизонтальному растрескиванию; из-за действия силы сдвига, прямой нагрузки и одноосного изгиба. Наконец, горизонтальные трещины существенно снижают прочность колонны на сдвиг, что значительно увеличивает риск разрушения. Поэтому необходимо как можно скорее заняться этим.

Рис. 2: Горизонтальные трещины в бетонной колонне

3. Раскалывающиеся трещины

Трещины раскола в железобетонной колонне — это короткие параллельные вертикальные трещины неравномерной ширины.Колонны с недостаточным стальным армированием и низким качеством бетона подвержены образованию трещин такого типа. Раскалывание трещин в бетонных колоннах началось в результате достижения максимальной несущей способности. Превышение предельной грузоподъемности колонны при недостаточном поперечном сечении бетона или недостаточном соотношении армирования или их комбинации.

Рис. 3: Раскалывание трещин в бетонной колонне

4. Коррозионные трещины Коррозионные трещины в бетонных колоннах развиваются по линии арматуры.Этот тип трещин обычно имеет одинаковую ширину и расширяется по мере старения колонны. Возможная коррозия арматуры и недостаточная связь между бетоном и стальными стержнями являются причиной коррозии арматуры в бетонных колоннах. Если не устранить трещины такого типа, коррозия арматуры значительно ускорится.

Рис. 4: Коррозионные или связующие трещины в бетонной колонне

РАСЧЕТ МОНОЛИТНОЙ КОЛОННЫ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ ВО ЛЬВОВЕ

Авторы

  • А.В. ЩЕМЕЛИЕВ. Кафедра гражданского строительства и управления проектами, Запорожский политехнический национальный университет, Украина
  • О. М. НАЗАРЕНКО Кафедра гражданского строительства и управления проектами, Запорожский политехнический национальный университет, Украина

DOI:

https: // doi.org / 10.30838 / J.PMHTM.2413.010721.73.784

Аннотация

Описание проблемы . В современном строительстве жилых и коммерческих зданий, мостов и других сооружений колонны часто являются основными несущими элементами. Разные по способу изготовления и характеристикам, эти строительные элементы служат основой каркаса, на котором размещаются все остальные строительные конструкции. Однако, чтобы иметь прочную, долговечную и, главное, правильную конструкцию всей конструкции, колонны следует устанавливать с минимальными отклонениями от проектных значений.Вот почему при разработке и реализации проекта большое внимание уделяется основам. Целью статьи является разработка расчета монолитного колонного фундамента для железобетонной колонны многоэтажного дома во Львове на основе теоретических исследований. Проект основан на теоретических исследованиях и основан на проектировании монолитного столбчатого фундамента многоэтажного дома во Львове с учетом габаритов фундамента, характеристик грунта, собственного веса фундамента и продольного коэффициент армирования. Анализ публикаций. Изучение не только зарубежных, но и отечественных современных теоретических разработок и практического опыта позволит достичь поставленной цели. Среди европейских стран есть примеры, которые во многом соответствуют современным требованиям. Результаты исследования . Наиболее распространенными почвами во Львове являются черноземные, элювиальные и торфяно-болотные почвы. Климат во Львове умеренно-континентальный с мягкой зимой и теплым летом. По этим данным рассчитываются размеры монолитного столбчатого фундамента многоэтажного дома и определяется его армирование.Прочность монолитного столбчатого фундамента железобетонной колонны многоэтажного дома проверена на прочность на продавливание. По результатам расчетов определено, что фундамент под колонну достаточно прочен. Выводы . В данной статье исследованы особенности почв и климатические условия района строительства в городе Львове. Были рассчитаны размеры нижней стороны фундамента, все размеры фундамента и давление на грунт под нижней стороной от расчетной нагрузки.Была выбрана область усиления фундамента и проверена прочность фундамента на проталкивание.

Биографии авторов

СРЕДНИЙ. ЩЕМЕЛЕВ, кафедра строительства и управления проектами, Запорожский политехнический национальный университет

О. М. НАЗАРЕНКО, кафедра строительства и управления проектами, Запорожский политехнический национальный университет

канд.Sc. (Тех.), Доц. Проф.

Проблема

Раздел

Техническая наука

Лицензия

Авторы, опубликованные в этом журнале, соглашаются соблюдать условия:

Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и уступают право журналу первой публикации этой работы на условиях лицензии в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License , что позволяет другим свободно распространять его с обязательной ссылкой на автора оригинальной работы и первой публикации работы в этом журнале.

Экспериментальные исследования на месте уплотнения перекрывающих пород для фундамента из колоннобазальтовой плотины

Каменный массив фундамента плотины на Байхетанской гидроэлектростанции на реке Цзиньша состоит в основном из столбчатого базальта с трещинами и трещинами. Принимая во внимание неблагоприятные факторы, такие как ослабление разгрузки или раскрытие трещин из-за взрывных работ при выемке грунта, для улучшения целостности горного массива фундамента плотины требуется затирка уплотняющего раствора.По физико-механическим свойствам столбчатого сочлененного базальта и непрерывности конструкции экспериментально изучается эффективность цементного раствора перекрывающих пород. Результаты показывают, что эта технология цементирования, очевидно, может улучшить целостность и однородность горной массы фундамента плотины и снизить проницаемость горной массы. После цементирования среднее увеличение волновой скорости горного массива составляет 7,3%. Среднее улучшение модуля деформации после заливки раствором составляет 13.5%. После затирки проницаемость 99% контрольных отверстий в испытательной секции Lugeon имела значения Lugeon не более 3 LU. Это улучшение является значительным и служит аргументом для инженерного применения.

1. Введение

Безопасная эксплуатация арочной плотины зависит от безопасности основания плотины, конструкции плотины, гидравлического устройства и водной среды резервуара. Фундамент арочной плотины при нормальной эксплуатации испытывает огромные гидравлические нагрузки. Китай построил много плотин, но с развитием науки и технологий и совершенствованием инженерных технологий многие плотины были построены в сложных геологических условиях [1].Гидроэлектростанция Xiaowan, гидроэлектростанция Xiluodu и 180-метровая гиперболическая арочная плотина Катсе в Лесото построены на базальте. Однако базальтовый участок Байхетанской арочной плотины более сложен. Базальт на участке Байхетанской плотины характеризуется неравномерными и волнистыми столбчатыми трещинами, неправильным и неполным цилиндрическим сечением, низким уровнем развития неявных трещин и низким модулем деформации, развитием поясов сдвига, низкой прочностью на деформацию и сдвиг, а также плотностью трещин в некоторых литологических сегментах [ 2].Столбчатые соединения и микротрещины в свежих столбчатых сочлененных базальтах представляют собой жесткие структурные поверхности, закрытые под ограничивающим давлением, легко открываемые и расслабляющиеся после сброса ограничивающего давления [3–18]. Он не может удовлетворить требования достаточной несущей способности и устойчивости горного массива основания плотины как арочной плотины. Для увеличения сопротивления деформации фундамента, улучшения сопротивления сдвигу и просачиванию поверхности конструкции, предотвращения релаксации разгрузки коренных пород на поверхности фундамента, уменьшения воздействия раскрытия поверхности трещин взрывных работ при земляных работах и ​​улучшения целостности горной массы фундамента плотины. , необходимо провести испытание на цементный раствор для фундамента плотины, изучить и доказать возможность и надежность горного массива в качестве основания арочной плотины после цементации, а также предоставить рекомендации для разумного проектирования и определения параметров строительства цементного раствора консолидации горного массива в площадь плотины.Типичные базальтовые столбчатые швы типа І показаны на рисунке 1.


