Спосіб підсилення основи існуючого фундаменту

Изобретение относится к строительству и реконструкции зданий и сооружений, в частности к способам усиления оснований под существующим фундаментом. Известны аналогичные способы, в частности способ, описанный в: Джоунс К.Д. "Сооружения из армированного грунта" -М.: С тройиздат. - 1989. - С.21. - Рис.3.5.4, в котором основание под фундаментом послойно армируют сетками и полосами, что значительно улучшает физико-механические характеристики основания. Недостатком способа-аналога является то, что он применим только при воздействии новых фундаментов и не пригоден для усиления основания существующи х фундаментов. Наиболее близким способом является способ усиления основания существующи х фундаментов, описанный в книге: Винников Ю.Д., Яковлев А.В:, Мукосеев В.М. Практикум з експлуатації основ І фундаментів сільських будівель. - К.: Урожай, - 1995. -С.71. - Рис.6.8, в котором возле фундамента посредством пневмопробойника пробивают вертикальные скважины с образованием уплотненной зоны вокруг скважины, после чего диаметр скважины увеличивают проходкой уширителя, а затем с помощью бетоновода заполняют бетоном, уплотняют вибратором и армируют в зоне существующего фундамента. Общими существенными признаками прототипа с заявляемым способом является выполнение скважин возле фундамента с образованием уплотненной зоны вокруг скважин, извлечение скважино-образователя, заполнение скважин бетоном с армированием и уплотнением. Недостатком прототипа является невозможность усиления основания под фундаментом, что ограничивает эффективность усиления. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа усиления основания существующего фундамента, в котором выполнение скважин осуществляется вдавливанием в грунт пустотелых криволинейных элементов со сквозными пустотами, благодаря чему достигается улучшение физико-механических характеристик основания как под фундаментом, так и по бокам от него. Поставленная задача решается тем, что в способе усиления основания существующего фундамента, включающего выполнение скважин возле фундамента с образованием уплотненной зоны около фундамента, последующее заполнение скважин бетоном с армированием, согласно изобретению, выполнение скважин осуществляют криволинейными элементами со сквозными продольными пустотами, например отрезками труб, изогнутыми в виде сегментов, наращиваемыми по мере заглубления, а затем через криволинейные элементы со сквозными продольными пустотами нагнетают бетон с одновременным извлечением из грунта криволинейных элементов со сквозными продольными пустотами, при этом бетон армируют дисперсной арматурой, для чего дисперсную арматуру вводят в бетонную смесь в процессе ее приготовления перед нагнетанием. Сущность изобретения заключается в том, что способ позволяет усиливать основания существующего фундамента не только по бокам, но и под подошвой, чего невозможно достичь, используя прототип. Это новое свойство достигается благодаря использованию криволинейных элементов, наращиваемых по мере вдавливания. Достижение технического эффекта, - улучшение физико-механических характеристик основания под фундаментом и по бокам от него, - происходит вследствие плавного огибания уплотненной зоны скважин вокруг фундамента. Заполнение скважин бетонной смесью с дисперсным армированием после схва тывания и набора прочности приводит к образованию прочностных стр уктур, существенно повышающих несущую способность основания под существующим фундаментом. Способ поясняется чертежом, на котором изображено вертикальное сечение существующего фундамента в процессе усиления его основания криволинейными элементами, где фундамент 1 с активной зоной грунта 2 под его подошвой усиливают вдавливанием в грунт возле фундамента пустотелых криволинейных элементов 3 со сквозными продольными пустотами, при этом сборку пустотелы х криволинейных элементов 3 начинают с присоединения к наконечнику 4. Наличие наконечника 4 облегчает проникновение в грунт пустотелых криволинейных элементов 3 и позволяет снижать усилие, развиваемое для этого. Вдавливание и извлечение производят силовой установкой 5, оснащенной смесительным агрегатом 6 для приготовления и нагнетания бетонной смеси. Извлечение криволинейных элементов производят по мере нагнетания бетонной смеси в скважину. Наконечник 4 после выполнения каждой скважины остается в грунте. Реализуется заявляемый способ следующим образом. Возле фундамента, основание которого необходимо усилить, устанавливают силовую установку 5 таким образом, чтобы центр скважины был размещен на расстоянии R от оси фундамента и закладывают в нее первый криволинейный элемент 3 со сквозной продольной пустотой и с присоединенным наконечником 4. Включение силовой установки вызывает вдавливание криволинейного элемента со сквозной продольной пустотой в гр унт основания, после чего его наращивают следующим криволинейным элементом со сквозной продольной пустотой и т.д. После образования скважины проектной величины, вдавливание прекращают. В результате описанных действий, вокруг полученной криволинейной скважины образуется зона уплотненного грунта, что само по себе уже повышает несущую способность основания существующего фундамента. Последующее извлечение криволинейных элементов со сквозными продольными пустотами из скважины совмещают с приготовлением и нагнетанием бетонной смеси в скважину через сквозные продольные пустоты криволинейных элементов. Для повышения прочности бетонного заполнения скважин в бетонную смесь в процессе ее приготовления и перемешивания вводят дисперсную арматуру, что обеспечивает необходимые прочностные характеристики бетона, заполняющего скважины. Радиус кривизны R скважины принимают, исходя из глубины заложения фундамента d и ширины его подошвы b. При этом скважина должна обогнуть фундамент на расстоянии, которое определяется тем условием, что наибольшим эффектом на усиление основания обладает выполнение скважин на глубине h0 от уровня подошвы в пределах: где j-угол вн утреннего трения грунта, градусов; b - ширина подошвы фундамента,. лин.ед. При этом где R - радиус кривизны скважины, лин.ед,. откладываемый по поверхности грунта от центральной оси фундамента до оси скважины; d - глубина заложения фундамента, лин.ед.; r - радиус скважины, лин.ед.; а - расстояние от поверхности скважины до края фундамента, лин.ед.; b - ширина подошвы фундамента, лин.ед. Примером реализации способа может служить усиление основания под существующим ленточным фундаментом с шириной подошвы b - 800 мм. Основание сложено лессовидным суглинком с углом внутреннего трения j= 20° и удельным сцеплением 23 кПа. Среднее давление под подошвой фундамента ρ ·* 400 кПа. Величина ho = 350 мм. В качестве криволинейных элементов со сквозными продольными пустотами приняты отрезки труб с r - 50 мм. Поскольку расстояние а принимается равным 200 мм, а глубина заложения фундамента составляет d = 1800 мм; R - 2100 мм. Следовательно пустотелые криволинейные элементы, вдавливанием которых выполняется скважина, должны иметь кривизну R - 2100 мм. Кроме этого, вдавливание этих элементом производят на расстоянии R - 2100мм от центральной оси фундамента. Шаг скважин по расчету принят 1000 мм. Бетонирование скважин при извлечении криволинейных элементов со сквозными продольными пустотами производится бетоном класса В20 с дисперсным армированием в виде отрезков проволоки класса В-1 D - 2 мм; L - 30мм с расходом 10 кг/м 3. Усиление позволяет увеличить несущую способность основания существующего фундамента на 30%. Заявляемый способ позволяет эффективно применять его в условиях стесненной городской застройки в тех случаях, когда отрывка выемок возле фундаментов крайне нежелательна или невозможна.