Как усилить фундамент в частном доме

Трещины на стенах, разрушение цоколя, оседание углов дома, выпучивание и искривление стен, как по вертикали, так и горизонтали, проседание пола, нарушение целостности отделки – всё это говорит о начавшемся процессе разрушения фундаментной конструкции.  И тут встаёт вопрос как укрепить фундамент, чтобы предотвратить эти деформации. На его решение влияют несколько факторов.

Оценка условий работы фундаментной конструкции

Для начавшихся деформаций частного дома, эксплуатируемого несколько лет, в первую очередь необходимо определить процент физического износа по ВСН 53-86. Это покажет категорию технического состояния фундамента, и в случае аварийного статуса целесообразнее будет полностью его заменить.

Возможно, укрепление фундамента частного дома связано с увеличением нагрузки на него, такие, как надстрой еще одного этажа или мансарды, тем не менее, для выбора оптимального способа усиления необходимо оценить сам фундамент, а также условия, в которых он работает:

1. Инженерно-геологические условия – основополагающий фактор. Потому как некоторые методы могут быть просто бесполезны;
2. Нагрузки, действующие на фундамент. Иногда даже при больших нагрузках и изгибающих моментах бывает достаточным только укрепление самого основания (грунта);
3. Размеры существующей фундаментной конструкции. Так, к примеру, при большой высоте с высоким коэффициентом армирования, очень трудно выполнить усиление буроинъекционными сваями.

После оценки вышеперечисленных параметров, можно подобрать наилучший метод для укрепления фундамента.

Методы усиления

При всём многообразии методов, разнящиеся в зависимости от конструктивного типа фундаментной конструкции и материала, можно объединить и выделить те, которые наиболее подходят к решению вопроса как усилить фундамент частного дома, имеющий ленточную или столбчатую конструкцию.

Однако если планируется увеличение нагрузок или если деформации частного дома вызваны:

• Неравномерной осадкой фундаментной конструкции;
• Наличием агрессивных подземных вод;
• Затоплением участка под домом.

Тогда в первую очередь следует укрепить основание, после которого возможно даже не потребуется усиление самого фундамента. Существует 3 вида закрепления грунтов:

Усиление грунтов

 Химический

Самый разнообразный по количеству применяемых методов:

• Силикатизация. Суть этого метода составляет жидкое стекло, которое, в зависимости от вида грунтов, либо смешивается с двумя или тремя ингредиентами и далее эта смесь инъецируется в грунт – однорастворная технология, либо неразбавленный раствор силиката натрия вводят в грунт, а следом инъецируют хлористый кальций – двухрастворная технология. Силикатизация применяется для лессовых и мелкозернистых, с высоким содержанием песчаных частиц, грунтов, обладающих водопроницаемостью до 5 м/сут.
• Электросиликатизация. Представляет собой сочетание силикатизации и электрического тока, которое используется для  мелких песков  и супесей, с водопроницаемостью 200 мм/сут, которые обводнены.
• Газовая силикатизация. Сочетает в себе силикатизацию и углекислый газ, в качестве отвердителя. Применяется для песчаных с водопроницаемостью 100-200 мм/сут, лессовых грунтов.
• Аммонизация. Данный метод основан на применении газообразного аммиака, который нагнетают в грунт под средним давлением. Используется для лессовых грунтов, дабы предотвратить их просадочность.
• Смолизация. В этом методе вводят в грунты растворы синтетических смол. Эффективен в отношении грунтов с водопроницаемостью 500-5000 мм/сут.

Инъекторы располагают в разных направлениях. Схема  их расположения показана на фото.

Термический

Сущность данного метода заключается в сгорании жидкого или газообразного топлива в, закрытых заслонками, пробуренных скважинах. Обжиг применим к просадочным и глинистым грунтам.

Физико-химический

К нему относят:

• Цементация. Суть состоит в нагнетании цементно-песчаного раствора через инъекторы. Таким образом закрепляют грунты: крупнообломочные, песчаные с крупными или средними зернами, скальные с трещинами.
• Создание грунтоцементных свай. За счет струй высокого давления, образующихся благодаря гидромонитору, расположенному на конце буровой колонны, происходит образование свай и закрепление грунта без выноса дерна на поверхность. Также с помощью данного метода можно создать противофильтрационную завесу. Схема показана на фото.

  

Усиление фундамента

Цементация

Данный способ позволяет усилить фундамент в частном доме, выполненный из бутового камня, бутобетона или железняка. Применяется для восстановления прочности кладки в следующих условиях:

• Деформационные изменения слабо выражены, но характеризуются начавшимся процессом расслоения кладки или же частично обрушившимися камнями;
• Основание обладает достаточной несущей способностью;
• Увеличение нагрузки не предусмотрено либо оно незначительно.

Технология: В усиливаемую конструкцию устанавливаются инъекционные трубы в шахматном порядке, с шагом 500 – 1000 мм. Через эти трубки нагнетают цементный раствор под давлением 6-7 атмосфер. Усиление схематично изображено на фото.

Усиление обоймами

Наиболее простой и надежный метод усиления. Обоймы крепко обжимают усиливаемый конструктивный элемент при наборе прочности бетона, таким образом, обеспечивая целостность и монолитность конструкции, к тому же заставляя работать её как единое целое. Причем этот способ применим к фундаментам, выполненным как из камней или монолитного бетона, так и из сборных элементов.

