Способы укрепления фундамента существующего дома

Усиление фундамента под уже стоящим домом возможно с помощью различных методов, таких как инъекционные технологии или установка дополнительных опор. Обычно это включает в себя вливание специальных составов в существующий фундамент для увеличения его прочности или использование опор, которые распределяют нагрузку на более глубокие и прочные слои грунта.

Важно провести предварительное обследование фундамента и грунта, чтобы выбрать наиболее подходящий метод укрепления, а также обеспечить безопасность и минимально возможные повреждения конструкции. Рекомендуется привлекать профессионалов, чтобы гарантировать эффективность и долговечность выполненных работ.

Усиление фундаментов

В ходе эксплуатации зданий нередко возникает необходимость усиления старых фундаментов, потерявших значительную часть несущей способности, а также при реконструкции зданий, когда проектная нагрузка на фундамент увеличивается.

Оглавление:

• Усиление фундамента существующего дома
• Способы усиления ленточных фундаментов
• Усиление свайных фундаментов
• Способы усиления железобетонных фундаментов
• Усиление фундаментов посредством обустройства железобетонной обоймы
• Усиление фундамента железобетонной рубашкой
• Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт
• Усиление фундамента увеличением глубины его заложения
• Усиление фундамента второй сваей
• Усиление посредством подводки опорных элементов под подошву основания
• Усиление железобетонного фундамента опускным колодцем
• Усиление фундамента переустройством его конструкции
• Усиление грунтов основания

Усиление фундамента существующего дома

Среди причин, приводящих к необходимости усиления оснований и реконструкции фундаментов, основными являются:

• периодические колебания уровня грунтовых вод;
• износ фундаментов старых построек под воздействием промораживания, перепадов температур, производства земляных работ вблизи фундаментов, пучения грунтов, превышения проектных нагрузок в ходе эксплуатации, вибрационного воздействия оборудования т. п.;
• деформации вследствие ошибок при проектировании и строительстве;
• суффозия (вымывание более мелких частиц грунта в процессе фильтрации через него паводковых вод.

Рис. 1: Усиление фундамента существующего дома

Существующие технологии усиления фундаментов зданий различны и позволяют восстановить или существенно повысить показатели по несущей способности фундамента любого здания. Существенной разницы между усилением фундамента частного дома и многоэтажного административного, производственного или жилого здания нет, а вот от типа усиливаемого фундамента и характеристик грунтов методы усиления фундаментов зависят.

Способы усиления ленточных фундаментов

Перечислим основные способы усиления ленточных фундаментов, применяемые сегодня на практике строителями:

• Усиление фундаментов торкретированием. Вдоль фундамента участками (захватками) отрывается траншея, поверхность фундамента тщательно очищается, на ней делаются насечки, глубиной не менее 15 мм, а затем наносится бетон с применением бетонной пушки.
• Укрепление фундаментов цементацией. Без проведения земляных работ специальными механизмами через каждые 0, 5–1 м по периметру (или только на определенном проблемном участке) бурят шурфы в грунте и фундаменте, и с помощью специальных инъекторов под большим давлением подают раствор бетона; он заполняет пустоты и трещины фундамента и частично пространство между фундаментом и грунтом.
• Усиление фундаментов железобетонными обоймами. Фундамент открывается участками, очищается, грунт основания уплотняется домкратами, монтируется каркас арматуры и заливается бетоном.
• Усиление фундамента буронабивными сваями. Производится вертикальное бурение скважин сквозь опорную плитную часть фундамента, закладывается и перевязывается арматура сваи с арматурой фундамента, заливается и трамбуется бетон.
• Усиление фундамента сваями. Пол основание фундамента домкратом вдавливаются составные железобетонные сваи.
• Усиление фундаментов буроинъекционными сваями. Фундамент пробуривается в нескольких местах насквозь скважинами небольшого диаметра под углом к вертикали и не проектную глубину. Закладывается арматура и под давлением закачивается бетон.

Есть и другие способы, которые скорее можно назвать разновидностью перечисленных выше.

Усиление фундаментов путём усиления подошвы

Усиление свайных фундаментов

Свайные фундаменты также можно усилить, в случае необходимости., и для этого существуют следующие способы:

• усиление свай железобетонной обоймой, стенки которой должны быть не менее 100 мм толщиной, а углубление в грунт — не менее 1 м;
• усиление свай «бетонной рубашкой», путем нагнетания раствора в заранее пробуренные по периметру сваи скважины;
• усиление сваи второй сваей (забивной или буронабивной), вплотную с первой;
• усиление ростверка торкретированием;
• усиление ростверка нагнетанием раствора в предварительно устроенные в нем шпуры;
• усиление фундамента дополнительными бурение скважин.

