Выбор способа усиления фундамента

Для проверки возможности использования фундаментов существующего здания с целью увеличения нагрузки при реконструкции необходимо определить:

1) Среднее давление на основание до реконструкции объекта (по заданию);

2) Расчетное сопротивление грунта основания до реконструкции (ранее вычисленное значение);

3) Среднее давление на фундамент до реконструкции объекта (ранее вычисленное значение);

4) Коэффициент , учитывающий изменение физико-механических свойств грунта.

Т.к 96,9%>80%, то

5) Расчетную осадку фундамента от действующих нагрузок до реконструкции

6) Предельную осадку фундамента для реконструируемого здания

7) Коэффициент исходя из отношения предельной осадки к допустимой:

По таблице 4.1 [1] определяем значение коэффициента для супесей, которое получаем равным:

8) Новое расчетное сопротивление грунта основания с учетом изменения его свойств за период эксплуатации:

9) Нагрузку после реконструкции фундамент: увеличиваем на 30% заданную нагрузку до реконструкции и получаем её равную:

10) Новые размеры фундаментной подушки для нагрузки

Предварительное определение размеров фундамента в плане производится с учетом расчетного сопротивления грунта основания R. Площадь подошвы фундамента любой формы в плане при центральной из нагрузке определяем по формуле (3.4):

Фундамент ленточный, тогда

Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле (3.5):

где b = 2,1 м – ширина подошвы фундамента;

– коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. П-14 [1], из которой:

K – коэффициент, принимаемый равным 1,1;

M_g, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения по табл. П-15 [1]: , , .

K_z – коэффициент, принимаемый равным 1.0 (b < 10 м);

– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на 0,5b, что для нашего случая равно 1,05м, следовательно

– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундаментов, равное

С_II = 18,6 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего ниже подошвы фундамента;

d₁– приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (3.6):

h_s= 0,4 м; g_cf= 20 кН/м³; h_cf= 0,1 м

d_b– глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала. Так как в нашем случае ширина подвала меньше 20 м, то имеем d_b= 0,43м.

Получаем расчетное значение сопротивления грунта равным:

Для ширины фундамента b= 2,1 м среднее давление по подошве определим по формуле (3.7):

Принимаем ширину подошвы фундамента b= 1,9 м:

; ; ;

При расчёте центрально нагруженных фундаментов должно выполняться условие: расхождение не должно превышать 5%.

326,08<337,31 и . Условие выполняется и расхождение 4,5%<5%, что допустимо. Фундаменты подобраны правильно.

По результатам расчётов получаем, что первоначальную фундаментную плиту шириной необходимо увеличить до размера , т. е. на с каждой стороны. Вопрос об увеличении опорной площади будем решать при помощи устройства железобетонной обоймы (см. рис. 5.1).

Рисунок 5.1 Усиление ленточного фундамента устройством железобетонной обоймы:

1 – железобетонная обойма

2 – арматурный каркас

3 – поверхность фундамента, подготовленная к бетонированию

4 – зона уплотненного грунта

5 – усиливаемый фундамент

Усиление путем устройства железобетонной обоймы

Усиление фундаментов железобетонными обоймами с виду простоты и по надежности устройства получило широкое распространение в практике. Обоймы, устраиваемые без углубления фундамента, могут выполняться как без увеличения площади подошвы, так и с ее уширением. По материалу они могут быть бетонными и железобетонными. Последние более надежны, так как охватывают усиливаемый фундамент, обжимая его при усадке бетона.

Обоймы без увеличения площади подошвы фундаментов устраиваются редко. Их применяют в тех случаях, когда тело фундамента имеет недостаточную прочность, а его подошва и основание находятся в хорошем состоянии.

Обоймы с увеличением площади подошвы фундамента устраиваются в фундаментах мелкого заложения, выполненных из различных кладок, бетона или железобетона. Изготовление обойм возможно как на всю высоту фундамента, так и на часть высоты.

Применяют данный способ при необходимости увеличения нагрузки на фундамент и недостаточной несущей способности основания. По этим причинам обоймы достаточно часто используют для усиления бутовых и бутобетонных фундаментов при надстройке или других видах реконструкции зданий старой постройки. Обоймы устраивают как в подвальных, так и бесподвальных зданиях.

Технология усиления фундамента железобетонной обоймой следующая. Поверхность фундамента очищают от загрязнений и насекают для лучшего сцепления бетонной смеси обоймы с фундаментом. По периметру фундамента устанавливают арматуру в соответствии с проектом усиления. Предпочтительно использовать заранее изготовленные плоские арматурные каркасы, соединяемые электросваркой в объемный каркас, фиксируемый вокруг колонны. Затем устанавливают разборно-переставную опалубку из щитов и бетонируют, уплотняя бетонную смесь наружными вибраторами. Целесообразно бетонировать обойму методом инъецирования мелкозернистой бетонной смеси, нагнетаемой в опалубку через инъекционные отверстия в щитах. Если обойма небольшой толщины, инъецируют цементно-песчаный раствор.

Для связи наращивания и обоймы с телом усиливаемого ленточного фундамента применяют анкеры диаметром 20-25 мм через 1-1,5м. Анкеры устанавливают в просверленные отверстия на цементном растворе. Они могут быть сквозными или глухими.

При установке арматуры, опалубки и бетонировании необходимо соблюдать технологические требования.

8. Технико-экономическое сравнение вариантов ленточных фундаментов