Советы по ремонту квартир, офиса, дома • GORYCH.RU • дизайн интерьера, постройка дачи

Окна

Как удлинить фундаментную плиту при реконструкции здания

Содержание

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Шулятьев Олег Александрович, Поспехов В.С., Шулятьев Станислав Олегович

Рассмотрены особенности проектирования конструкций ограждения котлована глубиной 18 м и фундамента административного комплекса, расчет которого с учетом жесткости верхних конструкций, последовательности их возведения, ограждения котлована и других факторов позволил заменить плитно-свайный фундамент на фундаментную плиту.

Текст научной работы на тему «Из практики проектирования ограждающей конструкции и фундаментной плиты административного комплекса зданий с четырехуровневой подземной автостоянкой»

Научно-технический и производственный журнал

O.A. ШУЛЯТЬЕВ, канд. техн. наук, В.С. ПОСПЕХОВ, С.О. ШУЛЯТЬЕВ, инженеры,

Из практики проектирования ограждающей конструкции и фундаментной плиты административного комплекса зданий с четырехуровневой подземной автостоянкой

Рассмотрены особенности проектирования конструкций ограждения котлована глубиной 18 м и фундамента административного комплекса, расчет которого с учетом жесткости верхних конструкций, последовательности их возведения, ограждения котлована и других факторов позволил заменить плитно-свайный фундамент на фундаментную плиту.

Ключевые слова: совместные расчеты, геотехнический барьер, фундамент, ограждающая конструкция котлована.

Офисно-административный комплекс (ранее называвшийся Delfos. Плаза), строительство которого ведется в настоящее время в Центральном административном округе Москвы (ул. Можайский вал, вл. 8), представляет комплекс из 4 разноэтажных зданий, два из которых 14-этажные и два 10-этажные высотой 55 м и 41 м соответственно. В плане комплекс представляет собой подкову размерами 140X85 м, опоясывающую существующее офисное здание В подземной части комплекса расположена 4-уров-невая подземная автостоянка, объединяющая все 4 здания в одну стилобатную часть.

В соответствии с архитектурной концепцией проектное решение комплекса имеет следующие особенности: глубина котлована составляет 18 м ; комплекс огибает существующее 8-этажное здание, располагающееся в центре площадки строительства, на расстоянии 1-2 м от ограждения котлована ; высотные части расположены в краевых зонах комплекса, контактируя с ограждающей конструкцией.

В конструктивном плане сооружение представляет собой связевой каркас с несущими колоннами (пилонами) и стенами. Пространственная жесткость обеспечивается совместной работой колонн с плитами перекрытий, в качестве основного связевого элемента выступают стены. На рис. 3 представлен план 4-го подземного этажа административного комплекса с указанием основных несущих конструкций.

В геологическом строении площадка строительства

сложена в основном четвертичными отложениями, представленными насыпными грунтами, мощностью в среднем 3 м, аллювиальными и флювиагляциальными плотными (реже средней плотности) песками, крупностью от мелких до гравелистых, мощностью в среднем 15 м, а также пластичными супесями мощностью в среднем 7 м.

Четвертичные отложения подстилаются коренными каменноугольными породами, представленными по большей части известняками и твердыми глинами.

№ ИГЭ Наименование грунта Плотность р, г/см3 Модуль деформации Е, МПа Угол внутреннего трения ф, град. Удельное сцепление с, кПа

1 Насыпные грунты Расчетное сопротивление R0 = 100кПа

2 Пески крупные, средней плотности, маловлажные 1,72 24 33 0,6

2б Пески крупные, плотные, маловлажные 1,79 37 36 1,3

3 Пески средней крупности, средней плотности, маловлажные 1,72 23 32 1,5

4б Пески мелкие, плотные маловлажные 1,8 35 34 4

7б Пески средней крупности плотные, водонасыщенные 2,08 40 39 2,4

11 Известняки средней прочности и прочные, размягчаемые и неразмягчаемые 2,3 Предел прочности на одноосное сжатие: R(; = 36/32(30) МПа

Научно-технический и производственный журнал

Гидрогеологические условия участка строительства характеризуются распространением трех постоянных водоносных горизонтов: основного четвертичного, расположенного на глубине 16 м, и двух, расположенных в каменноугольных известняках, залегающих на значительных глубинах 30 и 50 м, и, потому в расчетах они не учитывались.

Характерный инженерно-геологический разрез представлен на рис. 2, а в таблице приведены нормативные физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов.

Особенности конструктивного решения подземной части комплекса: строительство четырехуровневой подземной парковки ведется из котлована глубиной 18 м. В качестве ограждающей конструкции котлована принята «стена в грунте» совершенного типа глубиной 35 м, одновременно выполняющая роль противофильтрационной завесы.

В связи с тем, что комплекс проектируется вокруг уже существующего офисного здания, осадки которого от устройства подземной части не должны превышать 3 см, разработан следующий комплекс мероприятий:

Выполнение второго мероприятия позволяет, с одной стороны, учитывая большую податливость удерживающей системы распорок из стальных труб по сравнению с разработкой котлована с удерживающей конструкцией из железобетонных дисков перекрытия при строительстве методом semi-top-down (особенно при больших величинах пролетов и глубин котлована), в том числе в результате в результате температурных деформаций [1, 2], снизить перемещения ограждающей конструкции, а следовательно и осадки существующего здания. С другой стороны позволяет вести разработку грунта довольно крупными механизмами и вывозить его с каждого уровня котлована по пандусам, расположенным в открытой части котлована, раскрепленного системой распорок. Последнее позволило существенно сократить сроки строительства подземной части.

Грубейшие ошибки при строительстве фундаментной плиты. Кривизна в 40 см. НЕ «Строй и Живи».