Часто усиление свайных и ленточных фундаментов сочетается с усилением грунтов основания.

Способы усиления железобетонных фундаментов

Железобетонные фундаменты могут быть монолитными (сделанные посредством заливки бетоном опалубки с арматурным каркасом) либо сборными (возведенными из блочных железобетонных конструкций).

В строительной практике применяются следующие способы усиления железобетонных оснований:

Усиление фундаментов посредством обустройства железобетонной обоймы

Совет эксперта! Выделяют два вида ЖБ обойм — с уширением опорной пяты основания, и обоймы без уширения.

• К использованию обоймы без уширения прибегают при необходимости укрепления поврежденных железобетонных фундаментов с достаточной несущей способностью;
• Обойму с уширением обустраивают при недостаточных несущих характеристиках основания либо при надстройке здания.

По периметру основания копается траншея, оголенный фундамент очищается от грунта и промывается цементным молоком. По всей высоте основания в шахматном порядке просверливаются отверстия, в которые забиваются арматурные прутья диаметром 15-20 мм (они должны выходить из стены как минимум на 15 сантиметров).

Рис. 1.1: Схема железобетонной обоймы

На забитых в фундамент стержнях формируется арматурный каркас, к которому приваривается листовой металл. В пустоты кладки фундамента через инъекционные трубки нагнетается бетон до полного заполнения всех существующих трещин. После отвердевания бетона в фундаменте производится заполнение бетоном металлической опалубки и обрезка верхних частей инъекционных трубок.

Усиление фундамента железобетонной рубашкой

Метод обустройства железобетонной рубашки идентичен технологии усиления обоймой, единственное отличие — охват основания.

Рис. 1.2: Схема отличий железобетонных обойм и рубашек

Совет эксперта! Обоймы представляют собою замкнутые конструкции, которые оцепляют весь периметр фундамента, тогда как рубашки используются для усиления одной из его поврежденных частей.

Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт

Увеличение опорной площади производится с помощью наращивания толщины основания железобетонными отливами.

Рис. 1.3: Схема железобетонного отлива

После откопки фундамента в нем сверлятся сквозные отверстия, в которые проводятся стальные тяжи для фиксации ЖБ отливов. По завершению крепления отливов между ними и стеной размещаются гидравлические домкраты и осуществляется разжатие опалубки. Образовавшееся пространство заполняется бетоном, выжидается время до его схватывания и домкраты убираются. Происходит уплотнение бетона, в результате чего фундамент обжимается как самим отливом, так и бетонной прослойкой.

Усиление фундамента увеличением глубины его заложения

При необходимости переноса опорной подошвы фундамента в нижерасположенный слой грунта, под основанием дома формируются бетонные блоки.

Фундамент разгружается с помощью рандбалок и гидравлических домкратов, поднимающих стены дома. После чего вокруг фундамента участками по 2-2,5 метра откапываются шурфы глубиной на 1 метр ниже глубины заложения основания. Стенки и дно шурфов укрепляется деревянной забиркой.

Рис. 1.4: Схема углубления фундамента бетонными блоками

Под опорной пятой фундамента роется колодец, размер которого соответствует глубине увеличения основания.

Совет эксперта! Колодец бетонируется так, что бы между поверхностью бетона и нижней стенкой опорной пяты фундамента оставался зазор в 3-4 см.

После отвердевания бетона в зазоре размещаются гидравлические домкраты и производится обжатие бетона в колодце. По завершению обжатия зазор бетонируется и траншея отсыпается грунтом.

Усиление фундамента второй сваей

Усиление фундамента буронабивными сваями не требует откопки основания, что значительно сокращает сроки проведения реконструкции.

Данный метод применяется при необходимости усиления фундаментов с недостаточной несущей способностью из-за неправильно проектирования, необходимости надстройки здания либо уменьшения плотности грунтов.

Дополнительные сваи могут размещаться как вплотную к уже существующим опорам фундаментам, так и выноситься за периметр контура основания. В таком случае нагрузка на дополнительные сваи передается с помощью горизонтальных балок, которыми они объединяются с ростверком дома.

Рис. 1.5: Схема усиления фундамента дополнительными сваями

Совет эксперта! При усилении фундаментов редко используются забивные ЖБ сваи, поскольку их погружение сопровождается деструктивными динамическими нагрузками на уже существующее основание, которые могут привести к его разрушению.