Некоторые ученые изучали технологию предотвращения просачивания при армировании фундамента плотины для различных массивов горных пород. Wu et al. [19] изучали деформацию базальтового фундамента арочной дамбы Ксилуоду. Деформация горного массива основания плотины во время земляных работ постоянно отслеживалась, и был сделан вывод об отсутствии длительной разгрузочной деформации горного массива основания плотины. Fan et al.[20] обнаружили, что когда дамба гиперболической арки Катсе, построенная на базальте, была выкопана до русла реки, из-за высокого горизонтального напряжения произошло коробление базальтового слоя и мягкого брекчированного слоя. Develay et al. [21] изучали строительство главной плотины проекта водного хозяйства Байсе на диабазовых дамбах и использовали цементный раствор для укрепления слегка выветриваемых горных массивов. Хомас и Томас [22] провели полевые и лабораторные испытания цементного раствора в трещиноватом массиве горных пород и получили лучшее представление о давлении затирки и затирочных материалах.Чжао [23] использовал методы химической заливки и замены бетона для обработки слабых слоев горных пород в фундаменте гидроэлектростанций Эртан и Шапай. Кроме того, Ли и Тан [24] изучали анкеровку горных пород и заливку цементным раствором. Карл [25] изучал использование чешуйчатого гранита в качестве основания плотины. Туркмен и др. [26] использовали цементный раствор для решения проблемы просачивания карстового известнякового фундамента плотины Каледжик (юг Турции) и построили цементную завесу длиной 200 м и глубиной 60 м вдоль плотины. Kikuchi et al.[27] изучили улучшение механических свойств оснований плотин за счет цементации соответствующего массива горных пород и пришли к выводу, что цементация может улучшить однородность и деформацию массивов горных пород. Salimian et al. [28] изучали влияние цементного раствора на характеристики сдвига скальных швов, и результаты показали, что цементный раствор положительно влияет на прочность породы на сдвиг. С уменьшением водоцементного отношения прочность цементного раствора на сжатие увеличивается, но его прочность на сдвиг не обязательно увеличивается.

В предыдущих исследованиях это может указывать на то, что столбчато-сочлененный базальт редко упоминается как инженерный случай фундамента высокой арочной плотины, а также мало ученых, которые проводят исследования по технологии армирования столбчато-сочлененного базальта в качестве основания арки. плотина. Столбчато-сочлененный базальт, использованный в качестве фундамента высокой арочной дамбы, встречается редко. Из-за наличия столбчатых швов и при совместном действии удара, падения и напряжения на месте деформация сдвига часто происходит вдоль забоя выемки с увеличением глубины выемки.Для увеличения сопротивления деформации фундамента, уменьшения воздействия взрывных работ, вызванных земляными работами, раскрытие поверхности трещины в основании плотины, а также для повышения сопротивления проницаемости структурной поверхности и целостности горного массива основания плотины. В соответствии с физико-механическими свойствами столбчато-сочлененного базальта, которые требуют тщательного исследования, принят метод цементации перекрывающих пород для уменьшения скального массива фундамента плотины и выработки котлована при разгрузке отскока и повреждений.Кроме того, столбчатые швы в мелководном базальте открываются за счет релаксации напряжений, и это также решает проблему растрескивания при использовании цементного раствора бетонного покрытия [29–31], эффективно улучшая сопротивление деформации и сопротивление проницаемости структурной плоскости при сдвиге; кроме того, этот подход подходит для использования при непрерывном строительстве фундамента высокой арочной дамбы.

2. Обзор проекта
2.1. Краткое описание проекта

Гидроэлектростанция Байхетань расположена в округе Ниннань провинции Сычуань и округе Цяоцзя провинции Юньнань, ниже по течению реки Цзиньша, основного притока реки Янцзы.Станция связана с гидроэлектростанцией Удонгде и примыкает к гидроэлектростанции Ксилуоду. Расположение Байхетанской ГЭС показано на Рисунке 2.


Заграждение представляет собой бетонную арочную плотину с двойным изгибом с высотой верхней точки плотины 834 м, максимальной высотой плотины 289 м, толщиной арочной крыши 14,0 м, максимальная толщина торца свода 83,91 м, в том числе максимальная толщина расширенного фундамента 95 м. Длина дуги вершины плотины составляет примерно 209.0 м, разделенный на 30 поперечных стыков, и 31 участок плотины. Бетонная подушка установлена ​​выше отметки 750,0 м, основание участка плотины расширено, но продольные швы в дамбе не устанавливаются. Нормальный уровень воды в водохранилище составляет 825 м, а общая вместимость высокого водохранилища составляет 20,627 млрд. М 3 3 . Установленная мощность электростанции — 16000 МВт, среднегодовая генерирующая мощность — 62,521 млрд кВтч.

2.2.Инженерная геология Правобережья
2.2.1. Литология формации

Коренная порода на участке плотины в основном состоит из базальта (P 2 β 3 ~ P 2 β 6 ) формации Эмейшан, которая в основном состоит из микрокристаллических и скрытокристаллических базальтов. Далее следуют порфировидные базальты с миндалевидными кристаллами, с прослоями базальтовых брекчированных лав и туфов. Столбчатые соединения в этом базальте образуют колонны разного размера и длины, которые можно разделить на три типа в соответствии с их характеристиками развития (см. Таблицу 1).Базальты и четвертичные аллювиальные слои в основном обнажаются у основания плотины ниже 600 м на правом берегу. Слои базальта с порами миндалевидной формы выходят на поверхность с P 2 β 3 4 выше отметки 590 м; в P 2 β 3 3-4 , слои обнажения скрытокристаллического базальта на высоте 590 ~ 580 м и ниже на высоте 580 м; в P 2 β 3 3 , слои базальта столбчато-сочлененного типа I с диаметром колонн 13 ~ 25 см и микротрещинами, развитыми внутри колонн.

