Перш ніж приступити до виконання робіт по ремонту і підсилення фундаментів. необхідно встановити причину пошкодження фундаментів і усунути її. Для виявлення причин, що викликали пошкодження фундаментів, а також при їх реконструкції проводять збір відомостей з історії будівлі або споруди, а також виконують технічне обстеження надземної і підземної частин будинку і прилеглої території. Це особливо актуально для будинків старої споруди.
Збір відомостей з історії будівлі дає можливість встановити дату споруди; первинний вигляд; зміни, які відбувалися в процесі експлуатації (надбудови, прибудови, перепланування); аварійні стани. Наявність технічної документації значно скорочує обсяг подальших обстежень.
Обстеження надземної частини будівлі дозволяє встановити його фактичні розміри, оцінити стан несучих і огороджувальних конструкцій, визначити фактично діючі навантаження, виявити зовнішні пошкодження, встановити, по можливості, причини їх виникнення.
Обстеження підземної частини будівлі виконують з метою визначення конструкції, розмірів і матеріалу фундаменту, його міцності, глибини залягання, наявності та стану гідроізоляції, а також типу грунтів в основі. Для цього роблять відкопування шурфів. кількість яких залежить від фізичного стану будівлі в цілому і його конструкцій.
Якщо при реконструкції або капітального ремонту будівлі навантаження на фундамент не зростають, то досить відрити два-три шурфу. При наявності деформацій і тріщин в стінах шурфи обов'язково виконують в місцях передбачуваних ушкоджень фундаменту. Їх відривають на 0,5 м нижче рівня підошви фундаменту. У плані шурф має форму прямокутника, причому більша його сторона довжиною 1,5. 3 м примикає до фундаменту. Міцність фундаментів і стін підвалу визначають відомими неруйнівними методами. наприклад, акустичним, радіометричним, механічним і т.п.
Осадку будівлі контролюють інструментально, а розкриття тріщин - за допомогою маяків, що встановлюються поперек тріщин на стіні будівлі (рис. 1). Маяки влаштовують у вигляді містка довжиною 250. 300, шириною 50. 70 і товщиною 15. 20 мм. Місце, де влаштовують маяк, очищають від штукатурки, фарби, облицювання. На кожній тріщині встановлюється два маяка: один - в місці найбільшого розкриття, другий - в її початку. Якщо протягом 15. 20 днів на маяках не з'явились тріщини, то можна вважати, що деформації будівлі стабілізувалися. Маяки роблять з гіпсу, можна з металу або скла.
Обстеження прилеглої території сприяє з'ясуванню причин пошкоджень, таких як неправильний відведення поверхневих вод, наявність поблизу русел старих річок, засипаних ярів і т.п. (Див. Таблицю нижче).
Вид і зовнішній прояв деформацій
1. Осадка середній частині будівлі
Слабка основа в середній частині будинку;
просадка просідаючих грунтів підстави;
карстові порожнечі в середній частині будинку
2. Осадка крайній частині будівлі (лівої чи правої)
Слабка основа під крайньою частиною будівлі;
просадка ґрунтів від замочування;
карстові порожнечі; уривка котловану або траншеї поряд з будівлею;
зсув поруч розташованої підпірної стінки;
затоплення підвалу
3. Осадка обох крайніх частин будівлі
Аналогічні причини, зазначені в п.2, але діючі в обох частинах будівлі;
розміщення під середньою частиною великого включення (валуна, старого фундаменту)
4. Випинання і викривлення стін у вертикальній і горизонтальній площинах
Розпір кроквяної системи; горизонтальні зусилля від розтяжок, прикріплених до будівлі;
ексцентрична передача навантаження від перекриттів;
динамічні навантаження від устаткування, розташованого в будівлі;
сейсмічні зрушення
Роботи з перебудови фундаментів можуть виконуватися за двома напрямками:
- відновлення несучої здатності підстав і її підвищення;
- ремонт і посилення фундаментів.
В окремих випадках ці роботи можуть виконуватися спільно.
Відновлення несучої здатності підстав. її підвищення є складним і дорогим процесом, сутність якого полягає в збільшенні щільності та несучої здатності грунту підстави. Відомі різні шляхи вирішення поставленого завдання, такі як цементізація, бітумізація, силікатизація і т.п.
До початку робіт по ремонту і підсилення фундаментів повинні бути виключені причини, що викликають його нерівномірне осідання або руйнування. Якщо деформація фундаменту викликала відповідні деформації стін і перекриттів, то роботи виконують в такій послідовності:
- зміцнення (вивішування) перекриттів;
- зміцнення стін в місцях деформацій;
- ремонт і посилення фундаментів;
- ремонт стін;
- ремонт перекриттів.
До основних робіт по ремонту і підсилення фундаментів відносяться:
- посилення основ і фундаментів;
- розширення підошви фундаментів;
- збільшення глибини закладення;
- повна або часткова їх заміна.
Перед початком робіт необхідно вжити заходів щодо забезпечення стійкості будівлі і запобіганню конструкцій від можливих деформацій, тобто виконати часткову або повну розвантаження фундаментів.
Часткову розвантаження виконують шляхом установки тимчасових дерев'яних опор, а також дерев'яних і металевих підкосів.