Усиление посредством подводки опорных элементов под подошву основания

Данная технология позволяет усилить мелкозаглубленные фундаменты не увеличивая их глубину и ширину. В качестве подкладываемого опорного элемента используются монолитные железобетонные плиты либо столбы, с помощью которых достигается увеличение площади опоры фундамента и увеличение его несущей способности.

Рис. 1.6: Схему усиления фундамента с помощью подводки и формирования ЖБ плит

Усиление железобетонного фундамента опускным колодцем

Опускные колодцы представляют собою сборные конструкции из ЖБ плит, которыми обжимается грунт вокруг стенок фундамента. Погружение колодца выполняется в процессе последовательной выемки грунта под бетонными плитами. Образованная вокруг стенок фундамента траншея засыпается песком, который поливается водой и послойно уплотняется.

Рис. 1.7: Схема опускного колодца для усиления фундамента

Совет эксперта! Глубина заложения опускного колодца должна быть в два-три раза большей глубины заложения самого основания.

Усиление фундамента переустройством его конструкции

Нередки случаи, когда для усиления столбчатого основания из него формируют ленточный фундамент, а при необходимости усиления ленточного, из него, в свою очередь, делают плитный фундамент. К данному методу прибегают при серьезных деформациях фундамента, когда остальные способы его усиления не способны обеспечить требуемый результат.

Усиление грунтов основания

Основным фактором, провоцирующим усадку фундаментов нередко выступает недостаточная плотность и несущие характеристики грунтов, на которых они расположены. В таком случае в комплексе с укреплением фундамента должны выполняться работы по усилению грунтов. Существует несколько способов усиления грунтов основания:

путем нагнетания специальных химических реагентов в грунт, способных изменить его структуру (смолизация и силикатизация) цементация — нагнетание в грунт цементной суспензии; обжиг — путем сжигания газа в специальных шурфах и скважинах электросиликатизация.

Цементизация выполняется посредством специального инъекционного оборудования — по периметру основания в почву погружаются полые металлические трубы диаметром от 25 до 80 миллиметров, на нижней части которых с шагом в 3 см просверлены отверстия диаметром 4-5 мм.

Рис. 1.8: Схема усиления грунта цементизацией

В трубы с помощью компрессора нагнетается цементно-песчаный раствор под давлением в 7 атмосфер. Давление при подаче раствора контролируется с помощью манометров. В результате цементизации под опорной подошвой основания формируется бетонная прослойка, значительно увеличивающая несущую способность фундамента.

• Силикатизация — используется для усиления мелкозернистой почвы: суглинка, плывунов, глины, и лессовидной почвы;

Силикатизация выполняется с помощью аналогичного инъекционного оборудования. В почву через рядом расположенные инъекторы подается два вида раствора — силикат натрия (он же жидкое стекло) и смесь хлористого кальция с водой.

Совет эксперта! При усилении лессовидного грунта применяется однорастворная силикатизация — хлористый кальций не используется, но количество нагнетаемого жидкого стекла увеличивается в три раза.

Усиление плохо проницаемых плывунов производится с помощью специальной эмульсии — силикадоля, состоящего из силиката натрия и фосфорной кислоты. Данная смесь имеет низкую вязкость и лучше проникает в поры лессового грунта.

Рис. 1.9: Схема усиления грунта силикатизацией

Силикатизация может дополнятся электрическим воздействием на раствор силиката натрия, что способствует более равномерному распределению эмульсии внутри почвы. При электросиликатизации воздействие током на раствор производится в течении 2 суток.

• Битумизация — применяется для скальных грунтов и сухой песчаной почвы;

Для битумизации используется расплавленный битум, который через инъекторы подается в пробуренные в скальных грунтах скважины. Заполнивший пустоты битум отвердевает и препятствует размытию трещиноватой скальной почвы грунтовыми водами.

Рис. 2.0: Расплавленный битум

Усиление песчаной почвы проводится по методу холодной битумизации, для которой используется битумная эмульсия (смесь частиц битума с водой) с добавлением коагулянтов (катализаторов осадка битума). После нагнетания эмульсии в почву частицы битума заполняют поры грунта и создают уплотняющую почву водонепроницаемую завесу.

• Смолизация — используется для усиления песчаной почвы;

Через инъекторы в песчаный грунт подается смесь соляной и карбамидной кислоты. После попадания в почву эмульсия, в результате химической реакции, образует гель, заполняющий поры и склеивающий песчаный грунт между собой.

• Глубинное уплотнение — применяется для укрепление насыпных грунтов, сформированных для выравнивания и поднятия уровня строительных площадок;

Глубинное уплотнение производится с помощью обустройства вертикальных и наклонных буронабивных свай. Бурение ведется с помощью оборудования CFA (полым шнеком) с использованием обсадной трубы, после достижения проектной глубины скважины бур поднимается вверх и заполняет скважину бетонным раствором.