3 3 60 60 60 высота 545 м, слой P 2 β 3 2-3 — лава брекчия.В P 2 β 3 3 столбчатые базальты с диаметром колонн 13 ~ 25 см в основном обнажаются в правом берегу основания плотины. Выше P 2 β 3 3 — слои P 2 β 3 3-4 скрытокристаллический базальт. Покрытие русла реки — песок, мелкий гравий и беленый камень. Толщина фундамента плотины составляет от 11,8 м до 26,85 м, высота самой нижней коренной крыши — 552.41 мес. Породный массив фундамента в основном состоит из столбчатого базальта первого типа на дне слоя P 2 β 3 3 и брекчированной лавы P 2 β 3 2-3 слой. Подстилающий массив горных пород представляет собой второй тип столбчатого базальта в слое P 2 β 3 2-2 и кристаллический базальт в P 2 β 3 2-1 слой.Глубокая часть (высота до 500 м) представлена ​​брекчированной лавой в слое P 2 β 3 1 и скрытокристаллическим базальтом, порфировым базальтом и кристаллическим базальтом. Толщина брекчированной лавы в слое P 2 β 3 2-3 составляет 6,60 ~ 10,40 м, а высота дна обычно составляет 550 ~ 520 м слева направо. Толщина столбчатого базальта второго типа слоя P 2 β 3 2-2 составляет 25.70 ~ 27,70 м, а высота этажа обычно составляет 520 ~ 490 м слева направо.

2.2.2. Характеристики столбчато-сочлененного базальта

Считается, что охлаждение и сжатие магмы сформировали столбчатые сочленения в районе Байхетанской плотины. Столбчато-сочлененный базальт образован химическими реакциями хлорита, каолинита, эпидота и тремолита, а в заполнителях столбчатых трещин преобладает хлорит. На участке плотины залегает столбчато-сочлененный базальт I типа с высокой плотностью стыков, широкими отверстиями для стыков и волнистыми столбчатыми стыковыми поверхностями, которые обычно разрезают породу на полные колонны; модуль горизонтальной деформации этого базальта составляет 9 ~ 11 ГПа, а модуль вертикальной деформации составляет 7 ~ 9 ГПа.Эти породы имеют серовато-черный цвет и содержат непроходящие микротрещины, помимо столбчатых трещин. Столбчато-сочлененные базальты разделены на гексагональные или другие неправильные призматические формы и одновременно образуют продольные и поперечные микротрещины, а в базальтах имеется много структурных плоскостей с низким падением. Согласно классификации качества инженерно-геологических массивов, при релаксации поверхностного слоя после разгрузки целостность горного массива ухудшается из-за развития трещин.

2.2.3. Геологическое строение

F 14 и F 16 представляют собой круто падающие разломы северо-западного простирания, которые пересекают русло реки под тупым углом и обнажены на нижней правой стороне основания русловой плотины. Русло развивается только в русле С 2 , которое глубоко залегает на 120 м ниже русла реки у основания плотины, с отметкой ниже 430 м.

Зоны дислокации RS 331 , RS 336 , RS 3315 , VS 333 , VS 332 и др.находятся в обнаженном слое фундамента плотины, а остальные зоны дислокации VS 3210 , VS 3215 , VS 3216 и др. заглублены ниже фундамента. За исключением RS 336 , большинство из этих зон дислокации короткие, и большинство из них распределены периодически вдоль слоя потока, что обеспечивает некоторую связь вдоль слоя потока. Распределение столбчатых базальтовых зон и зон сдвига показано на Рисунке 3.


2.2.4. Напряжение грунта

Ориентация максимального горизонтального главного напряжения близка к восточно-западному, что почти перпендикулярно потоку реки.Ориентация минимального горизонтального главного напряжения составляет приблизительно север-юг. Горный массив в диапазоне 0 ~ 40 м ниже поверхности коренных пород (глубина 20 ~ 60 м) находится в состоянии релаксации, что создает зону релаксации напряжений с максимальным горизонтальным главным напряжением 3 ~ 6 МПа. В диапазоне 40 ~ 70 м ниже поверхности коренных пород (глубина 60 ~ 90 м) наблюдается повышенное напряжение с максимальным горизонтальным главным напряжением 6 ~ 12 МПа, вызывающее явление локальной концентрации напряжений. Существует зона концентрации напряжений на 70 ~ 130 м ниже поверхности коренных пород (глубина примерно 90 ~ 150 м) с максимальным горизонтальным главным напряжением 22 ~ 28 МПа и минимальным горизонтальным главным напряжением 13 ~ 15 МПа.

На склоне правого берега залегает частично ненагруженный массив горных пород, залегающий на глубине 200 м. Ориентация максимального горизонтального главного напряжения — это север-юг, который почти параллелен потоку реки, а мелководная поверхность отклоняется к ближайшей горе с севера на северо-восток. Среднее максимальное горизонтальное главное напряжение на прибрежном склоне составляет примерно 6,0 МПа, а среднее минимальное горизонтальное главное напряжение составляет примерно 4,6 МПа. Ориентация первого главного напряжения составляет приблизительно север-юг, с умеренным углом наклона приблизительно 35 ° и величиной 7 ~ 11 МПа.Вторая основная ориентация напряжений — S20 ° E, а угол падения — от умеренного до крутого. Третье главное напряжение имеет следующие свойства: ориентация, N80 ° W; наклон, 21 °; магнитудой 5 ~ 7 МПа.

3. Затирочный материал
3.1. Сырье
3.1.1. Цемент

Обычный портландцемент 42,5R, производимый цементной компанией в Юньнани, используется в этом исследовании. Крупность цемента составляет менее 5% допуска на сито через сито с квадратными отверстиями 80 мкм м.Характеристики соответствуют соответствующим требованиям китайского общего стандарта портландцемента (GBl75-2007). Химические составляющие портландцемента, использованного в этом исследовании, показаны в таблице 2. Начальное время схватывания составляет 155 мин. Время окончательного схватывания 235 мин. 28 d прочность на сжатие 46,3 МПа.


