Технології посилення основ та фундаментів. Лекція 4

1. Технології посилення основ та фундаментів

ТЕХНОЛОГІЇ ПОСИЛЕННЯ
ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ
Лекція 4
з дисципліни «Проектування реконструкції
будівель та споруд"

2. Критерії вибору варіантів посилення

(У порядку переваги):
тривалість робіт,
наведені питомі витрати,
трудомісткість,
вартість та ін.

3. Методи посилення фундаментів

Цементація порожнин
Часткова заміна
Пристрій обійм
Поширення підошви
Підведення додаткових елементів (плит, стін)
Підведення паль
Влаштування «стіни в грунті»
Зміна розрахункової схеми (перебудова стовпчастих
фундаментів у стрічкові, стрічкові в плитні).
Повернення фундаменту, що просів, в початкове
положення

4. Методи посилення існуючих фундаментів

Зміцнення тіла фундаменту;
Збільшення розмірів фундаментів дрібного закладення та
підведення під них нових конструктивних елементів;
Обмеження бічного розпору грунту навколо стовпчастих
фундаментів шляхом занурення круглого (з двох напівкілець) або
квадратного і прямокутного (з двох коробчастих елементів)
колодязів опускних нижче позначки підошви;
Посилення фундаментів з передачею навантажень на додаткові
фундаментні конструкції глибокого закладання (палі та ін.);
Підвищення міцності фундаментів на продавлювання за рахунок
закачування під їх підошви цементного розчину через
просвердлені в кладці отвори та створення жорстких цементнокам'яних опорних елементів.

5. Закріплення бутової кладки фундаменту цементацією

1 - фундамент, що посилюється;
2 - ін'єктори для нагнітання рухомого (рідкого) цементного розчину
3 – напливи розчину;
4 – цегляна стіна.

6. Закріплення цегляної та бутової кладки торкрет-бетоном

1.
2.
3.
4.
5.
- існуючий фундамент, що має розшарування кладки;
- цегляна стіна із зруйнованим поверхневим шаром;
- Набризк бетонної суміші під високим тиском;
- цемент-гармата (або бетон-шприц-машина);
- Поверхня, що торкретується.

7. Закріплення бетонних (залізобетонних фундаментів, що мають тріщини синтетичними смолами).

1- існуючий фундамент, що має вертикальні та горизонтальні тріщини; 2 – тріщини; 3 – цегляна стіна;
4 - ін'єктор для нагнітання компаунду із синтетичних смол під тиском 0,6-1,2 МПа; 5 - борозна
шириною 35-40 мм, виконана дисковою пилкою або відбійним молотком; 6 - отвір, пробурений
перфоратором на глибину 100-150 мм.

8. Збільшення розмірів фундаментів дрібного закладання та підведення під них нових конструктивних елементів; б) зі збільшенням

глибини закладання

9.

Збільшення розмірів фундаментів дрібного закладення та
підведення під них нових конструктивних елементів
а) без зміни глибини закладення
а - прикладкою вперев'язку; б, г – бетонними обоймами; в – залізобетонними обоймами; 1 –
стіна; 2 - нова кладка вперев'язку зі старою; 3 – стара кладка; 4 – металеві штирі; 5 бетонна обойма; 6 – залізобетонна обойма; 7 - щебенева підготовка; 8 – бетонні банкети;
9 – робоча балка; 10 – розподільна балка; 11 - зачеканка литим бетоном

10. Приклади посилення стрічкових фундаментів

1. Існуючі фундаменти;
2. бетон посилення класу В15;
3. двотаври або швелери №16 з кроком
до 2 м у шаховому порядку;
4. куточки 100х10 завдовжки 0,5 м;
5. ущільнений щебенем грунт;
6. штраби 150х150 у шаховому порядку;
7,8. розподільна або опорна балка у
вигляді швелера
№16;
9. сітка зі стрижнів діаметром 8 мм з
коміркою 150х150;
10. стрижні 10 АI;
11. штирі-зв'язки у шаховому порядку

11. Схема розбивки на ділянки стрічкового фундаменту, що посилюється, при його перезаглибленні підбетонкою.