Для установки тимчасових дерев'яних опор (рис. 2) в підвалі або на першому поверсі на відстані 1,5. 2 м від стіни укладають опорні подушки, на них розміщують опорний брус, на який встановлюють дерев'яні стійки. По верху стійок укладають верхній прогін, який кріпиться до стійок за допомогою скоб. Потім між стійками і нижнім опорним брусом забивають клини, включаючи тим самим стійки в роботу, і навантаження від перекриття частково знімається зі стін і передається на тимчасові опори. Опори на поверхах повинні встановлюватися строго одна над іншою. Для збільшення стійкості конструкції стійки раскрепляют розкосами.
Повну розвантаження фундаментів здійснюють за допомогою металевих балок (рандбалок), що закладаються в кладку стіни, а також поперечних металевих або залізобетонних балок. Рандбалки (рис. 3, а) встановлюють вище обріза фундаменту в заздалегідь пробиті по обидва боки стіни штраби на ліжко з цементно-піщаного розчину. Штраби необхідно пробивати під точкових поруч цегляної кладки. Тимчасове закріплення рандбалки в штрабі виконують клинами. У поперечному напрямку через 1,5. 2 м балки стягують болтами діаметром 20. 25 мм. Простір між тимчасово закріпленої балкою і стіною заповнюють цементно-піщаним розчином складу 1: 3. Стики рандбалок по фронту з'єднують накладками на електрозварювання. В цьому випадку навантаження передається на сусідні ділянки фундаменту.
На поперечні балки стіни вивішують наступним чином (рис. 3, б). У нижній частині стіни поблизу верхнього обріза фундаменту через 2. 3 м пробивають наскрізні отвори, в які заводять поперечні балки. Під кожною поперечною балкою влаштовують дві опорні подушки на ущільненому підставі. Передача навантаження на опорні подушки здійснюється через поздовжні балки за допомогою клинів або домкратів. При незадовільному стані стіни її попередньо підсилюють шляхом установки рандбалок, які розташовуються вище отворів, що пробиваються.
Ремонт цегляних і бутових фундаментів передбачає виконання таких робіт:
- розшивання тріщин;
- перекладка окремих ділянок;
- цементація; пристрій обойми зі сталевого профілю з подальшим оштукатурюванням по сітці;
- пристрій затискачів з набетонуванням;
- заміна бутового фундаменту на бутобетонний;
- відновлення вимощення; ремонт або пристрій гідроізоляції.
Ремонт бетонних і залізобетонних фундаментів полягає в усуненні волосяних тріщин, ремонті або відновленні вимощення і гідроізоляції.
Способи посилення і реконструкції фундаментів мілкого закладення, що застосовуються в даний час, відрізняються великим різноманіттям і їх можна класифікувати в залежності від конструктивно-технологічних способів їх виконання (див. Таблицю нижче).
Роботи по ремонту і підсилення фундаментів складні, трудомісткі і дуже відповідальні. Їх виконують спеціалізовані бригади по захваткам. Протяжність захваток не повинна перевищувати 2 м, щоб не пошкодити суміжні ділянки фундаменту і вище розміщені конструкції будівлі або споруди. Роботи обов'язково повинні проводитися по заздалегідь розробленим і затвердженим технологічними картами в складі проекту виконання робіт при наявності робочих креслень.
Розглянемо окремі способи ремонту і підсилення фундаментів, звертаючи увагу на особливості технології виконання робіт.
При розшивки тріщин в кладці спочатку з обох сторін оголюють фундамент до його підошви. З кладки видаляють роздроблені і відшарувалися камені, а тріщини розчищають і промивають. Дистанційні камені замінюють новими, які підбирають за розміром і встановлюють на ліжко з цементно-піщаного розчину. Тріщини заповнюють пластичним цементно-піщаним розчином марки 50. Після цього відновлюють гідроізоляцію і виконують зворотне засипання з пошаровим трамбуванням.
При перекладанні окремих ділянок фундаменту роботи виконують в такій послідовності:
- Проводять повне розвантаження перекладають ділянки фундаменту: відривають його з обох сторін котловани (шурфи); розбирають стару кладку і виконують нову, дотримуючись перев'язку швів і залишаючи штраби для зв'язку з кладкою на суміжних ділянках.
- Перекладку фундаменту виконують по захваткам довжиною не більше 2 м в черговості, передбаченої проектом. Допускається одночасне виконання робіт на захватки, віддалених один від одного на відстань не менше 4. 6 м. У першу чергу перекладають ділянки з найбільш ослабленою кладкою. Роботи на сусідніх захватках виробляють з технологічним перервою 7. 10 днів.
При підвищенні міцності фундаменту методом цементації з обох його сторін в шаховому порядку відривають шурфи розміром 1x1 м з кроком 1. 2 м для кладки з валунів. Для бутових фундаментів відривають траншеї шириною 1 м. У тілі фундаменту просвердлюють отвори (зазвичай в швах кладки), в них встановлюють ін'єктори з кроком: 1. 2 м - для кладки з валунів; 0,2. 0,25 м - для кладки з бутового каменю. Потім проводять нагнітання пластичного цементного розчину під тиском 0,02. 0,03 і 0,04. 0,05 МПа відповідно для кладки з валунів і бутового каменю. Склад цементно-піщаного розчину відповідно 1: 1. 1: 1,5 і 1: 1. 1: 2.
Нагнітання цементного розчину виробляють до повного насичення кладки, що супроводжується підвищенням тиску на 15. 25%. При наявності підвалу ін'єктори встановлюють з підвальних приміщень. Крок ін'єкторів, склад розчину, його витрата і величина тиску нагнітання приймаються згідно проекту і уточнюються пробним нагнітанням.
Метод посилення або реконструкції