Категория Длина колонны (м) Диаметр колонны (см) Фрагментация горных пород (см) Распределение Примечания
І 2,0 ~ 3,0 13 ~ 25 5 P 2 β 3 2 , P 2 β 3 3 II 0.5 ~ 2,0 25 ~ 50 10 P 2 β 3 2 , P 2 β 6 1 , P 2 24 1 , P 2 β 8 2
Тип III 1,5 ~ 5,0 50 ~ 250 2

3 2 , P 2 β 2 3 , P 2 β 4 1

Неполная обрезка

Химические компоненты SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O16560 91 3O1600 Fe 2 O162 91

3

Потери при возгорании
Содержание (%) 22.3 7,1 4,5 2,4 56,6 2,2 2,5

3,2. Соотношение суспензии и размер частиц

В соответствии с китайским стандартом DL / T5148-2012 (Техническая спецификация на цементный раствор при строительстве гидротехнических сооружений) и экспертами, затирка цементного раствора в отверстии І последовательности и секции II отверстия последовательности с использованием обычного портландцементного раствора, мокрого- Для ямы III последовательности используется цементный раствор.Водоцементное соотношение (массовое соотношение воды и цемента) обычного портландцементного раствора испытывается на четырех уровнях (2: 1, 1: 1, 0,8: 1 и 0,5: 1). Водоцементное соотношение влажного цементного раствора тестируется на четырех уровнях (3: 1, 2: 1, 1: 1 и 0,5: 1). Для метода мокрого измельчения цемента в соответствии с китайским стандартом SL578-2012 (Технический кодекс для экспериментов и применения тонкоизмельченного цементного цементного раствора), оборудование для мокрого измельчения от Института автоматизации Академии наук реки Янцзы Ухань, инструмент GJM– FII, использовался для мокрого измельчения.Образец был взят из цемента, который измельчали ​​три раза (каждый раз по 3 ~ 4 мин) на месте.

Размер частиц влажного цемента был проанализирован с использованием лазерного анализатора размера частиц NSKC-1, оборудование Института автоматизации Академии наук реки Янцзы в Ухане. Был проведен гранулометрический анализ цемента с влажным грунтом, результаты показаны на рисунке 4. Согласно рисунку 4,, и. Согласно требованиям технических условий, учитываемых для мокрого помола, после мокрого помола размер частиц цемента и.Таким образом, данные на Рисунке 4 показывают, что цемент после мокрого помола соответствует требованиям спецификации. После заливки швом І или II трещиноватость породы уменьшается. Согласно спецификации, ширина трещины в горном массиве составляет 0,1 ~ 0,5 мм после соответствующего использования цемента с влажным грунтом. Размер очередного отверстия III может быть уменьшен, поскольку размер зерна цементного раствора мокрого помола невелик и может улучшить способность раствора течь в очень мелкие трещины. В то же время, чтобы увеличить насыщение цементного раствора, водоцементное соотношение цемента с влажным грунтом доводят до 3: 1, а способность суспензии к впрыскиванию увеличивается за счет разжижения раствора и уменьшения размера частиц.


3.3. Характеристики суспензии
3.3.1. Плотность раствора

Плотность раствора является основой для расчета общего количества цементного раствора, а также важным показателем для корректировки водоцементного отношения цементного раствора. В соответствии с китайским стандартом DL / T5148-2012 (Техническая спецификация для цементного раствора при строительстве гидротехнических сооружений), датчик плотности бурового раствора типа 1002 используется для измерения плотности раствора. Плотности раствора для различных соотношений воды и цемента показаны в таблице 3.Таблица 3 показывает, что по мере уменьшения водоцементного отношения плотность раствора увеличивается, и раствор также загустевает. Плотность цемента увеличивается, потому что плотность воды уменьшается.

Плотность

Вт / с 3: 1 2: 1 1: 1 0,8: 1 0,5: 1
1,30 1,53 1,62 1.85

3.3.2. Скорость дренажа

В соответствии с китайским стандартом DL / T5148-2012 (Техническая спецификация на цементный раствор для строительства гидротехнических сооружений), цилиндр цементного раствора объемом 100 мл был измерен под массой объема воды, которая могла бы накапливаться в результате 2-часовой выдержки. осадков, и отношение этого измерения к начальному объему суспензии называется скоростью дренажа. Скорость дренажа может до некоторой степени отражать стабильность раствора.Таблица 4 показывает, что скорость осушения раствора с водоцементным соотношением 3: 1 может превышать 80 ~ 90%, тогда как скорость осушения раствора с соотношением воды и цемента 1: 1 составляет примерно 35%, что указывает на что большая часть воды из тонкого раствора, который был введен в трещины или отверстия в скале во время затирки, слилась. Однако скорость осушения цементного раствора мокрого помола ниже, чем перед измельчением, и чем ниже соотношение воды и цемента, тем больше снижение из-за адсорбируемости частиц цемента.После мокрого шлифования площадь контакта цемента с водой увеличивается, что приводит к снижению скорости отвода воды. Во время фактического процесса заливки цементный раствор вводится в трещины горных пород под большим давлением. Из-за этого эффекта высокого давления период анализа воды сокращается, и выжимается больше воды, поэтому частицы уплотняются более плотно, а прочность суспензии увеличивается.

8
1600 9605 605 6053.3. Прочность на сжатие консолидированного раствора

Ранняя прочность на сжатие раствора в столбчатом базальте определяет способность цементного материала укреплять фундамент плотины, в то время как поздняя прочность уплотненного раствора отражает долгосрочную стабильность арматуры цементного раствора. Измеряли прочность цементного раствора мокрого грунта после 1 часа циркуляции при давлении 5 МПа и обычного цементного раствора при нормальном давлении. Сервопресс для бетона используется для проверки прочности на сжатие консолидированной суспензии размером 7 и 28 дней.Этот метод испытаний называется методом испытания на прочность цементного песка (метод ISO) (GB / T17671-1999). Из таблицы 5 можно сделать вывод, что прочность на сжатие консолидированного цементного раствора с влажным грунтом выше, чем у обычного цементного раствора того же возраста и при нормальном давлении, когда водоцементное соотношение такое же. Под высоким давлением прочность на сжатие консолидированного цементного раствора максимальна, когда водоцементное соотношение составляет 1: 1. Под высоким давлением прочность на сжатие цементного раствора влажного грунта выше, чем у обычного цементного раствора.Эти результаты показывают, что при высоком давлении характеристики цементного раствора лучше, чем при нормальном давлении, а характеристики цемента с влажным грунтом лучше, чем у обычного цемента.