1 участок
3 участок
5 участок
2 участок
4 участок
2 м
2 м
2 м
2 м
2 м
Существующий фундамент

12. Схема разбивки фундаментов здания на захватки

а - осадова криниця; 1, 2, 3 - захватки 1-ї ділянки;
1, 2, 3 - захватки 2-ї ділянки; I, II, III, IV - захватки 3-ї ділянки

13. Загальна схема організації робіт із посилення бутових стрічкових фундаментів із збільшенням площі підошви

1 – стрічковий
транспортер;
2 - підгорнутий ґрунт для
зворотного засипання;
3 – тимчасові кріплення
стінок котловану;
4 - майданчик для
приймання бетону;
5 – екскаватор;
6 - котлован із укосами
без кріплень

14. -

15. Схема розширення підошви фундаменту (з епюрами тиску в площині підошви) за Б.І.Далматовим

1 – існуючий фундамент; 2 – конструкція розширення; 3 – арматура; 4 –
епюра тиску до розширення; 5 - епюра тиску після розширення та
довантаження фундаменту

16. Схема посилення кладки стрічкового фундаменту без розширення підошви (а) та з розширенням підошви (б)

1 – фундамент; 2 – тріщини на сходах; 3 – поздовжня балка; 4 –
контрфорс; 5 – сорочка; 6 – рандбалка; 7 – стіна будівлі; 8 – сталевий
ригель; 9 – клин; 10 – стійка; 11 – монолітний бетон; 12 - плита

17.

Збільшення опорної площі за допомогою монолітної залізобетонної плити
1 – фундамент; 2 – тріщини на сходах; 3 – продольна балка; 4 – контрфорс; 5 – сорочка; 6 –
рандбалка; 7 – стіна будівлі; 8 – сталевий ригель; 9 – клин; 10 – стійка; 11 – монолітний
бетон; 12 - плита

18. Можливий випор ґрунту при відкопуванні траншеї до підошви існуючого фундаменту (при посиленні з використанням традиційних

технологій)

19. Посилення фундаменту з обтисненням основи елементами розширення

а - вдавлювання елементів розширення під підошву фундаменту; б – фундамент
після розширення: 1 – існуючий фундамент; 2 – колона; 3 – підкоси; 4 – рама;
5 – котлован; 6 - наполеглива конструкція; 7 – домкрат; 8 – елементи
розширення; 9 - залізобетонна обойма; 10 - обжата основа.

20. Посилення фундаментів додатковими блоками, що обтискають ґрунти основ при їх повороті (за Н. І. Страбахіним):

1 – існуючий фундамент; 2 - щілина, що розкривається при повороті блоків;
3 – залізобетонний блок; 4 – анкерне кріплення; 5 - отвори для анкерів

21. Посилення фундаменту вдавлювання блоків з одностороннім скосом

а – підготовка блоків до вдавлювання; б - вдавлювання блоків з одностороннім скосом в
основу фундаменту; в- заводка блоків з одностороннім скосом під підошву фундаменту;
г – фундамент після посилення; 1 – існуючий фундамент; 2 - блок з одностороннім
скосом; 3 - клини; 4 – колона; 5 - наполеглива конструкція; 6 – гідравлічний домкрат; 7 –
котлован; 8 – розчин; 9-пристосування для горизонтального стягування блоків; 10 –
бетон; 11 - залізобетонна обойма; 12 - обжата основа

22. Способи підведення конструкцій під фундаменти

а -окремі стовпи; б -суцільні стіни; в - стовпи з шаховим розташуванням; г –
залізобетонні плити; 1 – фундамент; 2 – стовп; 3 – шурф; 4 – суцільна стіна; 5 –
плита; 6 – арматурний каркас

23. Способи посилення пристроєм паль

Підведення паль під підошву фундаменту
Посилення палями, що вдавлюються.
Пересадка на виносні палі

24. Посилення стрічкового фундаменту за допомогою виносних паль, що задавлюються.

1-існуючий фундамент;
2 – металеві трубчасті
палі;
3 – арматурний каркас
оголовка палі;
4-головок;
5 – залізобетонна
балка;
6-стіна;
7 - отвори

25. Послідовність робіт при розташуванні паль під фундаментом:

уривка та закріплення укосів шурфів по фронту фундаменту в місцях
розташування паль;
видалення ґрунту з-під фундаменту (з використанням шурфів);
посилення фундаменту наддомкратними балками, в які впиратимуться домкрати;
монтаж обладнання (гідравлічної установки з домкратами та насосами);
розміщення під штоком домкрата головної секції палі та задавлювання її в ґрунт;
нарощування палі черговою секцією палі;
задавлювання всіх наступних секцій;
заповнення порожнини палі бетоном;
подовження палі двома швелерами до упору їх у низ наддомкратної балки
(швелери з'єднують зі своїм зварюванням);
введення палі в роботу з попередньою напругою (навантаженим домкратом);
установка клинів у зазорі, що утворився між подовжуючим палю швелерами і
наддомкратною балкою;
фіксування клинів у зазорі зварюванням;
демонтаж домкратів;
заповнення шурфу.