Рис. 2.1: Усиление грунтов буронабивными сваями

Совет эксперта! Чем шире диаметр формируемых свай — тем сильнее уплотняется почва.

• Термоусиление (обжиг) — используется для укрепления глинистой почвы;

Обжиг происходит в предварительно пробуренных вертикальных и наклонных скважинах. При усилении оснований, расположенных на склонах, практикуется горизонтальное бурение скважин под фундаментом здания. По завершению бурения в нижней части скважины размещается нихромовый электронагреватель, а оголовок скважины закрывается герметичным затвором.

Электронагреватель в процессе работы (температура от 300 до 500 градусов) поднимается с дна скважины в ее верхнюю точку, в результате чего все слои грунта подвергаются термическому воздействию.

Таким образом из арсенала средств по усилению фундаментов всегда можно выбрать наиболее приемлемый способ для вашего конкретного случая.

Как укрепить фундамент дома

Фундамент дома — это основа всей конструкции, которая обеспечивает ее прочность. Потеря фундаментом несущей способности приводит к тому, что здание становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Вот почему на изготовление фундамента закладывают от 25 до 40% всех средств, выделенных на строительство здания.

Грамотно выполненный фундамент служит долго: кирпичный — около 80 лет, монолитный бетонный — до 200 лет.

Тем не менее, наступает момент, когда он начинает нуждаться в ремонте и укреплении.

В каких случаях требуется укрепление фундамента

Есть целая группа причин, из-за которых фундамент приходится укреплять. Некоторые из них связаны с человеческим фактором, другие — с изменением условий эксплуатации. К основному списку причин относятся:

1. Ошибки, которые были допущены на этапе проектирования и привели к преждевременному разрушению фундамента. Перечень этих ошибок очень широк; он включает такие причины, как неправильно выбранная конструкция фундамента, выбор недостаточно прочного бетона, игнорирование особенностей грунта на строительном участке и другие.
2. Нарушение технологии при изготовлении фундамента (на любом этапе).
3. Динамические воздействия в процессе эксплуатации здания (например, вибрация от работающего оборудования внутри, сейсмическая активность или вибрация от железной дороги снаружи).
4. Изменение характеристик грунта на участке. К ним относятся изменение уровня грунтовых вод, переувлажнение грунта, которое может возникнуть вследствие паводка или выхода из строя дренажной системы.
5. Прокладка коммуникаций для новой застройки на территории рядом с фундаментом или другие масштабные земляные работы.
6. Воздействие неблагоприятных внешних факторов (химические вещества, влажность, резкие перепады температур, что обычно учитывается при проектировании фундамента).
7. Реконструкция здания, которая увеличивает нагрузку на фундамент (например, надстройка дополнительных этажей, замена крыши на более тяжелый вариант).
8. Разрушение фундамента, связанное с его старением, поскольку любой материал имеет предел прочности.

Как понять, что фундамент требует усиления

Существуют определенные визуальные признаки, которые сигнализируют о том, что фундамент требует внимания:

1. деформация пола;
2. трещины в стенах и цоколе;
3. перекос стен;
4. провалы почвы, изменение уровня грунта рядом с фундаментом;
5. разрушение элементов облицовки;
6. разрушение или деформация элементов отделки интерьера (плитки, панелей).

Точно оценить состояние фундамента можно с привлечением специалистов, имеющих профессиональное оборудование, поскольку существуют также скрытые признаки его разрушения, оценить и заметить которые визуально невозможно.

Последствия разрушения фундамента

В зависимости от степени разрушения фундамента, последствия могут включать как деформацию или трещины стен и полов, разрушение отделки, так крен или опрокидывание здания.

Важно!

Иногда трещины в стенах и деформация отделки могут быть вызваны процессом усадки здания.

В каких случаях требуется усиление фундамента

Согласно СП 427.1325800.2018 «Свод правил. Каменные и армокаменные конструкции. Методы усиления», необходимость усиления конструкции определяется в зависимости от того, насколько снижена ее несущая способность:

1. Несущая способность снижена на 0–5%. Усиление конструкции не требуется.
2. До 15%. Усиление требуется при наличии трещин.
3. До 50%. Усиление требуется.
4. Снижение несущей способности свыше 50%. Усиление возможно при технико-экономическом обосновании либо при разборке.