Вт / с 0.5: 1 0,8: 1 1: 1 2: 1 3: 1
Скорость дренажа (%) 915 Перед шлифовкой 15,3 22,5 27,2 54,1 81,2
После шлифования 1,2 18,4 21,8 50,1 79,8 50,1 79,8 79,8 79,8

Свойство Давление Разновидность цемента 3: 1 2: 1 1: 1 0.8: 1 01 95 0.8: 1 0 1
Прочность на сжатие 7 дней (МПа) Нормальный Портландцемент 3.25 4,10 5,40 7,63 11,60
Мелкодисперсный цемент влажного помола 4,21 7,3 12,3 14,5 15,416 9605 15,416 9605 70,8 73,5 75,5 66,2
Мелкодисперсный цемент влажного помола 70,8 94,5 95,1 93,2 69.3

Прочность на сжатие 28 дней (МПа) Нормальный Портландцемент 11,3 15,1 15,9 16,8 12,3 17,4 22,3 23,7 28,6
Высокий Портландцемент 83,4 99,6 102,2 101.6 86,5
Мелкодисперсный цемент мокрого помола 105,8 108,7 111,6 109,7 95,3



926 926 926 926 926 Позиция испытаний

Участок плотины № 25 на высоте 609,76 ~ 590 м включает в себя плоскость постоянного фундамента и имеет следующие характеристики: коэффициент уклона котлована 1: 0,79 ~ 1: 1,27; простирайте N49 ° ~ 52 ° W; длина верхней и нижней стороны, 92.0 м и 94,8 м соответственно; длина откоса 13,5 ~ 16,2 м; и площадью 1367,7 м. Эксперты определили, что испытание цементного раствора перекрывающих слоев основания плотины на отметке 590 м необходимо провести на участке плотины №25 на правом берегу. Участок плотины № 25 включает дорогу шириной 8 м, отметку 590 ~ 587,83 м, наклонную поверхность и каменно-защитный слой толщиной 5 м наверху, простирающийся на 49 ° западной долготы с северной широты и площадью 857,8 м 2 . Расположение участка плотины №25 показано на рисунке 5.


4.2. Процесс затирки

Блок-схема процесса показана на Рисунке 6, а некоторые процессы на строительной площадке показаны на Рисунке 7. Процессы затирки цементного раствора для консолидации покрывающих пород показаны ниже: (1) Резерв 5-метрового защитного слоя перекрывающих отложений: резерв 5-метрового защитного слоя от поверхности основания плотины для защитного слоя перекрывающего слоя с использованием метода закрытия скважины и давления 0,5 МПа для циркуляционной цементации 5-метрового защитного слоя. Когда скорость нагнетания не превышает 1,0 л / мин, можно пробурить отверстие ниже поверхности основания плотины (2) Закрытие отверстия, заливка цементным раствором сегментированной циркуляции сверху вниз: цементация уплотнения под фундаментом плотины предусматривает сегментное бурение сверху вниз инъекция, закрытие отверстия, ступенчатое повышение давления и заливка жидким цементным раствором по всему сечению.Когда скорость закачки составляет не более 1,0 л / мин, заливку раствора можно завершить после 30 мин непрерывной закачки. (3) Свая анкерной штанги: принятая анкерная штанга состоит из 3 анкерных стержней диаметром 32 мм и одиночная длина 12 м, которая размещается на 20 см ниже поверхности цементного отверстия в фундаменте плотины (4) Выемка грунта и удаление тяжелого покрытия: на защитном покрытии скальной породы проводится желто-струйная очистка, а также механические земляные и взрывные работы, чтобы разрыхлить породу до плоскости фундамента (5) Неглубокая труба: следующие 5 м используются для цементирования поверхности фундамента плотины между бурильными трубами, от скважин І до III последовательности; используются трубы диаметром Φ 110 мм, цементирующая труба со стальной трубой Φ 38 мм и шламовая труба со стальной трубой Φ 25 мм (6) Свяжите стальной стержень и залейте бетон на фундамент плотины (7) Заливка бетонного покрытия: давление затирки заливной трубы составляет 3.0 МПа, а скорость закачки не более 1,0 л / мин; затем можно закончить заливку швов


Что касается технологии затирки уплотняющего раствора для создания бетонного покрытия, учитывая, что цементация под высоким давлением приводит к поднятию пласта, растягивающему напряжению в бетоне и растрескиванию бетона, предлагается технология затвердевания перекрывающего слоя. . Во-первых, 5-метровый защитный слой горного массива создается закрытым раствором, который может улучшить давление цементного раствора горного массива ниже плоскости фундамента.Анкерные стержни используются для решения проблемы деформации коренных пород. После удаления защитного слоя данные мониторинга показывают, что диапазон релаксации при взрыве составляет 0,2 ~ 2,2 м, в среднем 1,09 м. Проблема релаксации поверхности решается за счет использования неглубоких грунтовочных труб, своевременного создания бетонного покрытия и последующего заполнения цементным раствором трубы с грунтовкой. Комплексно рассмотрены проблемы деформации коренных пород, релаксации поверхности, затирки уплотняющего раствора и натяжения бетонных конструкций.Завершение затирки уплотняющего раствора перед заливкой бетона обеспечивает условия для строительства заливки бетона, что позволяет избежать перекрестного вмешательства затирки уплотняющего раствора и бетонной конструкции, а также проблем, связанных с множественными входами и выходами оборудования для заливки уплотняющего раствора.

4.3. Slurry Transform

В скважинах І и II водоцементное соотношение (массовое соотношение) при начальном заполнении раствора составляет 2: 1, а в скважине III последовательности используется соотношение воды и цемента (цемент влажного грунта) 3: 1. при первоначальной затирке.Раствор для затирки постепенно превращается из слабого в прочный. Это преобразование следует следующим принципам: (1) Когда давление цементного раствора остается прежним, скорость закачки следует уменьшить; или при постоянной скорости нагнетания, когда давление продолжает расти, не изменять водоцементное соотношение (2) Когда количество впрыскиваемого раствора определенной марки превышает 300 л или время инфузии достигло 30 мин, и давление цементного раствора и скорость закачки не претерпевают значительных изменений, водоцементное соотношение первого сорта раствора следует изменить, чтобы получить более концентрированный раствор. (3) Когда скорость закачки превышает 30 л / мин, раствор может быть с утолщением в соответствии с конкретными условиями строительства

4.4. Давление затирки

Для затирки уплотняющего раствора используется метод сортировки и повышения давления для достижения расчетного давления затирки с использованием поэтапного подхода. Соотношение между скоростью нагнетания и давлением строго контролируется во время цементирования, чтобы не происходило опасного подъема поверхности породы из-за цементного раствора и бетона. Давление затирки защитного слоя составляет 0,5 МПа, а первого участка ниже плоскости фундамента — 0,8 ~ 1,0 МПа. Позже давление затирки постепенно увеличивается на 0.5 МПа на каждую секцию. Максимальное давление затирки составляет 3,0 МПа, давление затирки бетонной направляющей трубы составляет 3,0 МПа (см. Таблицу 6). Стандарт окончания затирки: операцию затирки можно считать завершенной, когда скорость закачки участка защитного слоя не превышает 1,0 л / мин при расчетном давлении. На участках под защитным слоем скорость закачки составляет не более 1,0 л / мин при расчетном давлении, и операция цементирования может быть завершена через 30 минут непрерывной закачки.