26. Посилення фундаментів виносними палями

а - посилення стрічкового
фундаменту палями,
розташованими з двох сторін
фундаменту;
б - те саме, з розташуванням
паль з одного боку;
г-варіанти посилення
стовпчастих фундаментів;
1 - фундамент, що посилюється;
2 – палі; 3 – ростверк; 4 –
рандбалок; 5 – поперечна
балка; 6 - важільний ростверк

27. Посилення фундаментів набивними палями, виконаними методом гвинтового продавлювання

-
а – з уривком котловану; б - без уривки котловану; 1 – існуючий
фундамент; 2 – палі; 3 - слабкий ґрунт; 4 - зона ущільненого ґрунту;
5 - шар міцного ґрунту; 6 – котлован; 7 - залізобетонна обойма

28. Етапи робіт з посилення стрічкових фундаментів набивними палями

1 – фундамент; 2 – шурф; 3 –
кріплення шурфу;
4 - балка, що розвантажує;
5 – стіна; 6 – слабкий ґрунт; 7 –
міцний ґрунт;
8 – свердловина для палі;
9 – буронабивна паля;
10 – поздовжня балка;
11 – поперечна балка;
12 – отвори в підсилювальному
фундаменті;
13 – домкрат;
14 – залізобетонний ростверк

29. Влаштування короткої палі-шпори та залізобетонної плити

1 – стіна; 2 – залізобетонна плита; 3 - ін'єктований цементний розчин; 4 паля в кондукторі; 5 - розширена частина палі; 6 – дерев'яний лежень;
7 – бутовий фундамент

30. Посилення фундаментів з використанням паль

а - багатосекційні палі вдавлювання з двосторонньою балкоюупором;

31. Конструкції паль «МЕГА»: а палі залізобетонні; б палі з металевих труб

1 залізобетонний розподільчий елемент; 2 підпірка; 3 головний елемент;
4 рядовий елемент; 5 нижній елемент; 6 заглушка; 7 фрезеровані торці;
8 зварювання по контуру; 9 знімається по контуру труби фаска

32. Етапи (1-3) робіт з посилення фундаментів палями типу «МЕГА»

1 - існуючий фундамент; 2 - розподільчий елемент;
3, 4, 5 - головний, нижній та рядовий елементи палі; 6 - домкрат; 7 - сталеві
пластини; 8 - підкладки; 9 - підпірки; 10 - розподільна балка; 11 - гідронасос

33. Посилення стрічкових фундаментів двома рядами паль типу «МЕГА»

1
200 150
1
300
550
1
3
2
300
550
3
2
4
25
2
1 - існуючий фундамент; 2 - впресовані палі типу «МЕГА»;
3 - залізобетонні балки-ростверки; 4 - стяжні болти

34. Схема тимчасового кріплення стіни або колони при розробці ґрунту навколо фундаменту

1
2
3
4

35. Посилення стовпчастих фундаментів із передачею навантаження на палі

1
5
L
1200-2000
200
4
2
3
6
7
1 - існуючий фундамент; 2 - паля; 3 - арматурний каркас; 4 - сталеві балки; 5
- тяжі; 6, 7 - слабкий та міцний ґрунти

36. Схеми перебудови стовпчастих фундаментів у стрічкові (а) та стрічкових - у плитні (б)

1 – стовпчастий фундамент; 2
– залізобетонна
перемичка;
3 – арматурні каркаси;
4 – розширена частина
залізобетонної перемички;
5 – стрічковий фундамент; 6 –
отвори в стрічковому
фундаменті; 7 - плита, що
підводиться;
8 – пропуски плити під
стрічковим фундаментом

37. Спосіб одночасного обтиснення бетону підсилення навколо фундаменту та ґрунту (за авторським свідоцтвом № 628233)

