Торкретирование, цементация и другие методы усиления фундаментов

Если со временем фундамент здания теряет значительную часть своей несущей способности, то для дальнейшей безопасной эксплуатации необходимо провести процедуру его усиления.

Потребность в этом может возникнуть и в случае реконструкции постройки, когда проектная нагрузка на фундамент увеличивается.

Процедура усиления даст возможность продлить эксплуатационный период здания и сэкономить значительные денежные средства.

Основные способы укрепления и условия их применения

Первичные признаки, свидетельствующие о том, что фундамент поврежден и необходимы работы по его усилению, обычно видны невооруженным глазом:

• на поверхности пола присутствуют неровности и деформированные зоны;
• вокруг цоколя заметны участки, где изменен уровень почвы, в частности, имеются провалы;
• на наружной облицовке и стенах здания имеются дефекты, трещины или разрушенные участки;
• произошло отслаивание декоративной отделки на цоколе и фасаде.

Заметив один или несколько тревожных признака, следует обратиться к специалистам, которые определят причину появившихся нарушений и проконсультируют о том, какие действия будут необходимы в дальнейшем.

Усиление основания частного дома можно осуществить несколькими методами, самостоятельно (при наличии минимального опыта и технических возможностей) или с помощью профессионалов. Выделяют три основных метода, направленных на повышение несущей способности оснований, но осуществляют их по-разному.

Основными критериями выбора нужного способа усиления фундамента служат тип фундамента, характер напластований, свойства грунтов, особенности зданий и сооружений, интенсивность испытываемых нагрузок. Учитывают также причину, по которой произошло повреждение конструкции.

Способы укрепления основания	Условия применения	Средние цены
Инъектирование	При недостаточной плотности и малых несущих характеристиках грунтов	От 2500 руб. погонный метр
Цементация	Когда разрушения фундамента незначительны, а в швах кладки присутствуют пустоты	От 2800 руб. погонный метр
Торкретирование	Повреждена только несущая основа	От 780 руб. за м²
Уширение подошвы	При недостаточной несущей способности фундамента	От 2800 руб. погонный метр.
Обустройство отливов	При недостаточной несущей способности бутового или кирпичного фундамента	От 300 руб. погонный метр
Обустройство ж/б обоймы	Без уширения подошвы — при значительном разрушении материала фундамента, когда нет нарушения несущей способности основания С уширением подошвы — при увеличенной нагрузке на фундамент и недостаточной несущей способности основания	От 3000 руб. погонный метр
Обустройство ж/б рубашки	Когда повреждены лишь отдельные участки фундамента	От 3200 руб. погонный метр
Подводка опорных элементов под подошву основания	Плит — при большой толще слабых грунтов в основании Столбов — при неглубоком залегании несущего слоя грунта Стен — при неглубоком залегании несущего слоя грунта, а также в случае увеличения глубины заложения фундамента при необходимости передачи нагрузки на более прочные грунты	От 2100 руб. погонный метр
Увеличение глубины заложения фундамента	Когда есть необходимость переноса точки опоры в нижерасположенный слой грунта.	От 1360 руб. погонный метр
Применение опускного колодца	Данный метод можно использовать для усиления фундаментов любых габаритов	От 3200 руб. погонный метр
Частичная замена кладки фундамента	При средней степени разрушения материала, когда несущая способность не нарушена, или нарушена незначительно	От 2 300 руб. за м²
Подведение новых фундаментов	При сильной степени разрушения фундамента (коррозионного или иного характера, а также если нагрузки на фундамент будут увеличены, станет больше глубина заложения или изменится конструкция подземной части построек	От 4064 руб. за м²
Передача части нагрузок на дополнительные фундаменты	При сложных сочетаниях нагрузок и в особых условиях выполнения работ по реконструкции	От 3200 руб. погонный метр
Переустройство	При наличии деформированных и поврежденных участков, необходимости монтажа нового оборудования, а также при реконструкции здания	От 3600 руб. погонный метр
Усиление фундамента сваями	Используют в случае мелкозаглубленных фундаментов, при наличии сухих, сыпучих грунтов.	От 2700 руб.
Микросваи	Универсальный метод подходит для усиления и ремонта всех оснований, даже тех, которые потеряли свои эксплуатационные характеристики от старости.	От 1600 руб. погонный метр
Вдавливаемые	Если увеличились нагрузки на фундамент, а возможности проведения укрепляющих работ под подошвой основания нет	От 1700 руб. погонный метр
Выносные	В условиях высокого уровня залегания грунтовых вод, когда грунты перенасыщены влагой, а также при низком залегании плотных слоев грунта	От 1500 руб. погонный метр
Буронабивные	При наличии слабых грунтов в зоне фундамента, а также, если фундамент подвергается большим нагрузкам. При проведении реконструкционных работ.	От 1350 руб. погонный метр

С помощью перечисленных методов искусственно улучшаются характеристики  оснований или усиливаются грунты в зоне основания.

