Правильно побудований фундамент сам по собі - конструкція міцна і довготривала, і посилювати його необхідності немає. Але при виникненні несподіваних негативних природних або техногенних процесів (землетрус, повінь, розмивання шару підгрунтя і т.д.) фундамент може деформуватися або частково зруйнуватися, і в таких випадках потрібно проводити посилення стрічкового фундаменту. Крім того, фактор часу теж не можна виключати зі списку можливих ризиків - вивітрювання, корозія армованих конструкцій, гниття деревини і вилуговування бетону при тривалій експлуатації житла неминуче, і, якщо вдома вже багато років, варто подумати про те, які методи посилення фундаментів можна застосувати в конкретному випадку.
Чому слабшає фундамент
Так як будь-які руйнують впливу відбуваються не в усьому обсязі підстави, а на локальних ділянках фундаменту, то методи посилення фундаментів і місця, які потрібно підсилювати, будуть різними і відмінними один від одного. Найпоширеніші деформації грунту - осаду, прогин, провал, розмивання - призводять до появи тріщин у фундаменті. внутрішнім і зовнішнім деформацій, нестійкості будівлі і скоротити термін його експлуатації.
Природні причини, що викликають знос будматеріалів існуючого фундаменту:
- Деформування ухилом ділянок, особливо при наявності зсувів;
- Збільшена і нерівномірне навантаження на підставу від ваги будівлі;
- Вивітрювання будівельних матеріалів, з яких зведено стіни фундаменту приватного будинку;
- Якщо існує можливість землетрусу;
- Відтавання вічної мерзлоти або замороженого ґрунту, що неминуче викличе усадку фундаменту будинку;
- Підмивання підошви і бічних стінок монолітного, стрічкового або бутового фундаменту, якщо будинок побудований на березі річки моря або іншої водойми;
- Ерозія матеріалів від впливу постійних вітрів.
Проводити посилення фундаменту приватного будівельного об'єкта рекомендується, якщо:
- Деформація і зміна стану грунтів основи відбувається безперервно і небезпечно для будівлі, потрібно провести посилення фундаменту і зміцнення рухливих ділянок грунту;
- При зведенні надбудови над будинком, яка збільшує вагове навантаження на фундамент, причому це навантаження не завжди може рівномірно розподілятися;
- При заглибленні існуючих підвалів будівлі;
- На сусідній ділянці будинок будується надто близько.
Головні ознаки небезпечного деформування фундаменту:
- Поява тріщин в перекриттях дверей і вікон, в стінах і простінках, в міжповерхових і стельових перекриттях;
- Деформація коробки будинку, яку можна виявити зйомкою з висоти;
- Вертикальний нахил стін;
- Перекіс або зсув маршу сходів;
- Зсув міжповерхових або стельових перекриттів будівлі.
Рекомендується проводити ремонт і посилення фундаментів разом з проведенням капітального ремонту будинку. Ефективне посилення фундаментів при реконструкції можна організувати за допомогою домкрата, а також методом або буріння свердловин в несучій прошарку ґрунту під основою для цілеспрямованого управління осадкою на потрібних ділянках.
Якщо є необхідність надбудувати приміщення, потрібно провести попередній розрахунок посилення фундаменту, щоб встановити:
- Достатню міцність підстави для витримування додаткового навантаження;
- Можливість осідання грунту під вагою надбудови;
- Можливу нестійкість щільних грунтових шарів в залежності від ваги надбудови.
Від цих факторів і будуть залежати способи посилення фундаментів.
Класичні методи посилення фундаменту
Як розрахувати параметри зміцнення підстави
Початок - складання проекту посилення на основі даних зі збору векторних навантажень від об'єкта по зрізу фундаменту. Збір проводиться складання креслень за результатами обмірів будинку, при цьому початковий проект будинку грає другорядну роль, так як за час експлуатації житла параметри будівлі і властивості грунту на ділянці забудови могли змінитися.
Більш точну інформацію по обмірами можна отримати наступним чином:
- Лабораторні дослідження грунту на компресію і зрушення - зразки отримують бурінням шурфів;
- Ручний забір ґрунту для проведення випробувань в лабораторії.
Проводиться посилення фундаментів і підстав оп результатами досліджень і за фактом реального стану матеріалів підстави, якщо присутні такі негативні ознаки:
- Погана якість будматеріалів;
- Гниття деревини в конструкціях будинку і стовпчастих опор підстави - в таких випадках посилення стовпчастого фундаменту обов'язково;
- Використання неякісного цементно-піщаного розчину;
- Зрушення в кладці над віконними і дверними отворами;
- Збільшення тріщин в стінах і фундаменті будівлі;
- Наявність пучинистого або торф'яного шару під будинком;
- Провали, просадки і порожнечі під будівлею.
Як захистити фундамент від впливу вітру
При тривалій експлуатації фундаменту відбувається фізичне та хімічне вивітрювання цегляних або бутових підстав, рідше - бетонного фундаменту. Хімічне руйнування з вивітрюванням - це результат низької стійкості цементу до агресивних середовищ. Тому технологія посилення фундаментів в цьому випадку полягає в нанесенні штукатурного шару завтовшки до 2-3 см (торкретування) по загрунтованной або армованої поверхні. Якщо основа руйнується від вивітрювання по всій товщині матеріалів, то проводиться посилення залізобетонними обоймами з відновленням несучих характеристик конструкції.