9605 91 2560 91 2560 4.5. Расположение отверстий для цементного раствора

Расстояние между отверстиями для заливки уплотняющего раствора составляет и. Скважина перпендикулярна плоскости фундамента и проходит на 25 м ниже плоскости фундамента. Схема расположения отверстий для затирки уплотняющего раствора в перекрывающих породах показана на Рисунке 8.Включаются подъемный динамический контрольный ствол, испытательный ствол, ствол І, ствол II и ствол III. Апертура контрольного отверстия составляет Φ 76 мм; подъемное отверстие для наблюдения за динамической деформацией, Φ 91 мм. Поскольку для отверстий для цементации уплотнения требуются сваи анкерных стержней, диаметр отверстия для заливки уплотняющего раствора составляет Φ 110 мм. Заливка в трубку вводится через стальную трубу с диаметром головки Φ 38 мм, вспомогательным диаметром Φ 25 мм и толщиной стенки трубы 1.5 мм. Буровая установка QZJ-100B-J использовалась для просверливания цементного раствора. Все отверстия для затирки промывают водой под давлением 1 МПа, чтобы очистить трещины. В методе промывки используется открытая промывка, при которой смывается большое количество воды со дна отверстия в область вокруг отверстия, и промывка вращением. Условием завершения промывки бурения является то, что толщина остатков на дне отверстия не превышает 20 см после промывки, и промывка заканчивается, когда вода внутри отверстия становится чистой.


5. Результаты и обсуждение
5.1. Обсуждение количества и проницаемости цементного раствора

Результаты цементации перекрывающего слоя на участке плотины № 25 на правом берегу показаны в Таблице 7. Испытание Lugeon не проводилось на 5-метровом защитном слое перекрывающих пород. В Таблице 7 показаны скважина І последовательности закачки цемента в 25-метровый слой коренной породы при 83,16 кг / м, закачка цемента в скважину II последовательности при 31,57 кг / м на единицу и закачка цемента в скважину III последовательности при 12.92 кг / м на единицу. Таким образом, скорость закачки из скважины последовательности І в скважину последовательности II снижается на 37%, в то время как количество цементного раствора из скважины последовательности II в скважину последовательности III уменьшается на 40,9%. Как показано на Рисунке 9, количество закачиваемого цемента на единицу значительно уменьшается, что соответствует правилу уменьшения количества цементного раствора на единицу, что указывает на то, что трещины эффективно заполняются и процесс затирки имеет хороший эффект. Тест Lugeon был проведен на отверстии для цементирования перед заливкой этого 25-метрового блока коренной породы.Данные в Таблице 8 показывают, что 25-метровый слой коренных пород в среднем имеет скорость проницаемости 23,24 LU в скважине І последовательности, среднюю скорость проницаемости 9,05 LU в скважине II последовательности и среднюю скорость проницаемости 3,84 LU в скважине последовательности III. и уменьшение количества затирки на 38,9% и 42,4% соответственно. Как показано на Рисунке 9, уменьшение удельной проницаемости от ствола І к стволу III также объясняет, что пустоты в породах были эффективно заполнены, блокируя поровые каналы просачивания породы и снижая скорость проницаемости.Постепенное уменьшение водопроницаемости и закачки цемента на единицу количества перед заливкой раствора указывает на то, что метод цементации цементного раствора перекрывающих пород подходит для цементирования столбчатого базальта.


Глубина отверстия (м) -5 ~ 0 0 ~ 5 5 ~ 10 10 ~ 15 15 ~ 20
І (МПа) 0,5 0,8 ~ 1,0 1,0 ~ 1,5 1,5 ~ 2,0 2,0 ~ 2,5 2,5 ~ 3,0
II (МПа) 0,5 1,0 ~ 1,5 ~ 2,0 2,0 ~ 2,5 2,5 ~ 3.0 2,5 ~ 3,0
III (МПа) 0,5 1,0 ~ 1,5 2,0 ~ 2,5 2,5 ~ 3,0 3,0 3,0

    05

  • 606
  • 5

    5

    5

    5


    Отверстие Количество отверстий Глубина затвердевания (м) Впрыск цемента (кг) Единица впрыска (кг / м) Средняя проницаемость LU Примечание

    І 56 140.9 13799.2 97.94 / 5 м защитный слой
    II 97 270.1 4204.9 15.57 / / / / 0,55 /
    Всего 193 538 18074,3 33,6 /
    І
    59 14755 83,16 23,24 25 м коренная порода
    II 101 2525 79721,8 31,57 9,05
    9,05
    9,05
    9,05 3,84
    Всего 203 5075 216270,84 42,61 11,41

    8 9 Диапазон скорости (м / с) Средний минимум (м / с) Средний максимум (м / с) Средняя скорость (м / с) Статистические точки
    До 3333 ~ 5970 4528 5269 4980 2105 После 3448 ~ 6061 4889 5491 5345 1253
    5.2. Обсуждение теста Lugeon

    Тест Lugeon может напрямую отражать проницаемость пласта, которая является основой для оценки пласта на ранней стадии проекта затирки раствора. Согласно китайскому стандарту DL / T5148-2012 Lugeon test (Техническая спецификация на цементный раствор для строительства гидротехнических сооружений), испытательное давление составляет 80% от давления затирки соответствующего участка и составляет не более 1,0 МПа. Формула расчета теста Lugeon приведена на где — проницаемость рабочего участка, Лю; — напор, л / мин; — полное давление, действующее на рабочий участок, МПа; — длина испытательного участка, м.

    Путем сравнения данных испытаний испытательной скважины перед заливкой цементным раствором и проверки качества значения Lugeon после заливки цементным раствором, получаются параметры изменения проницаемости слоя породы фундамента плотины и оценивается эффект цементирования. Перед заливкой цементным раствором были проведены испытания Lugeon на 17 контрольных отверстиях. Давление воды в 89 секциях было больше 4,5 LU в 69 секциях, а степень проницаемости более 3 LU составила 68,5% от всех испытательных скважин. Через 7 дней после окончания затирки были проведены испытание и осмотр Lugeon.В ходе этого процесса для проведения теста Lugeon произвольно пробурили 10 испытательных скважин глубиной 25 м (исключая 5-метровый защитный слой) и 5-метровую секцию, и в общей сложности было рассмотрено 50 секций с водой под давлением. После затирки были собраны результаты испытаний Lugeon, которые показаны на рисунках 10 и 11. Все 50 секций имеют значения Lugeon менее 3 LU, средняя проницаемость испытательной скважины G1-G5 составляет менее 1,5 LU, а средняя проницаемость контрольное отверстие G5-G6 меньше 1.2 LU. После заливки цементным раствором скорость проникновения испытательной секции воды под давлением во всех контрольных отверстиях не должна превышать 3 LU. Очевидно, что проницаемость снижается, а антисептический эффект значительно улучшается. Анализ эффектов показывает, что вес перекрывающих отложений толщиной 5 м может остановить трещинообразование и подъем поверхности основания, вызванные флюидом под высоким давлением. Давление цементного раствора очень важно для устойчивости пласта. Раствор низкого давления не может эффективно заполнить трещины горной породы, и только раствор высокого давления может заполнить небольшие трещины.Вес перекрывающего слоя гидроизоляционного шлама толщиной 5 м может обеспечить эффективное усилие для удовлетворения необходимого давления цементного раствора, чтобы ограничить нарушение пласта. Трещины эффективно заполняются под высоким давлением, что приводит к снижению проницаемости и значительному улучшению антисептических и уплотняющих эффектов.