Типы фундаментов и способы их укрепления

Как известно, существуют фундаменты четырех основных типов:

1. Плитный фундамент. Представляет сплошную плиту, на которую равномерно распределяется нагрузка от здания.
2. Ленточный фундамент. Имеет форму ленты определенной толщины (до 60 см, как правило), которая проходит под всеми внешними и внутренними основными стенами здания.
3. Столбчатый фундамент — система отдельных опор, расположенных на определенном расстоянии (от 1,5 до 6 м) друг от друга под всеми стенами здания и их пересечениями.
4. Свайный фундамент — отдельные опоры, выполненные под зданием (свайное поле).

Также фундаменты классифицируются по материалу, из которого они изготовлены. Выделяют фундаменты, выполненные из кирпичной или бутовой кладки, готовых элементов либо монолитные из железобетона. Последние являются наиболее прочными и долговечными. О методах их усиления речь пойдет ниже.

В зависимости от формы фундаментов и материалов, из которых они выполнены, методы их усиления могут различаться.

Работы по укреплению фундамента подразделяются на два основных типа:

1. повышение несущей способности основания (толщи грунта под фундаментом);
2. усиление и ремонт самого фундамента.

Важно!

В некоторых случаях работы ведутся по обоим направлениям.

Методы повышения несущей способности основания

Фундамент здания призван распределить равномерно нагрузку от конструкции на основание — то есть, на толщу грунта под ним.

Грунт состоит из различных слоев. Верхние его слои имеют невысокую несущую способность, поэтому фундаменты заглубляют, а уровень заглубления напрямую зависит от следующих факторов:

1. несущая способность основания;
2. глубина промерзания;
3. глубина залегания грунтовых вод;
4. тип грунта;
5. вес конструкции.

Основания подразделяют на надежные и слабые.

К слабым основаниям относят грунты, насыщенные водой, сильносжимаемые, теряющие прочность при нагрузке. Это пылевато-глинистые, заторфованные грунты, рыхлые пески. Если грунтовые воды залегают близко, такой грунт еще более теряет свою несущую способность.

Однако надежность грунта — это не абсолютная величина, а относительная, зависящая от габаритов и веса здания. То есть, основание, которое является слабым для многоэтажного дома, может быть вполне надежным для легкого деревянного малоэтажного сооружения.

При проектировании здания особенности грунта должны быть тщательно изучены и учтены.

В зависимости от типа основания, выбирается тип фундамента. Например, на ненадежных основаниях строят на свайных и плитных фундаментах. На влажных грунтах особое внимание уделяется дренажной системе участка и гидроизоляции фундамента.

В некоторых случаях грунт полностью заменяют либо укрепляют его различными методами — армируют, уплотняют при помощи вибрации или взрывов, искусственно понижают уровень грунтовых вод на пылевато-глинистых грунтах при помощи фильтрационных установок. Также применяется закрепление грунта.

Методы укрепления основания применяются и в тех случаях, когда требуется усиление фундамента. Дело в том, что слабый грунт, подверженный пучению, набуханию, осадке постоянно воздействует на фундаменты, вызывая их деформации:

1. прогибы плитных фундаментов;
2. крены, перекосы и кручение (крены в разные стороны) зданий;
3. горизонтальные смещения.

В таком случае, если не воздействовать на основание, в некоторых случаях ремонт фундамента может быть бесполезным.

Для закрепления грунта применяют такие технологии, как цементация, глинизация, битумизация, силикатизация. Эти методы называют также инъекционными, поскольку соответствующие вяжущие растворы нагнетают при помощи инъекторов, которые представляют собой перфорированные трубы, забиваемые в грунт.

Выбор вяжущего раствора зависит от типа грунта:

1. фильтрующие грунты закрепляют силикатизацией (используется силикат натрия и хлористый кальций);
2. цементация применяется для грунтов с высокой водопроводимостью.

Важно!

Закрепление грунтов снижает их водопроницаемость и повышает стабильность и несущую способность в десятки раз. По сути, грунт превращается при этом в прочную полускальную породу.

Мероприятия по закреплению грунтов очень дорогие и требуют применения специального оборудования. Поэтому экономия здесь бывает очень кстати.

Для цементации грунта применяется раствор из цемента и воды, иногда с добавлением песка.

Пропорции компонентов выбирают, исходя из пористости грунта; в среднем, на одну массовую часть цемента приходится 10–50 частей воды. На пористых грунтах применяют более густые растворы, на менее пористых — жидкие.

При цементации грунта подвижность цементного раствора имеет важное значение. Повысить ее можно посредством применения специальных суперпластифицирующих добавок, к которым относится CemPlast производства компании Cemmix.