Ремонт и усиление фундамента при помощи винтовых свай
Трещина в фундаменте — страшный сон любого сознательного хозяина. К счастью, есть проверенный и надёжный способ устранения дефектов и укрепления оснований домов. Мы расскажем о возможностях винтовых свай и методах укрепления фундамента с их помощью.
Технология укрепления бетонных оснований при помощи свай не нова, но благодаря развитию технической базы в строительной отрасли стала доступной и для применения в частных хозяйствах. Данный метод усиления фундамента — не из дешёвых, но обеспечивает наилучшие результаты в кратчайшие сроки.
Применение свай обеспечивает максимальную прочность и устойчивость опорной конструкции здания к изменениям плотности грунта: зимнему пучению, подмыванию грунтовыми водами и естественной усадке. Весь комплекс работ реально выполнить за один сезон, а результат превзойдет все, даже самые смелые ожидания. Свайная технология придаёт фундаменту характеристики, которых невозможно достичь даже при полной его замене. Отменная механическая прочность и стабильность конструкции позволяют сооружать второй и третий этаж надстройки даже на тех строениях, которые до усиления считались аварийными.
Какие фундаменты можно ремонтировать при помощи винтовых свай
Целевое применение ВС — устройство несущей опоры на участках грунта с низкой или неравномерной плотностью. Благодаря оригинальной конструкции лопасти винтовая свая имеет большую площадь опоры на грунт, чем железобетонная, а потому способна выдерживать значительное давление — до 25 тонн. Однако применение винтовых свай не ограничивается сложными геологическими условиями: они прекрасно справляются с большинством распространённых задач, которые могут быть поставлены опорным конструкциям.
Укрепление фундаментов многоэтажных зданий
Винтовые сваи, пожалуй, единственный относительно безопасный метод укрепления фундаментов многоэтажных зданий. Из-за большой нагрузки бетонное основание трудно поддаётся вскрытию, а о полной или частичной его замене и вовсе не может идти речи. Используя ВС, можно с максимальной осторожностью добраться до нижней плоскости фундамента и подпереть его, не очищая от грунта.
Подготовка устаревшего строения к вертикальной застройке
Похожая ситуация имеет место при усилении фундаментов старых зданий. При строительстве домов в послевоенный период наблюдалась острая нехватка строительных материалов, а потому качество фундаментных оснований оставляет желать лучшего. При попытке вскрыть такой фундамент очень часто случаются обрушения и полная деформация несущего массива, подразумевающие полную его замену. Винтовые сваи способны осуществить подпорку фундамента без значительного вмешательства в его хрупкую структуру за счёт оголовков специальной конструкции.
Экстренный ремонт фундамента из-за аномального проседания грунта
Из-за подмывания почвы грунтовыми водами появляются участки различной плотности, из-за чего фундамент подвержен следствиям неравномерного распределение нагрузки: надломам, деформации, крошению. Единственная альтернатива применению ВС в таком случае — полная замена грунта под фундаментом или его уплотнение редким цементным раствором. В данном случае ВС являются не только наименее дорогостоящим решением, но и самым долговечным: они не опираются на верхние слои почвы, а держат усилие на той глубине, где влияние водной эрозии минимально.
Этап первый. Исследование геообстановки и расчёты несущей способности
При желании укрепить фундамент винтовыми сваями следует соблюдать чёткую поэтапность операций. Первым делом следует провести тщательное обследование, в ходе которого определяются:
- Плотность грунта по всему периметру здания. Для этого из почвы берутся многочисленные пробы и сравниваются между собой на предмет плотности и влажности. Забор проб осуществляется, как правило, точечным методом. При выемке грунта на последующих этапах берутся дополнительные пробы, по результатам анализа которых могут вноситься дополнительные коррективы.
- Необходимое количество свай, точки их размещения, степень заглубления, тип лопастей и оголовков, а также толщина несущей мачты.
- Текущее состояние фундамента, тип и скорость его разрушения. Также экспертиза устанавливает меры, принятие которых гарантированно восстановит прочность опорного сооружения.
- Потребность в дополнительной заливке, расчёт армирующей сетки и состава бетона.
Инженерно-геологические изыскания и выдачу заключений о свойствах грунта проводят специализированные лаборатории и предприятия. Такие виды работ подлежат обязательному лицензированию и считаются узконаправленной областью технической экспертизы. Обследование почвы достаточно проводить по шести показателям, однако экспертное заключение по физико-механическим свойствам составляется по одиннадцати. В общих случаях, касающихся городского и сельского строительства, ориентироваться следует на нижний сегмент цен.
Этап второй. Усиление угловых модулей «быками»
Начать следует с укрепления тех участков фундамента, на которые приходится основная часть распределённой массы. Угловые части опоры здания испытывают наибольшую нагрузку, что исходит из геометрии строения. Зачастую достаточно только усиления углов фундамента, чтобы предотвратить дальнейшее его разрушение и снизить степень естественной деформации.
Подготовка объекта. Оголяем фундамент
Для того чтобы получить доступ к бетонному основанию, требуется вырыть котлован с учетом следующих особенностей:
- Размеры не менее 100х100 сантиметров и заглубление ниже уровня залегания фундамента.
- Четвёртая часть котлована должна приходиться непосредственно на угол бетонной конструкции.
- Подкоп под фундамент не должен быть слишком большим: достаточно обеспечить зазор в 10 сантиметров.
- Когда фундамент вскрыт, с него следует смыть грязь и дать просохнуть в течение суток.
