Способ восстановления каменных фундаментов
Владельцы патента RU 2268962:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) (RU)
Изобретение относится к строительству зданий и сооружений и может быть использовано при реконструкции и капитальных ремонтах существующих зданий, в частности памятников архитектуры. Способ восстановления каменных фундаментов включает откопку фундамента с обеих его сторон, очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора, выполнение с обеих сторон фундамента железобетонных приливов, объединенных в железобетонную обойму. Дополнительно вынимают грунт из-под подошвы фундамента и на этом месте устанавливают перемычку из железобетона, которую выполняют за одно целое с приливами железобетонной обоймы, преднапряженной напрягаемой арматурой, расположенной в приливах и перемычке. Причем верхние концы напрягаемой арматуры закрепляют в жестких консолях, которые располагают на приливах в зоне обрезов фундамента с возможностью передачи усилия преднапряжения на элементы сооружения. Технический результат состоит в повышении надежности, долговечности и несущей способности каменных фундаментов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к строительству зданий и сооружений и может быть использовано при реконструкции и капитальных ремонтах существующих зданий, в частности зданий, являющихся памятниками архитектуры.
Известен способ восстановления каменных фундаментов, включающий откопку существующего фундамента с обеих его сторон; очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора; выполнение бетонных приливов с обеих сторон фундамента на всю его высоту ([1], стр.236, а).
Достоинством метода является простота выполнения, невысокая трудоемкость работ. Этот способ можно применять для восстановления фундаментов из кирпичной кладки, бутобетона и бута. Кроме того, такой способ дает возможность повысить устойчивость фундамента и защитить боковую поверхность его от разрушения.
Однако в этом способе не осуществляется совместность работы фундамента и выполненных бетонных приливов, поэтому приливы выполняют функцию только ограждения, что не способствует увеличению несущей способности фундамента.
Известен способ восстановления каменных фундаментов, включающий откопку существующего фундамента с обеих его сторон; устройство сквозных дискретных отверстий в кладке стены в уровне обреза фундамента; очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора, выполнение бетонных приливов с обеих сторон фундамента на всю его высоту; установку металлических штырей из арматурной стали в тело фундамента и приливов; установку в сквозные отверстия стены жестких элементов с опиранием их на поверхность фундамента и бетонных приливов ([1], стр.236, в).
Достоинством известного способа является повышение устойчивости, жесткости и несущей способности каменного фундамента. К достоинствам этого способа можно отнести устройство жестких элементов в уровне обреза фундамента и металлических штырей, обеспечивающих совместность работы фундамента с бетонными приливами.
Однако этот способ имеет существенные ограничения в практическом применении - его можно использовать при восстановлении фундаментов из кирпичной кладки и при необводненных грунтах основания. Действительно, при кладке фундамента из бута или бутобетона установка штырей в тело фундамента приводит к нарушению сплошности его кладки и разрушению.
В случае постоянного или периодического подтопления грунтов основания известный способ не способствует защите кладки фундамента от разрушительного воздействия замачивания в уровне подошвы. При выщелачивании раствора кладки фундамента под воздействием подземных вод происходит его разрушение и жесткие элементы, установленные в уровне обреза фундамента и обеспечивающие совместность работы фундамента и приливов, теряют свои функциональные качества. Жесткие элементы превращаются в дискретно расположенные балки, воспринимающие давление от стен и опирающиеся на приливы. Это приводит к появлению в жестких элементах больших прогибов или даже к их разрушению и, как следствие, к значительным локальным деформациям стен.
Известен способ восстановления каменных фундаментов, включающий откопку существующего фундамента с обеих его сторон ниже подошвы; выемку грунта основания под частью подошвы фундамента; очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора; выполнение под подошвой фундамента с обеих его сторон бетонных уступов; соединение бетонных уступов арматурными анкерами; выполнение бетонных приливов с обеих сторон фундамента на всю его высоту ([1], стр.236, г).
Достоинством этого способа является повышение устойчивости, жесткости и несущей способности каменного фундамента. Кроме того, этот способ можно применять при любой кладке каменного фундамента - кирпичной, бутобетонной или бутовой.