Подразделяется на 2 вида:

Без уширения подошвы фундамента. Таким способом усиливают фундаменты:

• с сильной степенью разрушения материала;
• без увеличения нагрузок;
• с прочным несущим слоем под основанием.

Технология: Участок разделяют на захватки по 2 – 2,5 м с расстоянием между ними не менее 6 м. Разрабатывают траншеи по обе стороны от существующего фундамента. Устанавливают опалубку, армируют пространственными каркасами и бетонируют. После того как бетон наберет 70% прочность, можно укреплять смежный участок.

Важно! Толщину обойм определяют расчетным путем, но не менее 150 мм. А пространственные каркасы, армирующие железобетонные обоймы, должны собираться из замкнутых хомутов диаметром 12 – 14 мм.

С уширением. Этим методом можно усиливать при нижеперечисленных условиях:

• фундамент имеет высокую степень разрушения;
• требуется повысить нагрузки;
• присутствуют устойчивые грунты в основании.

До каких значений необходимо увеличить размеры подошвы, можно получить расчетным путем, используя формулы раздела 5 СП 22.13330.2011. Впрочем, новые участки являются малой частью усиливаемой конструкции, поэтому подошва старого элемента всё также будет воспринимать большую часть нагрузок. Это допустимо при небольшом увеличении, так как новая часть фундамента будет препятствовать выдавливанию грунта в стороны. Однако если планируются значительные нагрузки, тогда уширенную часть следует задействовать через предварительное обжатие основания.

Технология: Работу принято вести захватками по 1,5 – 2 м. Выкапывают шурфы вдоль фундамента, грунт в которых утрамбовывают в 2 – 3 слоя щебня. Наносят штробы на старую конструкцию. Устанавливают металлические штыри. Затем монтируют опалубку и проводят бетонирование. После того, как бетон набрал прочность, грунт обратно засыпают слоями, а затем утрамбовывают.

Совет! В наружном слое бетонного или железобетонного фундамента, находящегося в эксплуатации долгое время, начинают происходить модификации, влияющие на достижение монолитности конструкции. Для предотвращения этого рекомендуется снять старый слой бетона, затем очистить и увлажнить поверхность. Далее на неё укладывают бетонную смесь, которую подвергают тщательному уплотнению.

Подведение и углубление

Также относится к способу уширения фундамента, однако происходит это благодаря задействованию различных конструктивных элементов, которые подводятся под фундамент и за счет чего он углубляется. Применяется, когда под домом в его основании залегают слабые грунты и требуется передать нагрузку на более прочный слой грунта, находящийся на незначительной глубине. При этом фундамент характеризуется слабой степенью разрушения.

Технология: Усиление фундамента проводят участками длиной по 1 – 2 м. В пределах захватки выкапывают грунт под фундаментом. Затем подводят плиту или другие железобетонные элементы. Далее обжимают грунт путем применения гидравлических домкратов, а промежуток между старой конструкцией и новым подведенным элементом заполняют бетоном, который уплотняют вибраторами.

Усиление буроинъекционными сваями

Метод, который не предполагает проведения земляных работ. Используется при обвале грунта на участке и средней степенью разрушения фундамента, повлекшей к осадке угла дома и выпучиванию стен. Также целесообразно применение этого метода, если планируется значительно увеличить нагрузку, но в основании слабые грунты.

Суть метода содержится в устройстве корнеобразных выростов, которые переносят нагрузку на более устойчивые слои грунта.

Технология: Размечают места для свай. Посредством буровых установок, способных, вращаясь, пробиться сквозь толщу стен и фундаментов, пробуривают скважины. Далее в них вставляют арматурные каркасы с фиксаторами и инъекционные трубки, через которые нагнетают раствор. После того, как завершили цементирование скважин, инъекторы извлекают и устье скважины опрессовывают сжатым воздухом.

Во многих случаях этот метод является наиболее рациональным, а порой даже экономичнее других методов.

Усиление буронабивными сваями

Это усиление получило наиболее широкое распространение в сложных условиях строительства, однако, при тех же критериях применения, которые действуют для буроинъекционных свай.

Технология: Вначале (1 этап) вдоль ленточной фундаментной конструкции или вокруг столбчатой разрабатывают траншеи с креплениями. Вдоль нижней части стены пробивают штрабу, а в неё на раствор укладывают металлическую балку, обмотанную проволокой. Затем (2 этап) пробуривают скважины, в которые устанавливают арматурные каркасы с последующим бетонированием. После этого (3 этап) сквозь существующий фундамент пробивают отверстия, и в них уже в продольном направлении устанавливают металлические балки. Следом (4 этап) задавливают сваи в грунт с помощью домкратов, и заклинивают балки. Последним этапом является установка опалубки и бетонирование ростверка, а после набора прочности, производится обратная засыпка с послойным трамбованием. Для большей ясности, как усилить фундамент с помощью буронабивных свай, можно обратиться к фото:

Совет! Желательно рассматривать несколько способов усиления одновременно. Это позволит выбрать наиболее рациональный метод, удовлетворяющий как инженерно-техническую сторону, так  и экономическую.