Учитывая возможные технологические осадки в результате устройства стены в грунте глубиной 35 м вплотную к фундаменту здания, а также перемещения ограждающей конструкции котлована в процессе экскавации грунта был разработан проект защитного геотехнического барьера, активно применяемого в последнее время для защиты существующих зданий [3-5]. Суть этого мероприятия в следующем: между существующим зданием и конструкцией ограждения котлована выполняется ряд вертикальных инъ-екторов, расположенных с шагом 0,5 м и глубиной до 20 м от поверхности земли. Через данные инъекторы в грунт закачивается цементный раствор методом многоразовой инъекции по манжетной технологии. Перед началом работ по устройству «стены в грунте» производится заполнитель-ная цементация, предназначенная для заполнения полостей и крупных пор грунта и подготовки грунта ко второй и

последующим стадиям компенсационного нагнетания. Вторая и последующие стадии (компенсационное нагнетание) предназначены для компенсации изменения напряженно-деформированного состояния грунта в результате влияния строительства на существующую застройку.

Особенности проектирования фундаментов. Как отмечалось выше 10-14-этажные надземные части комплекса располагаются несимметрично, «прижимаясь» к боковым граням подземной части. Это создает эксцентриситет в приложении нагрузки. Выполненные расчеты показали, что при расположении комплекса на плитном фундаменте возникает крен зданий, величина которого превышает предельно допустимые значения, что недопустимо для нормальной эксплуатации лифтового оборудования. В связи с этим первоначально был разработан плитно-свайный фундамент, включающий 170 буронабивных свай 01,2 м, длиной 12,5 м, объединенных ростверком толщиной 1 м.

В дальнейшем, в результате выполнения дополнительных инженерно-геологических изысканий, уточняющих геологическое строение и физико-механические характеристики грунта, а также проведения уточняющих расчетов появилась возможность отказаться от свай.

Научно-технический и производственный журнал

В связи с тем, что комплекс зданий имеет большое заглубление (фундамент располагается на глубине 18 м) и развитую подземную часть, вес здания не превышает веса вынутого грунта. Таким образом, грунты основания при строительстве на них административного комплекса будут работать квазиупруго с деформационными характеристиками, определяемыми по вторичной ветви нагружения. Учет этого дает значительное снижение общих, а значит и неравномерных осадок. Кроме этого, для уточнения расчетов фундамента учитывались следующие факторы:

Известно [6-9], что учет конструкций здания при расчете фундаментов способен изменить напряженно-деформированное состояние фундаментных конструкций, давая при этом полное представление о работе фундамен-

та в составе каркаса здания. При этом выигрывают не только геотехники, но и конструкторы каркаса здания, поскольку, при введении в расчетную схему податливого основания, неопределенность усилий, связанная с деформацией фундаментов, отпадает сами собой.

В настоящее время расчеты фундаментов с учетом жесткости надземного строения уже входят в повседневную практику, однако и здесь имеются свои подводные камни. Здание не возводится мгновенно. Если это не учитывать, то результаты расчетов, полученные с учетом этой предпосылки, не всегда будут соответствовать тому, что получится в итоге после завершения строительства.

Жесткость одного этажа не возможно сравнить с жесткостью всего каркаса здания в целом, а это значит, что по мере роста этажности жесткость здания постоянно меняется. По мере роста этажности растет и нагрузка, которая воспринимается зданием на этапе строительства. Сам учет монтажа конструкций или роста жесткости сооружения может привести как к увеличению моментов и неравномерных деформаций, вследствие меньшей жесткости каркаса, так и к их уменьшению, вследствие перераспределения нагрузок.

Учитывая разную этажность зданий, для уменьшения моментов не только в фундаментной, но и в надземной конструкции было принято решение о разделении всего комплекса тремя деформационными швами (см рис. 3). Это решение позволило не только уменьшить изгибающие моменты в разнонагруженных частях комплекса, но и дало возможность независимо деформироваться отдельным его частям, уменьшая при этом неравномерность деформаций.

Важным является вопрос учета в расчете фундамента ограждающей конструкции котлована. Как показали исследования, проведенные в PC PLAXIS 2D, учет ограждающей конструкции позволяет уменьшить краевые осадки фундамента минимум на 15%. А для здания, у которого основная часть нагрузки сконцентрирована в краевой зоне, этот фактор является весьма существенным.

Научно-технический и производственный журнал

Развитие современной техники дает возможность учесть все вышеперечисленные факторы в одной расчетной модели.

Для выполнения расчета фундаментов административ- 3. но-офисного комплекса построена модель в PC ANSYS 13, позволяющая учитывать работу грунта основания, ограждающую конструкцию котлована, а также каркас здания с учетом его монтажа 4.

Расчетная модель включала порядка 580 тыс. конечных элементов (КЭ). Грунт основания моделировался объемными КЭ, плиты перекрытия и фундамент. оболочечными КЭ, а колонны. стержневыми КЭ. Во избежание возникновения чрезмерных изгибающих моментов под колоннами установ- 5. лены специальные «жесткие» элементы с размерами, соответствующими размерам колонн, и толщиной, равной высоте этажа, тем самым уменьшая значения завышенных моментов, вызванных сингулярностью при приложении нагрузки.

READ  Как повесить рулонные шторы на раму

В результате расчетов (рис. 5, 6) было получено, что ни для одного из зданий комплекса максимальная осадка не 6. превысит 7 см, а ее максимальная неравномерность составит 0,0027, что меньше предельных значений (0,003). А это значит, что комплекс зданий может быть построен на плит- 7. ном фундаменте без ущерба для эксплуатационных качеств зданий.

Возможность строительства комплекса на плитном фундаменте позволила сэкономить только на бетоне свай несколько десятков миллионов рублей, не учитывая то, что 8. сроки строительства существенно сократились.