1 - існуючий фундамент;
2 - гнучка опалубка з плетеної сітки з
осередками 1-2 см;
3 - поперечна балка;
4 - розподільна балка;
5 - прокладка;
6 - обтискний щит;
7 - стяжний болт;
8 - ущільнений ґрунт основи

38. Посилення фундаментів опускними колодязями: а - положення колодязя до занурення; б - те саме, після занурення

а)
1
2
1
1
2
300
3
б)
1
2
4
5
1 існуючий фундамент; 2 опускний залізобетонний колодязь; 3 ніж; 4
кільцева траншея; 5 маловологий пісок

39. Пробивання отворів

-

40. Удосконалені методи посилення фундаментів на основі традиційних

а - будову збірних чи монолітних рам у підвалі; б, в - виносні консолі та плити

41. Инъекционное закрепление грунта под подошвами существующих фундаментов возле ограждения

1 фундамент; 2 буроинъекционные сваи; 3 защитная стенка

42. Буроинъекционный комплекс в процессе изготовления сваи

1 - емкость для цементного раствора; 2 - глиномешалка; 3 - мерный бак; 4 - растворный насос; 5 промывочный насос; 6 - нагнетательный трубопровод; 7 - емкость для глиняного раствора; 8 шламоотделитель; 9 - буровой станок; 10 - кондуктор; 11- буровой инструмент; 12 - бурильная труба

43. Влаштування похилих буроін'єкційних паль з двох сторін фундаменту

44. Влаштування буроін'єкційних паль при односторонньому бурінні свердловин для посилення фундаменту

45. Графік випробувань буроін'єкційних паль на дослідному майданчику

1 - без опресування; 2,3 - з опресуванням, відповідно, 0,2 та 0,4 МПа; 4 - з
опресуванням високовольтними розрядами; 5 - двох похилих паль

46. Системи струминної технології

Проста система передбачає використання монітора також для
ін'єкції. Ін'єкційна суміш подається через одне сопло або через
кілька, причому струмінь виконує одночасно функції розробки
ґрунту та його зміцнення при заповненні порожнини.
Подвійна система включає у складі монітора дві коаксіальні труби,
якими роздільно транспортуються до соплам ін'єкційна суміш і
повітря. Струменя при цьому захищається сорочкою зі стисненого
повітря, що підвищує ефективність методу.
Потрійна система є складнішою, але найефективнішою. У нижню
частину монітора по самостійних трубках подаються вода, повітря
та ін'єкційна суспензія. Струмінь води захищається повітрям і
руйнує грунт, а в порожнину, що створюється, ін'єкційна суміш
подається при більш низькому тиску через окреме сопло.

47. Типи опор, що виконуються за допомогою струминної технології

а)
б)
в)
г)
д)
е)
ж)
з)
а - круглого поперечного перерізу; б - те саме, з розширеннями;
в - трилопатева; г - чотирилопатевий (хрестоподібний переріз); д - те саме, з
похилими лопатями;
е - трилопатева з поперечними дисками;
ж - з гвинтоподібними лопатями; з - коренеподібна

48. Посилення основ будівель та споруд з використанням струменевої технології

а - підпірна стіна берегового устою моста через Дунай; б – пам'ятник військової архітектури
у Відні (казарми Россауер); 1 - буровий верстат SC-1 (Кеller); 2 – існуючий фундамент; 3
– дерев'яні палі; 4 - укріплені масиви ґрунту; 5 - щаблі спуску; 6 - підпірна стіна каналу

49. Приклад складної реконструкції будинків на слабких ґрунтах

1 - існуюча будівля на слабкому
ґрунті;
2 - сталеві грати;
3 – трубобетонні палі;
4 - набивні палі;
5 - підпірні стінки;
6 - ґрунтові ін'єкційні анкери

50. Комплексне посилення несучих конструкцій, включаючи фундаменти (пам'ятки архітектури у Римі)

51. Системи струминної технології

Фірма
Система
проста
подвійна
потрійна
TREVI
T1
T2
T3
TREVI
HDI-1
HDI-2
HDI-3
KELLER
SOILCRETE-S
SOILCRETE-D
SOILCRETE-T
INSOND
RODINJET-1
RODINJET-2
RODINJET-3
HORLESSBERGE
R
GROUTJETTING
-
-
SONDERBAU
JET-GROUTING
-
-