Фундамент цементується методом буріння в тілі підстави свердловин і заливці в них розчину цементу. Свердловину можна пробурити самостійно, за допомогою перфоратора, відстань між отворами - 0,5 м, Ø - 2-3 см. Свердловини свердлити на глибину до 60% від глибини закладення фундаментів при реконструкції. У готове отвір вставляються гнучкі шланги, через які в свердловину заливається розчин. Після нагнітання розчину і потрібно почекати 2-3 діб, щоб розчин почав укріпляти, і потім перевірити якість заливки. Для цього розкопується дослідну ділянку поруч зі свердловиною, і якість робіт оцінюється візуально.
Якщо тріщини з'явилися на ділянці підстави, розташованому над грунтом, то, крім нагнітання бетону в отвори, виконується додатковий комплекс заходів. Традиційне посилення фундаментів будівель передбачає розширення нижньої частини основи (підошви) з метою мінімізації тиску ваги будинку через фундамент на грунт.
Крім розширення підошви, проводиться і її поглиблення, щоб замінити згнилі дерев'яні деталі і забезпечити надійне обпирання фундаменту на щільні шари грунту. Таке посилення бутових фундаментів буде оптимальним рішенням при поглибленні підвалу будівлі або при реконструкції будівель з капітального варіанту. Стандартне рішення для розширення підошви - цегляна або кам'яна кладка на цементному розчині. Форма кладки робить підошву підстави призматической або трапецеїдальної - така геометрія дозволяє значно зміцнити фундамент.
Закладка буронабивних паль під основу із застосуванням домкрата
Залізобетонну обойму слід облаштовувати з використанням цементного розчину. Перед заливанням отвори в нього вставляється арматура, яка сприятиме зміцненню конструкції. У траншеї навколо фундаменту піднімаються монолітні бетонні тумби, стовпи або банкетки з Бетоноблоки. Далі через тіло підстави по периметру фундаменту б'ються штроби для армування металевими або залізобетонними балками. Наступний крок - обтиск фундаменту домкратами під бетонними тумбами. Між домкратами встановлюється бетонне заповнення. По завершенню посилення домкрати знімаються, а нова конструкція робиться монолітної - місця установки домкратів теж заливаються бетоном.
Найзручніші для такої роботи - домкрати Фрейсіне (на малюнку вище зазначений зліва). Конструктивно домкрат виглядає як плоска широка плита, що складається з двох металевих листів товщиною 1-2 мм, зварених між собою. По периметру звареної конструкції приварюється валик Ø ≈ 8-10 см. Всередину домкрата подається цементний розчин або рідина на основі епоксидних композитів з властивостями, що дозволяють зберігати після затвердіння і обтиску грунту фундаменту стан напруженості.
Палі для фундаменту конструктивно відрізняються від звичайних паль будь-якої конструкції. Особливість зміцнення підстави за допомогою паль в тому, що потрібно використовувати малогабаритну спецтехніку, яка зможе працювати в приміщеннях з невеликою висотою потоків - в підвалах або в цокольних поверхах.
Так як палі доводиться підводити в безпосередній близькості від стін будинку, то це сильно ускладнює роботи. Для паль такого типу відступ від стін дозволений ≥ 2,5 метрів.
Вертикальні бурові, забивні або вдавлювані палі встановлюються уздовж підстави. Палі зв'язуються залізобетонним стовпом для отримання монолітної конструкції, стовп вставляється в штроби, пророблені в стінах заздалегідь, або кріпляться на спеціальні анкера. Якщо вертикальні палі встановлюються зовні і зсередини підстави, то їх необхідно попарно зв'язати ж / б або сталевими балками, просмикнутими в пророблені отвори.
Внутрішні операції проводити набагато складніше, тому що функціональне робоче простір обмежений площею приміщення. Тому у виняткових ситуаціях можна використовувати підсилюють конструкції, в яких стіна підвішується на балкові консольні перекриття, а деяка кількість паль приймає на себе граничне навантаження. Забивні палі дозволено застосовувати тільки після дослідження властивостей грунту, стану будівлі на даний момент і при дотриманні нормативних вимог по граничних значень вібрацій і шуму. Якщо забивні палі застосовувати не можна, то використовують вдавлювані палі, які дозволяється розташовувати ближче до стін, а також кріпити під підставою.
Початкові кроки складаються з посилення фундаменту і стін. Наступні операції - риття шурфів під підставою будівлі, підводка і вдавлення в грунт пальових труб, які потім зварюються і заливаються рідким бетонним розчином. Вдавлювання проводиться і застосуванням домкратів на глибину до 25 м - глибина занурення залежить від багатьох факторів, і серед них поверховість будинку, ступінь руйнування фундаменту, матеріал стін і покрівлі об'єкта, і т.д. Головне достоїнство вдавлюються паль - можливість розрахувати несучу здатність конструкції безпосередньо при проведенні посилення.
Зарубіжні технології використовують порожнисті квадратні або круглі палі довжиною ≤ 1,0 м перетином 200 або 30о мм. Максимальне навантаження на ці елементи знаходиться в межах 200 кН / 200 мм або 400 кН / 300 мм. Крок між палями - 1,5-2 м. Підсилює вузол з буронабивних або вдавлюються паль представляє собою монолітну конструкцію, пов'язану арматурою з балок, швелерів, двотаврів, стрижнів, залізобетонними обоймами.
Довжина підсилюють паль розраховується так, щоб нижній торець елемента упирався в щільний грунт. Тому найбільш затребуваний розмір паль знаходиться в широко розкиданому діапазоні - 3-20 метрів, так як грунт в регіонах різний. Діаметр свайне труби залежить від характеристик техніки і обладнання, довжини палі і її матеріалу, але середній діаметр становить 8-25 см.
Перед установкою палі проходять розрахунок на зусилля поздовжнього згинання і на граничну несучу навантаження. Кількість елементів і відстань між ними розраховується від максимального навантаження на несучі колони і стіни, яка передається на палі, мінус навантаження на фундамент.