Петрухин В.П., Поспехов В.С., Шулятьев О.А. Опыт проектирования и мониторинга глубокого котлована // Сборник научных трудов НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. 9. 2008. Вып. 99. С. 139.

Петрухин В.П., Шулятьев О.А., Колыбин И.В., Мозга-чева О.А., Безволев С.Г., Кисин Б.Ф. Строительство

ММДЦ «Москва-СИТИ» // Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Том XII. Строительство подземных сооружений. 2008. С. 360. Пат. 245966 РФ. Способ возведения подземных сооружений в зоне городской застройки / В.П. Петрухин, О.А. Шулятьев, О.А. Мозгачева. Заявл. 7.08.2002. Опубл. 20.02.2004. 2005, Бюл.

Construction of the underground part of the Turkish Trade Center in Moscow. V.P. Petrukhin, O.A. Shuljatjev, O.A. Mozgacheva // 4th International Symposium Geotechnical Aspects of Undergraund Construction in Soft Ground (IS-Toulouse 2002). Р.125.

Разводовский Д.Е., Шулятьев О.А, Никифорова Н.С. Оценка влияния нового строительства и мероприятия по защите существующих зданий и сооружений // Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Том XII. Строительство подземных сооружений. 2008. С. 409.

Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. М.: Стройиз-дат, 1984. 679 с.

Маликова Т.А., Болтянский Е.З., Чинилин Ю.Ю. Совместный расчет фундаментной плиты и надфундаментных конструкций элеваторных сооружений конечной жесткости на закарстованном основании // Тр. НИИ оснований и подземных сооружений. 1985. Вып. 84. С. 89. Шулятьев С.О., Федоровский В.Г., Дубинский С.И. Расчет фундаментной плиты в составе здания с полным каркасом методом численного моделирования с учетом последовательности возведения // Сборник статей международной научно-технической конференции: Численные методы расчетов в практической геотехнике. СПбГАСУ, 2012. 36 с.

Боков И.А., Шулятьев С.О. Прогноз осадок свайных фундаментов многоэтажных зданий при застройке Павшин-ской поймы и сравнение их с результатами мониторинга // Жилищное строительство. 2010. С. 2-6.

Как залить плиту под фундамент монолитного типа

Следует разобраться, сооружая плитный фундамент, как залить его с соблюдением технологии. Важно предварительно определить требуемый объем бетонной смеси и выбрать метод изготовления раствора.

  • применение готовой смеси, доставляемой к месту работы в миксерах. Бетон транспортируется по желобу и распределяется внутри опалубки подсобными рабочими;
  • самостоятельное приготовление раствора с использованием электрического бетоносмесителя. Ограниченный объем емкости значительно увеличивает продолжительность цикла;
  • использование мощного бетононасоса. Специальное оборудование с раздвижной штангой позволяет подавать раствор по бетонопроводу, что ускоряет процесс бетонирования.
плита, реконструкция, здание

Заливка плиты под фундамент монолитного типа

Порядок действий по бетонированию:

  • Заполните подготовленным раствором опалубку.
  • Равномерно распределите бетон.
  • Разровняйте поверхность.
  • Тщательно уплотните бетонный массив.

Профессиональные строители всегда подскажут, как залить монолитную плиту фундамента.

Сооружение опалубки под плитный фундамент своими силами

Самостоятельное выполнение работ по монтажу опалубки не вызывает затруднений. Порядок действий:

На предварительно подготовленную поверхность производится заливка плиты под фундамент

  • Подготовьте материалы, нарежьте заготовки для опалубки.
  • Соберите щитовые элементы высотой, соответствующей толщине плиты.
  • Установите щиты опалубки по периметру плитного фундамента.

Важно обеспечить неподвижность опалубочной конструкции путем установки с внешней стороны подпорок. При выполнении работ обратите внимание на герметичность опалубочного контура.

Разновидности и характеристики монолитного основания

Выбор разновидности монолитной основы плитного типа зависит от ряда факторов:

От ряда факторов зависит выбор разновидности монолитной основы плитного типа

  • расположение поверхности плиты относительно нулевой отметки;
  • метод сооружения фундаментной конструкции;
  • конструктивный вариант исполнения.

По величине заглубления в почву плитные основания классифицируются следующим образом:

  • незаглубленные фундаменты. Они сооружаются на спланированной поверхности почвы, с которой удалены строительный мусор и растительность;
  • мелкозаглубленные основания. Технология сооружения фундаментной плиты предусматривает ее погружение в грунт на 40-50 см ниже нулевой отметки;
  • заглубленные основы. Нижняя плоскость железобетонной плиты фундамента располагается на глубине замерзания грунта или ниже.

Способ обустройства цельной плиты также отличается:

  • монолитная конструкция возводится на спланированной и очищенной площадке. Технология предусматривает сооружение подушки, монтаж опалубки, гидроизоляцию, армирование и бетонирование. Для постройки цельной плиты не требуется грузоподъемная техника. Внутри бетонной основы размещаются инженерные сети и необходимые коммуникации. Габариты фундаментной платформы не ограничены;
  • сборный вариант сооружается из стандартных плит, изготовленных в промышленных условиях. Укладка панелей выполняется на щебеночно-песчаную подушку с помощью крана. После завершения монтажных операций стыковые участки заливаются раствором. Допускается армирование сборной платформы с последующей заливкой слоя стяжки. Толщина и размеры сборной конструкции регламентированы габаритами готовых панелей.

Одним из доступных считается этот вариант фундамента

Сооружаются следующие плиты, отличающиеся особенностями конструкции:

  • чашеобразная платформа. Она представляет сложную конструкцию, которая позволяет соорудить под домом вместительный подвал;
  • плоский фундамент. Он выполняется в виде обычной плиты, которая дополнительно утепляется листовым теплоизолятором.