Инъектирование

Инъектирование – один из инновационных методов усиления фундаментов, для выполнения которого необходимо специальное оборудование.

Инъектирование представляет собой нагнетание в грунт или толщу основания цементных или полимерных составов с целью повышения плотности и улучшения эксплуатационных характеристик материала. Рабочий состав сводят под большим давлением через инъектор или инъекционный насос.

Различают следующие виды инъектирования:

• смолизация (введение в песчаные грунты синтетических смол);
• силикатизация (укрепление почв, введением жидкого стекла и хлористого кальция);
• цементация (введение в толщу грунта цементной суспензии, для придания плотности);
• обжиг (сжигание газа в скважинах для термического закрепления грунтов).

Цементация

В случае если в зоне строительства скалистые породы расположены близко к поверхности, а грунты представляют собой сыпучий высокопрочный природный материал, частицы которого связаны кристаллическими и цементационными связями, проводят цементацию (посредством специализированного инъекционного оборудования, в толщу грунта нагнетают цементную суспензию).

Работы ведут в следующем порядке:

1. По периметру фундамента в почву опускают полые металлические трубы диаметром от 25 до 80 с отверстиями в нижней части. Глубина погружения труб зависит от характеристик почвы (оптимально – до плотных слоев грунта).
2. В трубы под давлением (ориентировочно, 7 атмосфер) нагнетают цементно-песчаную суспензию с помощью компрессора.
3. Почва, насыщенная бетонным раствором, становится более плотной, пустоты и поры заполняются, слабые участки становится прочнее.
4. Бетонная плита, сформированная под опорной подошвой фундамента, способствует увеличению несущих характеристик фундамента.

В случае необходимости (если необходим ремонт эксплуатируемого основания), проводят цементацию не только грунта под подошвой фундамента, но и самого фундамента. Данный способ чаще используют для бутовых фундаментов, в толще которых имеется множество раковин и пустот.

Торкретирование

Торкретированием называют послойное напыление на поверхность фундамента цементного раствора. Раствор (торкрет) наносят под давлением сжатого воздуха, в результате чего частицы цемента плотно взаимодействуют с поверхностью конструкции, заполняя трещины, раковины и мельчайшие поры.

Такой способ усиления ленточных фундаментов применим в том случае, если повреждена только несущая основа. Он обеспечивает усиление цоколя дома и его сопротивление проникновению влаги, а также укрепление грунта в зоне фундамента.

Для укрепления основания цементный раствор напыляют на армирующую сетку, уложенную заранее. Работы по торкретированию проводят в 2 этапа: на первом этапе торкретируют поверхность с одной стороны, а после ее высыхания обрабатывают противоположную сторону. Подобная временная пауза дает возможность максимально упрочить конструкцию.

Данный метод усиления фундамента относится к числу оптимальных, поскольку он позволяет существенно увеличить несущую способность основания и повысить его влагонепроницаемость. Укрепление по технологии торкретирования является идеальным вариантом восстановления основания кирпичного дома.

Уширение подошвы

Усиление фундаментов путем уширения подошвы предполагает увеличение опорной площади за счет присоединения к его боковым граням дополнительных элементов из бетона или железобетона для более оптимального перераспределения нагрузки. Данный метод неприменим для влажных, сыпучих, слабых грунтов.

С помощью отливов

Усиление фундаментов методом наращивания толщины основания железобетонными отливами – разновидность способа увеличения опорной площади на грунт. Данный способ усиления актуален для бутовых или кирпичных фундаментов. Вместо каркаса из арматуры, в этом случае, используются железобетонные отливы. Порядок действий таков:

1. По периметру фундамента роют траншеи, освобождая его нижнюю часть. Сверлят сквозные отверстия, через которые протягивают прочные стальные тяжи для фиксации железобетонных отливов.
2. Между отливами и стеной размещают гидравлические домкраты, которыми разжимают опалубки так, чтобы их верх не касался стенки.
3. Свободные пространства заполняют бетоном, и, после того как он полностью схватится, производят демонтаж домкратов.

