4.5. Усиление фундаментов буронабивными сваями (ч. 2)
Одним из оригинальных способов усиления фундаментов с помощью буронабивных свай является использование их в качестве своего рода рычажных опор. Так, при выяснении причин обрушения кирпичной стены в производственном корпусе сортировочного цеха бумажной фабрики в г. Сухом Логу было установлено, что под ленточными бетонными фундаментами по оси Е в рядах 5—6 на глубине около 1 м проходила сквозная штольня шириной 6 и глубиной 2 м (рис. 4.20). При восстановлении кирпичной стены по проекту Уральского политехнического института (О.А. Лисовой) рекомендовалось выключить на указанном участке длиной 21 м из работы ленточный фундамент, а нагрузку передать на 15 рычажных металлических балок, размещаемых в неглубоких траншеях с шагом 1,5 м.
Рычажные балки (см. рис. 4.20) длиной 7,4 м из двутавра № 50 опирались на буронабивные сваи-стойки диаметром 500 мм и длиной 7 м (общее их число 15), которые располагались в непосредственной близости к фундаменту и опирались на слой известняка с временным сопротивлением одноосному сжатию 15 МПа. В качестве противовеса использовалась железобетонная плита высотой 0,2, шириной 1,2 и длиной 22,5 м (на всем участке усиления). Соединение балки БР-1 с плитой осуществлялось рабочим болтом (диаметром 50 мм и длиной 2,1 м) с помощью гайки. Для балластного слоя рекомендовался любой материал с плотностью более 1,8 т/м3. Наличие воздушного зазора в 0,15 м под балкой БР-1 обеспечивало надежную работу всей рычажной системы. Узлы сопряжения балки БР-1 и прогонов из швеллеров № 10, закладываемых в кирпичную стену, тщательно замоноличивали бетоном марки М200 на мелком щебне до передачи нагрузки на рычажную систему. Балка БР-1 включалась в работу только после уплотнения балластного слоя путем предварительного обжатия опорного узла рычажной системы с обеспечением расчетного (рабочего) прогиба балки в 50 мм. Это достигалось завинчиванием гаек на рабочем болте с последующей постановкой контргайки. После этого балку БР-1 бетонировали бетоном марки М200.
Аналогичный способ усиления ленточных фундаментов буронабивными сваями, используемыми в качестве рычажных опор, выполнен в 1973 г. трестом Гипроспецфундаментстрой по чертежам Гипролесхима в соответствии с рекомендацией НИИ оснований и подземных сооружений [7, с.41—42]. Усилению подвергались фундаменты пятиэтажной башни и примыкающей к ней трехэтажной части производственного корпуса химкомбината в связи с развитием недопустимых осадок и возможного их обрушения. Для этого на расстоянии 2,5 м от наружной стены здания были выполнены два ряда цилиндрических буронабивных свай-стоек (расстояние между рядами 5 м, шаг в ряду 3 м) диаметром 1,2 и длиной 16 м. Головы свай в каждом продольном ряду объединялись жесткими железобетонными балками, расположенными одна относительно другой на разных уровнях.
В качестве рычажных балок использовали металлические двутавровые консольные балки № 50 с шагом 2,5 м, рассчитанные на условия передачи на свайный фундамент соответствующих усилий от стен здания. Балки заделывали в кирпичные стены так, как показано на рис. 4.20, на железобетонных балках их размещали таким образом, чтобы в первом ряду сваи работали на вдавливание, во втором — на выдергивание. Осуществленное усиление исключило дальнейшее развитие осадок на аварийном участке корпуса.
Обычно при усилении ленточных фундаментов нагрузки от старого фундамента на сваи передают с помощью поперечных балок, проходящих через стену старого фундамента. Основными недостатками данного способа усиления являются сложность выполнения работ, связанных с пробивкой отверстий для поперечных балок в фундаментной стене, ослабление стены и трудоемкость создания плотного контакта между поперечными балками и фундаментной стеной.
Под руководством Ю.И. Лозового [54] разработан способ усиления ленточных фундаментов из бетонных блоков путем передачи части нагрузки от фундамента на вновь возводимые свайные или иные опоры без нарушения структуры грунта под подошвой фундамента и ослабления фундаментной стены отверстиями, пробиваемыми для введения в работу поперечных балок усиления (рис. 4.21). При этом способе отверстия в стене для пропуска поперечных балок не пробивают, а сверху фундамента в горизонтальном шве со стеновым блоком пропускают только арматурные стержни. Как показали результаты исследований, блоки фундаментов надежно включаются в работу поперечных балок усиления, бетонируемых на месте. Силы трения и сцепления обеспечивают восприятие поперечной силы в местах контакта нового бетона балок со старым бетоном фундаментных блоков. Балки усиления бетонируют с расчетным шагом по длине фундамента, нижнюю арматуру подбирают, как в обычных изгибаемых железобетонных элементах на заданные нагрузки.