Остановимся на характеристиках цельной плиты фундамента, которую отличают следующие свойства:

  • увеличенная нагрузочная способность. Прочная конструкция железобетонной плиты не разрушается, воспринимая вес строения и реакцию грунта;
  • повышенная влагостойкость. Правильно сооруженная монолитная основа не позволяет влаге проникать через фундамент к стенам;
  • длительный срок использования. Железобетонная платформа гарантирует устойчивость строений на протяжении продолжительного периода.

Размеры плиты выполняются в соответствии с габаритами возводимого строения, а толщина зависит от определенных условий:

  • устойчивость зданий на нормальных почвах обеспечивается при толщине платформы 40-50 см;
  • для надежности построек, сооружаемых на проблемной почве, следует увеличить толщину до 100 см.

Эксплуатационные характеристики монолитной платформы определяются также маркой бетонного раствора, диаметром арматурных прутков и конструктивным вариантом исполнения плиты.

В соответствии с габаритами возводимого строения выполняются размеры плиты

Профессиональные строители и частные застройщики убедились в многочисленных достоинствах монолитной конструкции:

  • конструктивной простоте. Конфигурация основы повторяет контур здания. Сооружение монолитной платформы осуществляется за ограниченный период времени;
  • экономичности конструкции. В результате сооружения цельной плиты отпадает необходимость в обустройстве пола. Это позволяет сэкономить денежные средства;
  • повышенной прочности. Благодаря применению марочного бетона и правильно подобранному диаметру арматуры, плитный фундамент предотвращает деформацию стен;
  • универсальности. Монолитный фундамент применяется для различных видов зданий, обеспечивает долговечность на подвижных, влажных и промерзающих грунтах;
  • морозоустойчивости. Прочная конструкция железобетонной плиты не растрескивается в результате сезонных колебаний температуры, вызывающих подвижки грунта.

Наращивание фундамента // Расширение и увеличение фундаментной плиты

Наряду с преимуществами конструкция имеет также и слабые стороны:

  • сложность сооружения цельной плиты в условиях наклонной местности;
  • увеличенный объем затрат и повышенная трудоемкость выполнения работ;
  • необходимость выполнения дополнительных объемов земляных работ для заглубленного основания.

Недостатки не останавливают строителей, которые уверенно выбирают плитный фундамент для строительства домов на различных типах грунта.

Цельная фундаментная плита – специфика применения

Монолитная плита, изготовленная из армированного бетона, отличается повышенным запасом прочности и используется в области промышленного, гражданского и жилищного строительства для сооружения различных типов строений:

  • дачных построек;
  • частных домов;
  • групповых и одиночных коттеджей;
  • объектов промышленной сферы;
  • помещений для хранения транспорта;
  • различных зданий малой этажности.

Различные типы фундаментов приходится заливать строителям для постройки зданий

Прочностные характеристики железобетонного фундамента позволяет ему выдерживать вес построек из различных материалов:

  • блочного бетона;
  • натурального камня;
  • обожженного кирпича;
  • деревянного бруса;
  • бутового камня;
  • армированного бетона.

Плитный фундамент также используется в качестве основы для сооружения каркасных строений и бревенчатых домов. Положительно зарекомендовала себя в различных условиях эксплуатации фундаментная плита под дом из газобетона. Она предотвращает растрескивание стен, построенных из хрупких газонаполненных блоков.

Монолитная плита – оптимальный вариант для решения следующих задач:

  • строительства зданий на болотистых почвах;
  • возведения домов на грунтах с близко расположенными подземными водами;
  • сооружения построек на проблемных почвах, склонных к пучению;
  • постройки объекта на насыпных грунтах, содержащих мелкий песок.

Плитная конструкция фундамента также применяется в районах с повышенной сейсмической активностью и при увеличенном уровне промерзания грунта.

До того, как залить монолитную плиту, следует рассчитать прочность конструкции и выполнить расчет арматуры. Определяясь с возможностью применения цельной плиты для сооружения фундамента под конкретное строение, следует определить толщину основания и выбрать глубину залегания плитной основы.

Вес построек из различных материалов позволяет выдерживать прочностные характеристики железобетонного фундамента

При этом необходимо учитывать следующие факторы:

  • свойства почвы на стройплощадке;
  • уровень расположения грунтовых вод;
  • нагрузочные характеристики фундамента;
  • массу будущего здания;
  • особенности климатических условий;
  • высотные колебания на месте работ;
  • рабочие характеристики применяемого стройматериала.

Расширенный диапазон применения монолитной плиты обусловлен увеличенной площадью опорной подошвы, которая обеспечивает:

  • пропорциональное распределение на почву массы строения;
  • предотвращение осадки отдельных частей коробки здания;
  • демпфирование реакции почвы, связанной с морозным пучением;
  • невозможность образования трещин на стенах здания.

Цельная плита из армированного бетона успешно применяется для обеспечения устойчивости различных строений, сооружаемых на проблемных грунтах.

Как залить монолитную фундаментную плиту – технология заливки бетонной основы

Заливка фундаментной плиты – ответственный процесс, который осуществляется в соответствии с требованиями технологии.

Технология заливки бетонной основы

Алгоритм сооружения железобетонного фундамента плитного типа предусматривает следующие стадии:

  • Подготовительные мероприятия. Они осуществляются до начала строительных работ и включают геодезические изыскания, выполнение расчетов, разработку проекта, определение потребности в стройматериалах.
  • Земляные работы. Проводятся с помощью специальной техники после очистки строительной площадки от мусора, корней и растительности. Технология предусматривает выравнивание поверхности и выполнение разметки.
  • Сооружение демпфирующей подушки. Подсыпка выполняется на основе смеси песка и гравия. Материалы равномерно распределяются по поверхности будущего фундамента и тщательно уплотняются.
  • Монтаж элементов опалубки. Для изготовления опалубочной конструкции используется влагостойкая фанера, металлические листы или строганые доски, которые устанавливаются по контуру фундамента.
  • Сборка и монтаж арматурного каркаса. Предварительно нарезанные арматурные стержни соединяются вязальной проволокой в силовую решетку и устанавливаются внутри опалубки.
  • Приготовление бетонного раствора и заливка рабочей смеси в опалубку. Важно правильно рассчитать объем бетонной смеси для выполнения бетонирования в один прием.
READ  Как класть ламинат вдоль или поперек окна

Остановимся на особенностях выполнения основных этапов.