После уплотнения бетонного слоя происходит обжатия фундамента отливом и бетонной плитой.

Железобетонная обойма

Железобетонную обойму (оболочку, охватывающую фундамент по периметру и обжимающую его при усадке бетона) для усиления фундамента ставят двумя способами – с расширением подошвы основания и без такого расширения:

• Метод усиления железобетонной обоймой с расширением подошвы основания используют в случае надстройки дома или когда толщина несущих стен является недостаточной.
• Метод усиления без уширения опорной пяты применяют, если необходимо укрепить отдельные поврежденные фрагменты тела фундамента (если несущая способность подошвы и основание при этом является достаточной).

Данный метод помогает существенно приумножить несущую способность фундамента. Также, благодаря увеличению опорной площади, уменьшается осадка постройки.

Железобетонная рубашка

Усиление фундамента посредством обустройства железобетонной рубашки проводят по аналогичной технологии. От обоймы такая конструкция отличается меньшей площадью соприкосновения с фундаментом: если обойма представляет собой замкнутую конструкцию, смыкающуюся по периметру фундамента, то рубашка используется для усиления лишь некоторых дефектных участков.

Подводка опорных элементов под подошву

Технологию размещения конструктивных элементов под фундамент применяют в том случае, если возникает необходимость усиления мелкозаглубленных оснований.

• Подводка ж/б плит проводится в том случае, если необходимо увеличить глубину с одновременным уширением (плиту изготавливают непосредственно на месте или собирают из отдельных элементов). При установке обеспечивают плотное прилегание, щели заливают бетонной смесью.
• Подводка столбов осуществляется, когда необходимо передать нагрузку на более прочные грунты (если их глубина расположения не слишком велика). Возможные схемы расположения столбов – по линии или в шахматном порядке.
• Подводка стен необходима в том случае, когда несущей способности существующего фундамента недостаточно или при обустройстве подвального помещения.

Увеличение глубины заложения основания

Увеличивая глубину заложения фундамента, добиваются переноса точки опоры на большую глубину, там, где находятся более плотные слои грунта. Для этого под мелкозаглубленным укладывают прочные бетонные блоки. Поступают следующим образом:

1. Проводят разгрузку фундамента. Для этого гидравлическими домкратами приподнимают стены.
2. По периметру, участками длиной 2-2,5 метра, обустраивают глубокие траншеи (на метр глубже уровня основания), дно и стены которых укрепляют деревянными щитами.
3. Под фундаментом роют колодец, глубина которого должна соответствовать необходимой глубине обновленного основания.
4. Бетонируют колодец, оставляя зазор в 3-4 см между поверхностью бетона и нижней стенкой опорной пяты фундамента.
5. После отвердевания бетона в получившемся зазоре размещают гидравлические домкраты и производят обжатие.
6. Оставшийся зазор бетонируют, траншеи грунтуют.

Применение опускного колодца

Усиление фундамента методом применения опускного колодца имеет свои преимущества: его можно использовать для фундаментов любых габаритов, кроме того, исключается необходимость его предварительной разгрузки.

Внутренние размеры опускного колодца на 15-20 см должны превышать габариты подошвы фундамента.

Опускные колодцы сооружают на поверхности или на дне котлована, глубина которого на 20-30 см выше отметки подошвы фундамента, для того, чтобы уплотнить грунты вокруг стенок фундамента. Колодец опускают по мере выемки грунта по наружному периметру его стен, оставляя фундамент ненарушенным и заключая ее в обойму из стен. После погружения колодца траншея засыпается грунтом с уплотнением.

Частичная замена кладки

Работы по частичной замене кладки должны выполняться отдельными участками длиной до 2,5 м, только с одной из сторон фундамента, и не более чем на половину его толщины.

1. Производят полную разгрузку того участка фундамента, который предстоит переложить.
2. На этом же участке роют траншею, глубина которой не должна достигать подошвы фундамента на 50 см.
3. Разбирают пострадавший участок, оставшуюся часть очищают от грунта и раствора, промывают цементным молоком и возводят новую кладку (для связи с существующей кладкой соблюдают перевязку швов и оставляя борозды для связи с кладкой на смежных участках).
4. В ходе заполнения разобранных мест новой кладкой, следят, чтобы прилегание между новой и старой кладками было качественным. Швы тщательно заполняют раствором.