    5.3. Обсуждение результатов геофизических изысканий

    Акустические испытания являются основой для определения корреляции между физическими и механическими параметрами массива горных пород и обеспечивают эффективные показатели параметров для обнаружения влияния взрывных работ на горные породы; при этом испытании учитываются коэффициент выветривания, коэффициент целостности, коэффициент анизотропии, разломы, карстификация и другие геологические дефекты.Чем выше скорость волны, тем лучше физико-механические свойства и целостность породы. Оборудование для акустических испытаний, используемое в этом исследовании, представляет собой звуковой инструмент rs-st01c, произведенный Wuhan Yanhai Engineering Development Co. Путем сравнения результатов испытаний до и после затирки получают параметры изменения целостности породы и анализируют качество затирки. Бурение смотрового отверстия под заливку проводится через 14 дней после завершения затирки.Волновая скорость свежей нетронутой породы является важным параметром для расчета коэффициента целостности и соотношения скоростей волн выветривания в массиве горных пород.

    Согласно ранней статистике акустических испытаний внутренних пород, средняя скорость волны брекчированной лавы составляет 4272 м / с, а диапазон для базальта составляет 5132 ~ 574 м / с. В таблице 8 показаны изменения скорости волны до и после заливки раствора. Таблица 8 показывает, что скорость волны в 17 испытательных скважинах перед заливкой раствора колеблется от 3333 м / с до 5970 м / с при средней скорости волны 4980 м / с.После заливки цементным раствором для акустических испытаний просверливаются 10 случайных контрольных отверстий с диапазоном скорости волны от 3448 м / с до 6061 м / с и средней скоростью волны 5345 м / с. Согласно средней скорости волны 4980 м / с до затирки и 5345 м / с после затирки, средняя скорость увеличения скорости волны после затирки составляет 7,3%. Более того, диапазон скоростей волны, средняя минимальная скорость и средняя максимальная скорость увеличиваются из-за цементации, что указывает на улучшение целостности породы.Согласно рисунку 12, до заливки раствором скорость волны составляет 79,9%, а скорость <4200 м / с составляет 8,2%. После затирки составило 94,8%, а <4200 м / с - 1,4%. Согласно нормативам акустического контроля скальной массы фундамента плотины, предусмотренным в проектной документации, более 90% столбчатого базальта должны иметь скорость более 4500 м / с, а менее 5% - менее 4200 м. / с после затирки, чтобы соответствовать стандарту проверки горной массы. Рисунок 12 показывает, что для начальной скорости более 5000 м / с коэффициент волновой скорости цементного раствора увеличился на 25.6%; для начальной скорости менее 5000 м / с волновая скорость степени заполнения упала примерно на 50%; а для начальной скорости менее 5000 м / с скорость волны уменьшилась после цементирования. Из-за заполнения трещин, трещин и зон разломов скорость волны увеличилась, показывая, что эффект цементирования очевиден.


    Модуль деформации является важным параметром горной массы для анализа теории устойчивости и инженерного проектирования. В частности, при условии деформации в качестве стандарта контроля устойчивости определение модуля деформации напрямую определяет результаты анализа устойчивости к деформации.Дилатометр Probex-1 производства канадской компании Roctest используется для определения модуля деформации при входе в скважину. Дилатометр косвенно измеряет радиальную деформацию массива горных пород за счет гибкого повышения давления. Семь контрольных отверстий были испытаны для определения изменения модуля деформации перед заливкой цементным раствором, а 5 контрольных отверстий были испытаны после заливки раствором. Данные представлены в Таблице 9. Таблица 9 показывает, что средний модуль деформации до заливки раствором составляет 8,56 ГПа, а средний модуль деформации после заливки раствором равен 8.71 ГПа; средний модуль деформации после затирки на 1,7% выше. Как показано на Рисунке 13, коэффициент модуля деформации увеличился на 11,4% до 12 ГПа после цементирования, а отношения 8 и 10 ГПа снизились на 1,9% и 7,1% по сравнению с 6 ГПа, соответственно. Улучшение модуля деформации породы в основании плотины указывает на то, что величина сопротивления горной массы увеличивается, а деформация уменьшается, что косвенно указывает на улучшение физических свойств породы и улучшение механических свойств.Однако модуль деформации пласта после цементирования увеличился до 12 ГПа. Анализ показывает, что целостность породы относительно хорошая, поскольку данные модуля деформации перед заливкой раствора концентрируются в диапазоне 8 ~ 10 ГПа, поэтому увеличение модуля после заливки является относительно небольшим.

    9605
    5.4. Обсуждение мониторинга подъема пласта

    Значение мониторинга подъема является важным контрольным показателем, отражающим влияние цементного раствора на пласт во время строительства. На этой испытательной площадке расположены две подъемные смотровые скважины.Глубина отверстия 3 м больше, чем отверстие для затирки уплотняющего раствора, а его диаметр составляет Φ 91 мм. Измерительные приборы встроены для мониторинга, и они включают измерительную трубу ( Φ 25 мм) и внешнюю трубку ( Φ 73 мм). Нижний конец закрепляется в бетоне, местный слой поднимается, внутренняя труба перемещается, и индикатор часового типа будет записывать данные. Ручная запись данных мониторинга подъема используется для мониторинга подъема, и показания записываются каждые 5 ~ 10 минут.Подъемная деформация отслеживается и фиксируется во время затирки швов и уплотнения водой, допускается подъем коренных пород на высоту не более 200 м. При заливке швов величина подъемной деформации варьируется от 11 до 31 мкм м, что не превышает проектных требований ТУ. На Рисунке 14 показан измеритель ручного контроля подъема, встроенный в поле.