Как самостоятельно сделать бетонную смесь

Самостоятельная заливка бетонной плиты требует обязательного использования следующих компонентов:

  • цемента, выполняющего функцию вяжущего вещества;
  • песка и гравия, применяемых в качестве наполнителя;
  • воды, добавляемой до нужной пластичности раствора.

Оптимальное соотношение указанных сыпучих составляющих – 1:3:5. Для приготовления бетона следует равномерно перемешать ингредиенты, постепенно добавляя воду до сметанообразного состояния смеси.

Как правильно залить под дом плитную основу

Недостаточно просто приготовить бетон и заполнить им опалубку. Важно понимать, как правильно залить плиту под дом.

Соблюдайте приведенные рекомендации по заливке бетона:

  • не допускайте перерывов в подаче раствора;
  • уплотняйте бетон глубинным или поверхностным вибратором;
  • поддерживайте постоянную влажность массива путем периодического увлажнения;
  • постелите на залитый фундамент полиэтилен для сохранения влаги.

Помните, что процесс застывания бетона до набора рабочей прочности длится 28 суток.

Строительство плитного фундамента – расчет материалов и проектирование

Заливка монолитной плиты выполняется после завершения подготовительных работ, которые предусматривают следующие операции:

  • Изучение характера почвы.
  • Определение глубины грунтовых вод.
  • Расчет нагрузочной характеристики основы.
  • Разработка проектной документации.
  • Определение необходимого количества материалов.

После завершения подготовительных работ выполняется заливка монолитной плиты

Зная габаритные размеры фундаментной плиты, несложно определить ее объем и рассчитать потребность в материалах. Для расчета количества арматуры следует руководствоваться проектной документацией.

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация: Главная → Все категории → Возведения зданий и сооружений

Использование встроенных строительных систем является одним из методов, обеспечивающих повышение надежности, долговечности и капитальности здания. Встроенная система может быть реализована в сборном, монолитном и сборно-монолитных вариантах. Главной отличительной особенностью встроенной системы является то, что она имеет самостоятельные фундаменты, поэтому сама воспринимает все технологические и эксплуатационные нагрузки, частично или полностью освобождая от них стеновые ограждающие конструкции. Это позволяет осуществить надстройку здания независимо от несущей способности старых фундаментов и стенового ограждения, значительно сократить объемы работ по укреплению основания, усилению существующих фундаментов и стен.

Использование встроенных систем позволяет создать более рациональную планировку помещений, обеспечить в них современный комфорт, применить прогрессивные материалы и конструкции, осуществить реконструкцию с использованием современных технологий строительства с оснащением и необходимыми средствами механизации. Важным является проектирование для реконструируемого здания в стесненных условиях городской застройки не только современных конструкций, но и рациональной технологии производства работ.

Условия строительной площадки в ряде случаев диктуют технологию производства работ. Невозможность использования башенных кранов требуемой грузоподъемности приводит к варианту монолитных встроенных систем с бескрановой подачей материалов и полуфабрикатов в зону ведения работ. Специфика строительной площадки может привести к использованию приставных башенных, самоходных, стационарных и самоподъемных кранов.

Отсутствие монтажного крана, транспортирование и укладка бетонной смеси бетононасосами приводят к увеличению площади захваток, возрастанию потребности в опалубке, а это в свою очередь приводит к появлению длительных технологических перерывов, которые влияют на ритм и последовательность работ. В связи с этим снижается уровень механизации, увеличивается себестоимость и трудоемкость работ.

Часто определяющим фактором является сравнение многих вариантов конструктивного решения и технологии осуществления проекта и итог в виде показателей рентабельности и прибыльности. Принимают наиболее рациональный конструктивно-технологический вариант при обязательном учете следующих показателей: трудоемкости, продолжительности, себестоимости строительства, возможной прибыли от реализации проектного решения и др.

Встроенные системы из сборных железобетонных конструкций. В наибольшей степени для реализации метода встроенного монтажа подходят здания, имеющие в плане прямоугольную или близкую к ней форму. Обследование здания позволяет оценить его конструкции и определиться с использованием конструктивных схем с полным и неполным встроенными каркасами. Полный встроенный каркас позволяет снять нагрузку с ограждающих стен, что создает предпосылки для выполнения работ по реконструкции не только с полной перепланировкой, но и с надстройкой нескольких этажей. При использовании неполного каркаса, когда нагрузка от него частично передается на наружные стены, возможность надстройки ограничивается несущей способностью фундаментов и наружных стен. Использование полного каркаса из колонн, ригелей и плит перекрытий является более технологичным по сравнению с существующими методами замены только перекрытий, так как значительно снижаются объемы работ по устройству гнезд опи-рания, практически не ослабляется несущая способность существующих стен. Имеется возможность использования плит перекрытия разной требуемой длины, чем обеспечивается более гибкая планировка помещений.

Полный каркас используют в случаях высокой степени износа наружных стен и потери ими несущей способности и в случае надстройки здания несколькими этажами. Шаг расположения колонн при этом согласуют с шагом оконных проемов и принимают кратным им. Исключение из работы наружных стен переводит их в разряд самонесущих, отпадает комплекс работ по их усилению. Усиления стен, увязки их совместной работы с каркасом и даже передачи части нагрузки со стен на каркас можно добиться путем устройства стяжек в уровне перекрытий, пропуская их через специально оставленные отверстия в колоннах.

