Усиление строительных конструкций

Для обеспечения безопасной эксплуатации реконструируемого здания производят усиление оснований, фундаментов и отдельных конструкций различными способами.

Усиление фундаментов

Долговечность зданий и сооружений во многом определяется состоянием оснований и фундаментов, которые испытывают одновременное воздействие многих факторов, вызываемых природными явлениями или деятельностью человека.Поэтому усиление здания при реконструкции в целом необходимо начинать с усиления фундаментов.

Ленточные фундаменты, как наиболее распространенные в реконструируемых объектах, чаще других подлежат усилению при реконструкции.

Усиление ленточных фундаментов достигается путем:

· создания железобетонных обойм и рубашек;

· подведения буровых свай;

· вывешивания фундаментов.

Устройство железобетонных обойм вокруг фундамента целесообразно при наличии свободного пространства, времени и дешевой рабочей силы, так как этот метод не требует использования квалифицированного труда. (Рис.15.1. а, б).

Методом подведения буровых свай усиление и увеличение несущей способности фундаментов можно обеспечить в стесненных условиях строительства. (Рис.15.2 а, б) Работы по устройству прямых буронабивных свай довольно трудоемки и выполняют их в следующей последовательности. Сначала устраивают буронабивные сваи (подробнее о технологии буронабивных свай см. главу 8) вдоль ленточного фундамента с двух сторон, затем сваи соединяют между собой с помощью ростверков, а в существующем фундаменте устраивают штрабы и отверстия под опорные балки. После установки балок осуществляют замоноличивание всех элементов узла (Рис.15.2 а).

Метод усиления ленточных фундаментов наклонными буроинъекционными сваями является наиболее эффективным, так как не требует отрывки котлована для раскрытия фундамента. Скважины пробуривают через фундамент и вышерасположенные конструкции. Затем, в скважину опускают арматурный каркас и нагнетают под давлением 3 атм. цементно-песчаный раствор. Такие сваи имеют минимальную осадку (рис.15.2. б).

Метод вывешивания ленточных фундаментов особенно эффективен при наращивании фундамента вглубь со стороны подошвы для достижения грунтов с достаточной несущей способностью, когда реконструкция здания предусматривает обеспечение его подвалом. (Рис.15.2 в).

Усиление фундаментов под колонны выполняют аналогично усилению ленточного фундамента обоймами, путем создания рубашек из монолитного железобетона с добавлением арматуры. В этом случае опалубку устанавливают вокруг фундамента с зазором, определяющим толщину монолитной рубашки.

Усиление железобетонных конструкций (колонн, ригелей, балок и перекрытий) в своем большинстве осуществляют за счет увеличения их поперечного сечения.

Колонны усиливают с помощью стальной (рис. 15.3.б)   или железобетонной обоймы(рис. 15.3.а) вокруг с добавлением арматуры.

Изгибаемые железобетонные элементы - ригели и балки усиливают со стороны растянутой зоны. Для этих элементов после установки и закрепления дополнительной арматуры снизу элемента, усиливаемый участок торкретируют.

Монолитные перекрытия усиливают за счёт увеличения общей высоты сечения, путём устройства сверху дополнительной монолитной плиты. (Рис. 15.3.в)

Сборные железобетонные перекрытия из плит усиливают путём вскрытия пустот и продольных швов с последующей установкой дополнительных арматурных каркасов и замоноличиванием.

Усиление металлических конструкций производят путем увеличения сечения отдельных элементов дополнительным металлопрокатом колонн и балок. Варианты увеличения сечений определяются расчетными нагрузками на элементы конструкций и имеющейся номенклатурой проката. (Рис. 15.4.а, б). Работы по усилению конструкций выполняют с инвентарных подмостей, люлек или передвижных монтажных вышек, а также с мостовых кранов здания, которые могут быть использованы для ускорения производства работ по усилению конструкций покрытия.

Усиление каменных конструкций

При реконструкции зданий и сооружений наблюдаются наиболее характерные дефекты существующих каменных конструкций: - выветривание растворных швов и камней кладки, трещины, отклонение от вертикали стен и столбов, другие деформации и разрушения каменных конструкций. Для временного укрепления каменных конструкций применяют разгружающие конструкции: контрфорсы, дополнительные опоры, временные связи.

Восстановление целостности разрушенных выветриванием участков кладки производится путём замены отдельных камней (вычинка) и шприцевания цементным раствором кладочных швов.

Усиление стен с трещинами производят путем:

·  заполнения цементным раствором небольших и несквозных трещин;

·  цементации ослабленной кладки вокруг небольших и несквозных трещин;

·   заполнения широких трещин (1-20 мм) кирпичной кладкой в «замок» (Рис. 15.5.а);

·  установки замковых конструкций с «якорем» из прокатного профиля, укрепленного анкерами на широкие и длинные трещины (Рис. 15.5.а);

 установки металлических накладок из полосовой стали 50х10 мм зафиксированных болтами к стене при сквозных трещинах. (Рис. 15.5.б)

Перемычки над проемами усиливают путем:

· частичной или полной замены ее элементов (двутавровыми балками) - в зависимости от степени разрушения и размера трещин;

· дополнения существующих элементов клинчатых перемычек со сквозными или частыми трещинами - металлическими уголками;

· дополнения металлическими уголками с подвесками, приваренными к ним и заделанными болтами к стене, - при среднем раскрытии трещин (20-40 мм);

· уменьшения пролета перемычки частичным заложением проема - при значительных ее разрушениях. (Рис. 15.5.г)

Отдельные простенки усиливают устройством:

· металлического каркаса (аналогично усилению ж.б. колонн см. рис. 15.3.б);

· железобетонной обоймы; (Рис. 15.5.в)

· частичной или полной заменой простенка.

Для усиления каменных фундаментов часто приходится:

· увеличивать площадь подошвы,

· повышать жесткость увеличением высоты сечения;

· или передавать часть нагрузки на дополнительные фундаменты.

Для укрепления каменных стен с отклонениями от вертикали проводят следующие мероприятия для восстановления формы стенового остова:

· пристраивают контрфорсы на самостоятельном фундаменте к каменным стенам;

· выпрямление стен с помощью вертикальных накладок из прокатных профилей;

· восстановление жесткости пространственной конструкции стенового остова с помощью предварительно напряженных поясов из круглой арматурной стали.