    5.5. Обсуждение керна породы и камеры для отверстий

    После заливки цементным раствором керны берутся из 10 контрольных отверстий, некоторые из которых показаны на Рисунке 15.На Рисунке 15 показано, что трещины в горных породах эффективно заполняются уплотненным шламом, а материалы для затирки плотно связаны с окружающими породами с очевидным явлением полной консолидации. Во время бурения не наблюдается обрушения, и собираются неповрежденные образцы керна длиной до 1,2 м, как показано на Рисунке 15.


    Для получения изображений используется панорамный формирователь изображений JL-IDOI производства Wuhan Himalaya Digital Imaging Technology Co. контрольные отверстия, как показано на рисунках 16 и 17.На Рисунке 16 показана типичная структура трещин в некоторых испытательных отверстиях перед заливкой цементным раствором. На рис. 16 (д) видно, что некоторые трещины имеют ширину до 10 см. Некоторые породы также заполнены кварцем. Скала основания плотины содержит горизонтальную трещину, вертикальную трещину и зону разрушения. На Рисунке 17 показаны типичные примеры заполнения некоторых пробных отверстий консолидированной суспензией после заливки цементным раствором. Рисунки 17 (a) и 17 (b) показывают, что как крутые наклонные трещины, так и отверстия заполняются эффективно, а заполнение консолидированной суспензией, а также микротрещины и нарушенные зоны можно увидеть на рисунках 17 (c) –17 (f). .

    6. Полевое приложение
    6.1. План строительства

    Затирка перекрывающего слоя используется для цементации участков фундамента плотины №19 ~ №25 (ниже платформы 590 м), в то время как покрытие не используется для цементации уплотнения участка плотины №25 (выше платформы 590 м). ~ # 31. Метод заливки цементным раствором по-прежнему представляет собой цементный раствор для уплотнения перекрывающих пород, расстояние между рядами отверстий составляет и, а глубина отверстия для входа в горную породу обычно составляет 15,00 ~ 30,00 м; участок застройки конструктивной плоскости и прилегающая территория занавесочной линии локально соответствующим образом заглублены.Процесс строительства: подъем контрольного отверстия → контрольное отверстие перед заливкой раствора → последовательное отверстие I → последовательное отверстие II → последовательное отверстие III → контрольное отверстие после заливки раствором. Общий процесс строительства участков плотины №19 ~ №25 показан на Рисунке 18. Станции по производству и хранению жидкого навоза расположены на стороне выше по потоку от основания плотины и соединены с площадкой для цементирования посредством отвода трубопровода.


    6.2. Количество закачиваемого цемента и водопроницаемость

    Для определения количества закачиваемого раствора используется отметка основания плотины на правом берегу, на 590 м ниже цементного раствора консолидации перекрывающих пород.Последовательность затирки I ямы — 25915 м; Последовательность заливки II скважины — 50690 м; Последовательность затирки III ствола — 25045 м; Последовательность заполнения IV скважины (шифрование) цементной ямой составляет 49690 м. Средняя проницаемость отверстий для цементирования в каждой последовательности основания плотины и количество закачиваемого цемента на единицу показано на рисунках 19 и 20.



    7. Выводы

    Затирка цементного раствора перекрывающей породы решила такие характеристики, как легкая релаксация, прочность уменьшение и увеличение проницаемости столбчато-сочлененного базальта после разгрузки.Кроме того, цементное уплотнение перекрывающих пород улучшает целостность и непроницаемость породы фундамента плотины и имеет следующие преимущества: (1) Затирка для уплотнения перекрывающих пород устраняет влияние столбчатого соединенного базальта, ограничивает релаксацию поверхностного слоя и усиливает изначально плохую целостность массива горных пород. Усиливается недостаточная несущая способность основания плотины, что вызвано деформацией. Затирка цементного раствора перекрывающего слоя через оставшийся 5-метровый защитный слой и сваю анкерных стержней после затирки снижает влияние столбчатых швов в базальте.После выемки защитного слоя эффект релаксации столбчатой ​​базальтовой поверхности снижается за счет цементации труб. Технология затирки подходит для геологических характеристик столбчатых базальтов. После строительства с цементным раствором проверка после цементации показывает, что эффект затирки соответствует требованиям несущей способности фундамента арочной плотины, обеспечивая успешную новую технологию затирки уплотняющего раствора (2). Эффект затвердевания перекрывающих пород является значительным.Всего имеется 10 контрольных лунок с 50 секциями, и все 49 секций теста Lugeon имеют размер менее 3 LU. После затирки предыдущий показатель испытательного участка с водой под давлением с более чем 99% контрольных отверстий составляет не более 3 LU. Средняя скорость волны до затирки составляет 4980 м / с, средняя скорость волны после затирки составляет 5345 м / с, а увеличение скорости волны из-за затирки составляет 7,3%. Средний модуль деформации до затирки составляет 8,56 ГПа, а средний модуль деформации после затирки составляет 9.9 ГПа. Средний модуль деформации после затирки на 13,5% выше. Значение контроля подъема колеблется от 11 до 31 мкм м и не превышает проектный предел 200 мкм м. Образцы керна извлечены целыми и имеют длину до 1,2 м. Кроме того, во время затирки уменьшается просачивание. По сравнению с цементным раствором уплотнения бетонного покрытия, этот новый подход может избежать неблагоприятных последствий повреждения при сверлении встроенного контрольного прибора и трубы охлаждающей воды и определить влияние подъема цементного раствора на качество бетона, поэтому он имеет хорошую применимость (3) Заливка цементным раствором перекрывающих пород решает проблему непрерывного строительства.После выемки верхней поверхности защитного слоя вскрыша с затиркой уплотнения имеет большую площадь организации строительного ресурса. Строительство завершается до заливки бетона, и строительные ресурсы есть на месте одновременно. После затирки уплотняющего раствора, заливки цементным раствором (по мере необходимости) и строительства испытательной скважины требуется лишь небольшое количество ресурсов для неглубокого осмотра после выемки защитного слоя породы. По сравнению с затратами цементного раствора для бетонного покрытия, потери строительных ресурсов исключаются, а эффективность строительства высока (4) Этот новый процесс применяется к участкам плотины №19 ~ №25 правого берега Байхетанской гидроэлектростанции. станции (ниже платформы 590 м).Успешное применение технологии строительства цементного раствора с уплотнением перекрывающих пород обеспечивает мощный эталон для большего количества проектов по цементированию уплотняющих плотин, что имеет большое значение для популяризации этого подхода.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


    До / после заливки раствором Диапазон модуля деформации (ГПа) Средний минимум (ГПа) Средний максимум (ГПа) Средний модуль деформации 60 баллов (ГПа) 91

    До 5.50 ~ 13,42 7,46 9,9 8,56 75
    После 5,73 ~ 13,26 7,69 10,41 8,71 8,71