В зависимости от физического состояния фундаментов и наружных стен, степени их износа и соответствия их новым нагрузкам, в том числе с учетом надстройки, принимают решение об их усилении, усилении основания под фундаментами или об устройстве новых фундаментов под каркас здания.

Для каждого реконструируемого здания требуется своя номенклатура сборных изделий, часто отличная от выпускаемых промышленностью. Увязать выпускаемое с требуемым для конкретных объектов вполне реально при использовании гибких технологий. Для изготовления колонн и ригелей могут использоваться переналаживаемые формы, обеспечивающие в широком диапазоне получение заданных типоразмеров конструкций.

Технология встроенного монтажа предусматривает полный демонтаж перекрытий, перегородок и других элементов, оставляя только наружные несущие стены и, что реже, стены лестничных клеток. За захватку целесообразно принимать отдельную секцию здания. При поточном методе возведения встроенного неполного каркаса (наружные продольные стены несут нагрузку от каркаса) целесообразно иметь четыре самостоятельных потока:. устройство фундаментов под средний продольный ряд колонн;. подготовка опор под ригели в наружных кирпичных стенах;. монтаж колонн, ригелей, стенок жесткости и плит перекрытий;. монтаж санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков, лестничных маршей и площадок, стен лифтовых шахт.

При применении полного каркаса с надстройкой здания можно принять те же четыре монтажных потока для организации работ. Но значительное увеличение нагрузки от надстраиваемых этажей требует устройства монолитной фундаментной плиты под всем зданием с подколонниками под тремя рядами колонн или монтажа фундаментов стаканного типа под все колонны.

В зависимости от принимаемой последовательности на объекте может быть принят раздельный, комплексный или смешанный метод выполнения работ. Но реализацию всего комплекса работ по разборке старых конструкций и возведению новых необходимо осуществлять только по вертикальной поярусной схеме, которая позволяет на одной захватке (размером на секцию здания) осуществлять разборку конструкций, на другой захватке бетонировать фундаментную плиту, На третьей — вести монтаж каркаса. Своевременная установка тяжей для раскрепления свободно стоящих наружных стен и принятая вертикальная последовательность работ позволят более рационально организовать производство работ.

Сборно-монолитные встроенные системы. Для реконструируемых зданий прямоугольной формы с ослабленными наружными несущими стенами может быть применена встроенная система, включающая в себя монолитные внутренние продольные и поперечные несущие стены и сборные перекрытия из предварительно напряженного многопустотного настила. Длинномерные настилы перекрытий позволяют снизить удельный расход материалов и создать свободные планировочные объемы значительных размеров.

Данное конструктивное решение позволяет монтировать сборные перекрытия без значительных технологических перерывов, временно частично передавая нагрузку от них на существующие наружные стены.

Система дополнительно предусматривает сборные элементы лестничных клеток, лифтов, санитарно-технических кабин, других встроенных элементов и монолитные пристеночные диафрагмы торцевых элементов зданий. Данное конструктивное решение позволяет варьировать расположение внутренних поперечных стен, а применение большепролетных настилов — осуществлять конструктивное решение, при котором площадь перекрытия приближена к площади квартиры, что упрощает на любом этапе ее эксплуатации перепланировку помещений. В любом случае внутренние продольные и поперечные стены следует выполнять соосно по всей высоте, начиная с подвальной части здания.

Монолитные встроенные системы. Монолитные встроенные системы более гибки по сравнению со сборными и могут быть рекомендованы для зданий криволинейной и сложной формы с различной высотой этажа. При современном заводском изготовлении монолитных систем, адаптированных к различным технологическим условиям, механизации процессов транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси, они по темпам производства работ с использованием этих систем приближаются к темпам сборного строительства. Интенсификация твердения бетона, использование химических добавок, регулирующих технологические свойства применяемых смесей, сокращают сроки работ, технологические перерывы, повышают капитальность и долговечность зданий.

Если в реконструируемом без надстройки здании сохраняется старая расчетная схема, то встроенный монолитный каркас будет представлять собой двух- и трехпролетную систему с промежуточными опорами в виде колонн или стеновых элементов с опиранием возводимых монолитных перекрытий на существующие наружные стены. При надстройке зданий несколькими этажами необходимо устраивать самостоятельные фундаменты под всю встраиваемую систему, в этом случае наружные стены практически превращаются в самонесущие и ограждающие.

При необходимости устройства самостоятельных фундаментов наиболее рациональным решением является монолитная плита или перекрещивающиеся ленты фундаментов. Анализ показывает, что при износе существующих фундаментов примерно на 50% затраты на их усиление и дополнительное укрепление основания сопоставимы с устройством монолитной плиты, а необходимые трудозатраты будут значительно выше из-за стесненных условий работ, ограничения или невозможности применения механизации.

Встроенный каркас реконструируемого и надстраиваемого здания может иметь одно из ранее рассмотренных решений, но в монолитном исполнении. Безбалочный каркас позволит осуществить планировку помещений с гибкой разбивкой. При неполном каркасе частично нагрузка передается на наружные кирпичные стены, в которых на уровне перекрытия устраивают штрабы; общая жесткость каркаса усиливается анкерами, установленными в кирпичные стены.

Для безбалочных и каркасных систем, если существующие наружные стены не учитываются в работе сооружения, конструктивная схема дополняется колоннами, примыкающими к наружным стенам, или монолитными стенами под возводимую И встроенную систему. Оставляемые кирпичные стены, как самонесущие, исключаются из общей работы, что позволяет значительно снизить объем работ по усилению этих стен и фундаментов под них. При необходимости допустима передача части нагрузки от стенового ограждения на элементы встраиваемого каркаса.