Однако этот способ имеет ограничения в его применении. Этот способ эффективно применять при необводненных грунтах основания. При условии постоянного или периодического подтопления грунтов основания известный способ не способствует защите кладки фундамента от разрушительного воздействия замачивания со стороны его подошвы. Кроме того, эксплуатационная надежность работы и долговечность восстановленного фундамента зависит от сохранности и работоспоспособности оголенных арматурных анкеров, обеспечивающих совместность работы существующего фундамента и бетонных приливов. Как известно, оголенная арматура, расположенная в грунте, активно корродирует и впоследствии разрушается, что приводит к нарушению совместности работы фундамента и бетонных приливов, то есть к резкому снижению эффективности способа восстановления фундамента.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является способ восстановления каменных фундаментов, включающий откопку фундамента с обеих его сторон; пробивку штраб с обеих сторон стены в уровне обреза фундамента; очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора; выполнение с обеих сторон фундамента железобетонных приливов, объединенных в железобетонную обойму с помощью арматурных анкеров, которые пропускают через тело фундамента и закрепляют в приливах; заведение приливов в штрабы стены ([1], стр.236, д).
Достоинством этого способа является повышение устойчивости, жесткости и несущей способности каменного фундамента. Кроме того, заведение приливов железобетонной обоймы в штрабы стены в уровне обреза фундамента обеспечивает передачу части нагрузки от стен на железобетонную обойму.
Недостатком известного способа является ограниченность его применения в строительной практике. Причем ограничения охватывают как материал кладки фундамента, так и наличие обводнения грунтов основания. В бутовых и бутобетонных фундаментах установка сквозных анкеров приводит к нарушению сплошности кладки и ее разрушению. При условии постоянного или периодического подтопления грунтов основания, что характерно в последние десятилетия эксплуатации зданий и сооружений, кладка фундамента не защищена со стороны подошвы от разрушительного воздействия замачивания. В случае разрушения кладки фундамента нарушается совместность его работы с железобетонной обоймой. В результате несущие стены оказываются практически опертыми только на железобетонную обойму, что приводит к резкому сокращению площади подошвы фундамента и значительному снижению его несущей способности.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности, долговечности и несущей способности каменных фундаментов. Возможность использования способа восстановления каменных фундаментов при любых видах каменной кладки - бутовой, бутобетонной и кирпичной, а также при условиях постоянного или периодического подтопления грунтов основания.
Предлагается способ восстановления каменных фундаментов, включающий откопку фундамента с обеих его сторон; очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора; выполнение с обеих сторон фундамента железобетонных приливов, объединенных в железобетонную обойму, в котором дополнительно вынимают грунт из-под подошвы фундамента и устанавливают на этом месте перемычку из железобетона, которую выполняют за одно целое с приливами железобетонной обоймы. Затем производят преднапряжение железобетонной обоймы напрягаемой арматурой, которую располагают в приливах и перемычке, и закрепляют верхние концы напрягаемой арматуры в жестких консолях, которые располагают на приливах в зоне обреза фундамента с возможностью передачи усилия преднапряжения на элементы сооружения.
Предлагаемый способ восстановления каменных фундаментов позволяет передавать усилия преднапряжения на железобетонную обойму, что приводит к созданию своеобразного «ящика», в котором располагается фундамент, защищающий фундамент от замачивания, сохраняющий структуру кладки фундамента и схему передачи нагрузки от стен, а также повышающий несущую способность фундамента за счет увеличения ширины железобетонной обоймы под фундаментом. Для этого дополнительно жесткие консоли устанавливают на приливах железобетонной обоймы в зоне обреза фундамента для передачи усилия преднапряжения на железобетонную обойму.
Предлагаемый способ восстановления каменных фундаментов позволяет объединять в совместную работу фундамент и железобетонную обойму в зоне обреза фундамента, а именно в уровне обреза фундамента, что повышает надежность его эксплуатации. Для этого дополнительно жесткие консоли располагают одновременно на приливах железобетонной обоймы и на обрезах фундамента для передачи усилия преднапряжения на фундамент и железобетонную обойму.
Предлагаемый способ восстановления каменных фундаментов позволяет передавать часть нагрузки от стен на железобетонную обойму в зоне обреза фундамента, что способствует снижению нагрузки на каменный фундамент. Для этого дополнительно жесткие консоли, расположенные на приливах, устанавливают над обрезами фундамента в упорах, которые крепят на стенах с обеих их сторон, для передачи усилия преднапряжения на обойму и на стены.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено восстановление каменных фундаментов с помощью преднапряженной обоймы с передачей усилия преднапряжения на железобетонную обойму; на фиг.2 - с передачей усилия преднапряжения на фундамент и железобетонную обойму; на фиг.3 - с передачей усилия преднапряжения на стены.