Подведение новых оснований

Полная замена фундаментов производят, поочередно, на отдельных участках длиной до 1,5 м, обеспечивая постепенную передачу нагрузки на вновь возведенные участки. Стены, под которыми реконструируют фундамент, предварительно разгружают.

На участках, где производят работы, предварительно отрывают котлованы.

На новом основании обустраивают подушку из щебня и возводят новые участки фундамента. Завершив работы на участке, переходят (через один) на следующий.

Чтобы избежать необходимости полной замены фундамента, нужно контролировать состояние постройки. Заметив  трещины, перекосы дверей, окон, сразу принимать меры.

Переустройство

Если старый фундамент не справляется с возросшей нагрузкой, то производят изменение конструктивного решения с разборкой старой кладки и возведения новой. Так столбчатые фундаменты переустраивают в ленточные: делают перемычки между столбами, так, чтобы нижние их части находились под подошвой, а сама перемычка охватывала подколонники.

Если нагрузка возрастает значительно, что предпринимают практику переустройства ленточных и столбчатых фундаментов в плитные или перекрестно-ленточные.

Усиление сваями

Усиление сваями практикуют в том случае, если на участке высок уровень грунтовых вод, а фундамент склонен к механическим повреждениям.

Сваи могут подводиться под подошву фундамента или выноситься за его пределы.

Выносные сваи применяют при высоком уровне грунтовых вод (их размещают вплотную к уже существующим опорам), а подводимые – при низком (нагрузку они воспринимают от балок, соединяющих их с ростверком дома). Различают сваи вдавливаемого, буронабивного типа, а также микросваи.

1. Выносные сваи. Один из способов усиления фундаментов сваями – пересадка фундамента на выносные сваи. Для усиления ленточных фундаментов выносные сваи устраивают как с каждой стороны ленточного фундамента, или с одной его стороны в один или два ряда (консольные и рычажные системы).

   Очень важно обеспечить надежный контакт свай с фундаментом. Делают это посредством горизонтальных балок, связанных ростверком, принимающим на себя нагрузку. Ростверк обеспечивает необходимую прочность конструкции, поэтому все узлы должны быть надежными.

   

2. Микросваи. Микросваи – один из видов набивных свай. Они получили свое название из-за небольшого диаметра (сваи усиления имеют диаметр от 150 до 300 мм и длину до 25 метров.).

   Армирование микросваями – эффективный метод укрепления фундамента. Он универсален и подходит для ремонта даже старых, потерявших свою прочность оснований на любых грунтах и при любом уровне влажности.

   

3. Вдавливаемые сваи. Если бурение скважин неосуществимо из-за свойств почвы, состояния дома, либо запрета на шумные строительные работы, практикуют применение вдавливаемых свай.

   Это актуально, когда предстоит усилить фундамент мелкого заложения, то есть нагрузку от здания надо передать на глубоко залегающие прочные грунты, особенно при наличии высокого уровня грунтовых вод. Укрепление фундамента кирпичного дома тоже может проводиться с использованием таких свай.

   

4. Буронабивные сваи. Для укрепления насыпных грунтов, которые отсыпают для поднятия уровня строительных площадок необходимо проводить глубинное  уплотнение. Процедуру проводят с помощью обустройства вертикальных и наклонных буронабивных свай.

   Суть их установки заключается в бурении скважины, установки в ней металлической арматуры и заполнении бетоном. В результате получается железобетонная свая, одним концом заделанная в существующий фундамент, другим опирающаяся на плотные слои грунта.

   

Сегодня получил распространение способ усиления оснований с использованием буро-инъекционных свай, диаметр которых составляет 120-250 мм:

• После заполнения скважины цементным раствором устанавливают кондукторную колонну (приспособление, защищающее стенки скважины от осыпания) и дальнейшее бурение до проектной отметки осуществляют через нее.
• Далее забой промывают глинистым раствором, который позже собирают в накопитель и удаляют при помощи насоса.
• Через трубу-инъектор заполняют цементно-песчаным раствором, затем дополнительно обрабатывают раствором, подавая его под давлением пневмонагнетателя.

Заключение

Из многочисленных методов усиления фундамента всегда можно выбрать оптимальный. При выборе необходимо учитывать характеристики грунтов, величину испытываемой нагрузки, а также причины, по которой произошла потеря части несущей способности.