Основные преимущества монолитного варианта:. снижение расхода материалов за счет более полного использования неразрезных систем;. отсутствие стыковых соединений;. высокая гибкость объемно-планировочных решений зданий;. механизация работ без применения самоходных и башенных кранов;. объемно-планировочное решение здания не является основным при принятии решения о его реконструкции.

READ  Как сделать круг из деревянных досок

В связи с широким внедрением в практику строительства современных опалубочных систем появилась возможность значительно сократить трудозатраты на все процессы комплексного бетонирования. В 2. 3 раза снижаются трудозатраты на установку опалубочных систем вручную, их крановую установку, демонтаж и перестановку на новое место. Палуба из ламинированной фанеры позволяет иметь многократную оборачи- ; ваемость, рама щитов опалубки из элементов коробчатого сечения из стали и легких сплавов увеличивает их жесткость, прочность, способность воспринимать значительные нагрузки. Использование различных замковых соединений дает возможность с минимальными затратами обеспечить прочное и плотное сопряжение щитов, а системы подкосов — быстрое приведение опалубочной панели в проектное положение.

Высокой технологичностью обладают опалубки перекрытий. Использование телескопических стоек обеспечивает установку опалубки при любой высоте этажа. Учитывая специфику и сложность демонтажа опалубочных щитов, более рациональным является использование мелкощитовой облегченной опалубки. Трудоемкость бетонных работ определяется технологичностью установки опалубочных систем, их массой, удобством устройства замковых соединений и другими технологическими характеристиками. Трудозатраты при использовании различных опалубочных систем колеблются в пределах 0,2. 0,5 чел.-ч/м2. Применение несъемной опалубки может существенно уменьшить общие трудозатраты за счет исключения цикла демонтажа опалубки, ее ремонта, смазки, подготовки к новому циклу использования.

Навигация: Главная → Все категории → Возведения зданий и сооружений

Реконструкция, ремонт и усиление фундаментов. Укрепление кладки фундамента, его уширение и устройство промежуточных опор. с 235-240

Реконструкция, ремонт и усиление фундаментов

Если реконструируемое или ремонтируемое здание имеет трещины и другие дефекты, вызванные неравномерными деформациями, то, как правило, эти дефекты распространяются и на фундаменты. В таком случае проект реконструкции должен предусматривать совместный ремонт как конструкций, так и фундаментов здания. При проектировании ремонта деформируемых стен следует предусматривать возможность частичной разгрузки поврежденных участков путем передачи нагрузки на соседние элементы фундаментов. В этом и других случаях (увеличение нагрузок, надстройка здания и т. п.) может оказаться, что прочность существующих фундаментов недостаточна или давление под подошвой фундамента превышает расчетное сопротивление, определяемое по формуле (5.1). Тогда приходится прибегать к следующим мероприятиям: укрепление кладки фундамента; уширение фундамента; устройство промежуточных и выносных опор; постановка фундамента на сваи.

Указанные выше работы, как правило, связаны с необходимостью вскрытия фундамента, трудоемкие, дорогостоящие и требуют тщательного соблюдения техники безопасности. Не следует отрывать сплошную траншею на всю длину ремонтируемого фундамента, так как это может привести к выпору грунта из-под его подошвы и развитию значительных местных деформаций. Обычно в зависимости от гидрогеологических условий ремонтируемый участок фундамента разбивают на захватки длиной 1,5. 2,5 м, где отрывается на всю глубину заложения фундамента траншея шириной 1,2. 2 м. Стенки траншеи подлежат обязательному креплению. Стена или колонна в пределах укрепляемого участка при необходимости раскрепляется подкосами. По окончании работ траншею засыпают, а грунт: обратной засыпки плотно утрамбовывают.

Если прочность материала бутового, бетонного или железобетонного фундамента недостаточна или имеются отдельные повреждения, часто применяют укрепление цементацией (рис. 81, а). Для этого в теле фундамента пробуривают отверстия для установки инъекторов, через которые под давлением 0,2. 0,6 МН/м2 нагнетают цементный раствор с водоцементным отношением 1:1. Обычно зона закрепления составляет объем диаметром 0,6. 1,2 м вокруг инъектора. Из этих условий исходят при определении расстановки иньекторов. Средний расход цементного раствора при закреплении фундамента составляет порядка 25. 35% объема ослабленной кладки.

При значительном ослаблении нижней части фундамента агрессивными водами, гниением древесины или по другим причинам производят ее замену бетонным или железобетонным элементом (рис. 81, б). При этом на период ремонтных работ нагрузку от надфундаментного строения передают на соседние участки через металлические подкрепляющие балки. Подобную схему применяют и при увеличении глубины заложения фундаментов.

Распространенным способом укрепления фундамента является устройство бетонной (рис. 81, в) или железобетонной обоймы. Минимальная толщина бетонной обоймы 10. 15 см, железобетонной — не менее 15 см. Взятие фундамента в обойму приводит также к некоторому увеличению ширины подошвы фундамента и соответственно уменьшению давления на основание. Иногда для этой цели специально увеличивают толщину обоймы, создавая двусторонние или односторонние (при внецентренной нагрузке) банкеты. Для того чтобы более полно включить в работу не обжатые ранее под уширяемой частью фундамента участки грунта, в него втрамбовывают 5-10-сантиметровый слой щебня или гравелистого песка.

Бетонная обойма скрепляется с телом фундамента анкерными стержнями диаметром 20 мм, закладываемыми с расстоянием 1-1,5 м. Железобетонная обойма армируется сеткой и заделывается в теле фундамента с помощью анкеров или несущих балок. Конструкции различных типов таких фундаментов приведены в работах (Ройтман А. Г. и др., 1978; Коновалов П. А., 1988; Мальчинов и др., 1989).