Ввинчивание свай
Погружение угловых свай можно, при необходимости, произвести ручным способом: размеры котлована и отсутствие ограничений со стороны стен дают возможность свободного движения воротка. Сваи необходимо погружать на глубину, определенную особенностями действующей конструкции с тем расчётом, чтобы плоский оголовок оказался на одном уровне с нижней гранью фундамента. Точка погружения сваи должна быть расположена как можно ближе к углу здания. Проектом может быть предусмотрено использование двух свай по разные стороны угла фундамента.
Армирование и заливка
В вырытом котловане должен быть залит бетонный блок, именуемый «быком». Для этого следует собрать каркас из стальной арматуры:
- Под фундамент заводятся пруты профильной арматуры диаметром от 12 мм и не достающие до границы подкопа на 5–10 см. Наилучшим вариантом будет подпереть арматуру к фундаменту при помощи камней или битого кирпича.
- Выходящие наружу концы арматуры должны закрывать не менее половины площади котлована. В общем случае, достаточно 6–7 прутьев, которые кладутся плашмя на оголовок сваи и привариваются к нему. После фиксации арматуры на оголовках фиксирующие камни следует убрать.
- К оголовку сваи вертикально привариваются несколько прутьев арматуры.
- В соответствии с заданными параметрами, из арматурных прутьев и армирующей сетки формируется каркас.
Заливку бетона следует производить в два этапа. На первом бетонная смесь заливается на уровень не ниже середины существующего фундамента и подвергается вибрационной трамбовке. На втором этапе можно снизить расход бетонной смеси, сократив размеры котлована на 30–40% с помощью внешней опалубки.
Примечание: если дополнительная заливка проектом не предусмотрена, в качестве оголовка используется угловой кронштейн и дополнительное армирование не проводится.
Этап третий. Усиление ленточного фундамента
Если технология требует усиления опорной конструкции по всему периметру, проводится третий этап работ. Усиление ленточного фундамента — наиболее трудоёмкий и сложный процесс. Кроме того, из-за небольших размеров траншеи следует обеспечить возможность использования средств малой механизации для ввинчивания свай.
Земляные работы при ремонте фундамента по всему периметру
Выемка грунта производится вручную:
- Роется траншея шириной до 50 сантиметров по всему периметру здания.
- Вскрытие и последующее укрепление производится постепенно: нельзя вскрывать более половины протяженности одной стены, но для ускорения процесса можно проводить работы на разных сторонах дома.
- Глубина траншеи должна совпадать с нижним уровнем фундамента. Если проектом предполагается заливка дополнительного массива, дно траншеи следует опустить на 15–20 сантиметров ниже, не затрагивая слой почвы непосредственно под фундаментом.
Частичный демонтаж
В процессе вскрытия фундамента очень часто можно обнаружить полностью отделившиеся бетонные фрагменты, которые обязательно следует удалить. Кроме того, слой бетона может подвергаться дефектоскопии и при её неудовлетворительных результатах стоит демонтировать повреждённые участки. При этом вносится ряд корректив в схему размещения точек ввода свай в землю.
Вворачивание свай механизированным методом
Сваи ввинчиваются при помощи переносного редуктора или бурильно-кранового механизма на самоходной установке. Вылет последнего звена стрелы должен быть достаточным, чтобы погрузить сваю в траншею на заданную глубину, иначе придется использовать специальные хвостовики. Точка ввода свай в землю располагается на чётко выверенном расстоянии. В качестве оголовка используют распорный кронштейн, пятка которого должна входить под укрепляемый фундамент не менее чем на ¾. Кронштейн должен быть обязательно усилен «косынками» с нижней стороны.
Бетонирование
При необходимости и возможности производят частичное бетонирование, процесс которого во многом схож с заливкой угловых фрагментов фундамента, но все же имеет отличия:
- арматура вводится под фундамент без опоры на оголовок;
- формируется продольный армирующий каркас, прутья привариваются к кронштейнам на концах свай. Продольная арматура должна иметь длину не менее 6 метров, а поперечная — на 10–15 сантиметров не доходить до стенок котлована;
- каркас имеет прямоугольное сечение и формируется на проволочных рамках.
Заливку бетонной смеси можно произвести в один этап, но при этом следует удостовериться в затекании бетона в область подкопа. Наилучшим вариантом будет применение вибрационной усадки.
Каркасные и бревенчатые дома
Легкие здания и сооружения оборудовать фундаментом на винтовых сваях проще всего. В процессе замены или усиления фундамента остаются нетронутыми только ростверки, на уровень которых следует ориентироваться при монтаже оголовков.
Подъём здания домкратами
Для осуществления замены фундамента здание следует приподнять. Для этого используется специальное гидравлическое оборудование и фиксирующие подпорки. Зачастую переоборудование фундамента производится в два этапа: сначала поднимается одна сторона строения и под ней монтируется новая опора. Затем здание поднимают с другой стороны, опираясь на новую конструкцию и заканчивают укрепление фундамента, после чего строение полностью опускается. Если дом имеет форму прямоугольника, его подъём лучше осуществить с более широкой стороны, во избежание появления точки излома.
Устройство фундамента
Сваи вводят в землю на наименьшем удалении от здания симметрично с двух противоположных сторон в соответствии с положением опорных тумб, используя любой из доступных методов погружения.
На ввинченные сваи монтируются плоские оголовки, при этом четко сверяется их горизонтальный уровень с ростверками.
Противоположные сваи соединяются при помощи тавровых или швеллерных балок методом дуговой сварки.
Укрепляются ростверки: их следует покрыть металлической подложкой и скрепить по периметру стальным бандажом.
Если требуется укрепление фундамента со всех четырёх сторон, подъём здания осуществляется в четыре этапа: сначала относительно поперечной, а затем — продольной оси. Соединение несущих балок допускается производить на удалении от ближайшего ростверка не более, чем на 50 см.