Способ восстановления каменных фундаментов 1 под стены 2 состоит в следующем. Существующий фундамент 1 по длине разбивают на захватки. На каждой захватке откапывают фундамент 1 с обеих сторон и вынимают грунт основания из-под подошвы на требуемую глубину. Очищают поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора. Затем под подошвой фундамента 1 выполняют бетонирование перемычки 3, в которой устанавливают жесткую дискретную арматуру 4, например, из спаренных швеллеров. К дискретной арматуре 4 прикрепляют вертикальные арматурные стержни 5, например, на сварке. Верхние концы стержней 5 временно прикрепляют, например, к монтажным балкам, расположенным на поверхности грунта, и производят преднапряжение арматурных стержней 5, например, с помощью гаек. Затем бетонируют приливы 6 с обеих сторон фундамента 1. После набора прочности бетона приливов 6 на их поверхности устанавливают жесткие консоли 7, например, из спаренных швеллеров и жестко прикрепляют к ним арматурные стержни 5, например, с помощью гаек 8. В результате после снятия монтажных балок вокруг фундамента 1 образуется преднапряженная железобетонная обойма 9 с передачей усилия преднапряжения на приливы железобетонной обоймы 9 в зоне обреза фундамента. Под подошвой железобетонной обоймы 9 образуется зона уплотненного грунта 10. После обратной засыпки грунта жесткие консоли 7 и гайки 8 защищают слоем бетона 11.
Для возможности объединения в совместную работу фундамента и железобетонной обоймы в уровне обреза фундамента восстановление каменных фундаментов проводят в той же последовательности до установки жестких консолей 7. Жесткие консоли 7 располагают как на поверхности приливов, так и на обрезах фундамента. В результате после снятия монтажных балок вокруг фундамента 1 образуется преднапряженная железобетонная обойма 9 с передачей усилия преднапряжения на фундамент 1 и железобетонную обойму 9.
Для возможности передачи части нагрузки от стен на железобетонную обойму в зоне обреза фундамента восстановление каменных фундаментов проводят в той же последовательности до установки жестких консолей 7. С обеих сторон стен над обрезами фундамента крепят упоры 12, например, с помощью анкеров 13, подводят в упоры 12 жесткие консоли 7 и скрепляют их между собой. В результате после снятия монтажных балок вокруг фундамента 1 образуется преднапряженная железобетонная обойма 9 с передачей усилия преднапряжения на стены в зоне обреза фундамента.
Достоинством предложенного способа восстановления каменных фундаментов состоит в повышении их жесткости, несущей способности и долговечности. Действительно, железобетонная обойма защищает каменный фундамент от вредного воздействия подземных вод и разрушения, что увеличивает срок эго эксплуатации. Преднапряженная железобетонная обойма обжимает каменный фундамент, за счет чего происходит объединение их в совместную работу. В результате восстановленный фундамент имеет увеличенную ширину подошвы и глубину ее заложения, что значительно повышает несущую способность фундамента. Кроме того, под подошвой фундамента образуется слой уплотненного грунта.
Источники информации
1. Мальганов А.И, Плевков B.C., Полищук А.И. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий. Томск, 1992, Аналог, стр.236, а.
2. Аналог, то же, стр.236, в.
3. Аналог, то же, стр.236, г.
4. Прототип, то же стр.236, д.
1. Способ восстановления каменных фундаментов, включающий откопку фундамента с обеих его сторон, очистку поверхности фундамента от грунта, разрушенных камней и раствора, выполнение с обеих сторон фундамента железобетонных приливов, объединенных в железобетонную обойму, отличающийся тем, что дополнительно вынимают грунт из-под подошвы фундамента и на этом месте устанавливают перемычку из железобетона, которую выполняют за одно целое с приливами железобетонной обоймы, преднапряженной напрягаемой арматурой, расположенной в приливах и перемычке, причем верхние концы напрягаемой арматуры закрепляют в жестких консолях, которые располагают на приливах в зоне обрезов фундамента с возможностью передачи усилия преднапряжения на элементы сооружения.
2. Способ восстановления каменных фундаментов по п.1, отличающийся тем, что жесткие консоли, расположенные на приливах железобетонной обоймы, устанавливают в зоне обреза фундамента для передачи усилия преднапряжения на железобетонную обойму.
3. Способ восстановления каменных фундаментов по п.1, отличающийся тем, что жесткие консоли располагают одновременно на поверхности приливов обоймы и на обрезах фундамента для передачи усилия преднапряжения на фундамент и железобетонную обойму.
4. Способ восстановления каменных фундаментов по п.1, отличающийся тем, что жесткие консоли, расположенные на приливах обоймы, устанавливают над обрезами фундамента в упорах, которые крепят на стене с обеих сторон, для передачи усилия преднапряжения на обойму и стену.