Уширение фундамента, устройство промежуточных опор.

Если расчетное сопротивление, определяемое по формуле (5.1), меньше среднего давления по подошве реконструируемого фундамента, устраивают его уширение с целью увеличения площади передачи давления на основание. Примеры таких конструктивных решений промышленных зданий.

Сборные дополнительные блоки омоноличиваются с существующим фундаментом с помощью распределительной балки. Возможны три варианта работы такой конструкции (Е. А. Сорочан, 1986). Если произвести омоноличивание блоков без предварительного их задавливания в основание, то после нагружения фундамента дополнительной нагрузкой среднее давление под подошвой существовавшего ранее фундамента будет больше, чем под консолями, образованными дополнительными блоками, т. е. эпюра давлений будет приближаться к параболической. Если же вначале произвести вдавливание блоков нагрузкой, соответствующей среднему давлению под подошвой существующего фундамента, а затем омонолитить всю систему, эпюра давления под подошвой нового фундамента будет близка к прямоугольной. И наконец, если создать под подошвой блоков давление, значительно превышающее давление под подошвой существующего фундамента, то после омоноличивания системы и передачи на нее дополнительной нагрузки вид эпюры давлений будет близок к седлообразному.

При уширении фундамента, можно воспользоваться также повышением жесткости грунта под консолями за счет втрамбовывания в грунт гравия или гравелистого песка.

При реконструкции зданий, возведенных на неоднородном основании, сложенном слабыми грунтами, и при необходимости передачи больших дополнительных нагрузок, вызывающих опасность значительных неравномерных деформаций, эффективным решением является подводка под здание монолитной фундаментной плиты. На рис. 83 показан пример такого решения для здания, имевшего до реконструкции ленточные фундаменты. Фундаментную плиту целесообразно располагать на высоте h = 75-80 см от подошвы существующих фундаментов. Плита армируется по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Толщина ее определяется расчетом и составляет не менее 25 см. Заделку в стены существующих фундаментов выполняют на 35—40 см. Сечение прогонов обычно составляет 50×100 см, ребер — 30X40 см с шагом порядка 2,5 м.

Перед устройством фундаментной плиты под нее укладывается щебеночная подготовка общей толщиной 15-20 см с плотной послойной трамбовкой.

В ряде случаев в реконструируемых зданиях из условий новой планировки или для уменьшения нагрузок на существующие опоры устраивают промежуточные дополнительные опоры. Фундаменты таких опор выполняют как сборными, так и монолитными и проектируют в соответствии с действующими нормами. Если эти опоры являются составными элементами новой конструкции здания, необходимо иметь в виду следующие условия. Во-первых, максимальные и средние абсолютные осадки новых опор не должны превышать допустимые нормами; во-вторых, разность осадок соседних опор не должна превышать допустимого нормами значения. При этом следует иметь в виду, что осадки существующих в здании опор уже стабилизировались или за счет дополнительной нагрузки будут иметь некоторую величину.

Плюсы и минусы плитного фундамента

Плитный фундамент обладает большим количеством преимуществ, среди которых:

  • Фундамент имеет небольшое давление на грунт. Это достигается благодаря пространственному армированию, а также его большой площади, что позволяет достаточно легко переносить подвижки грунта в разные сезоны года, при этом основание равномерно поднимается и опускается вместе со строением. Это дает возможность предотвратить образование трещин и зазоров в стенах.
  • Фундамент можно без особых усилий возвести самостоятельно, без использования специальной техники и квалифицированных работников, однако необходимо четко соблюдать весь процесс заливки бетона.
  • Плита фундамента из-за своей большой площади может вынести большие нагрузки от дома, в особенности, если расположена на устойчивом не пучинистом грунте.
  • Плита как бы «плавает» на почве во время сезонного пучения, и равномерно по всей ее площади приподнимается вместе со строением.
  • Плитное основание можно использовать в качестве чернового пола, что дает возможность сократить расходы на установки лаг, однако плитный пол необходимо утеплить и защитить от грунтовых вод.
  • Плитный фундамент является идеальным вариантом, если необходимо построить дом на грунтах, где грунтовые воды располагаются очень близко к поверхности, на смешанных и сильно промерзающих грунтах.
  • Фундамент обладает большой прочностью и сейсмоустойчивостью, что позволяет его использовать в сейсмоактивных зонах.

Среди минусов фундамента можно отметить большие затраты средств на его возведение, а в некоторых случаях и использование специальной техники. Также при его использовании нельзя построить строение с подвальным помещением.

Армирование фундамента

Для армирования фундамента используется стальная арматура периодического профиля, диаметр которой составляет от 12 мм. Диаметр зависит от толщины самого фундамента и от типа постройки. К примеру, для фундамента толщиной около 30-40 см под одноэтажный или двухэтажный дом достаточно будет арматуры диаметром 14 мм, которую укладывают в два уровня вдоль и в поперек с ячейками около 20х20 см. Арматуру связывают вязальной проволокой специальным крючком, или сваривают.

Технология возведения плитного фундамента

Как и любой тип фундамента, монолитный плитный возводиться в несколько этапов. Рассмотрим каждый из них детальнее.

Какой бетон необходим для плиты?

Для монолитной плиты хорошего качества и прочности необходимо приобретать бетон со следующими характеристиками:

  • Марка М200 и выше.
  • Подвижность от П-3.
  • Устойчивость к холоду F200, не меньше.
  • Водонепроницаемость W8.

Как определить необходимую толщину фундамента?

Как правило, толщина фундамента определяется в зависимости от дома и его материалов. Так, чем тяжелее будет постройка, тем толще должно быть основание. Его толщина может варьироваться от 30 см до 1,5 метров, однако чаще всего она не превышает 40 см.

GORYCH.RU 2021