Проектирование усиления конструкций
Усиление конструкций — зданий и сооружений, повышение несущей способности конструкций существующих зданий (сооружений) или их отдельных частей.
В наше время усиление конструкций играет важную роль в повседневной жизни сооружения. Вовремя проведённое усиление – залог безопасности нахождения в здании и продления его срока службы.
Наиболее часты причины, при возникновении которых необходимо вести работы по усилению конструкций:
- какое-либо повреждение строительной конструкции, вызвавшее снижение её несущей способности;
- изменение в процессе эксплуатации величины действующих нагрузок;
- изменение расчётных схем существующей конструкции;
- ошибки, допущенные на стадии проектирования;
- необходимость повышения долговечности и надежности конструкции.
Проект усиления конструкций делается на основании расчетов. Расчеты проводятся в случаях:
- когда выявлены дефекты и повреждения несущих конструкций;
- когда требуется определение фактической несущей способности конструкций;
- когда выполняется изменение нагрузок на отдельные конструкции или объект в целом;
- когда необходимо определение возможности эксплуатации конструкций при строительстве без проектной документации;
- когда конструктивные элементы подверглись нерасчетным воздействиям: пожар, землетрясение, замачивание и т.д.;
- когда требуется определение возможности дальнейшего использования конструкций в случае продолжения строительства после паузы без проведения консервационных мероприятий.
Поверочные расчеты выполняются вручную, с применением программных комплексов и программы, учитывающей не только расчет конкретной конструкции, но и совместную работу группы элементов в пространстве.
Традиционные и современные методы усиления конструкций позволяют значительно усилить практически любое сооружение. Для этого требуются грамотно выполненные проектные расчеты и точное соблюдение технологии самого процесса усиления.
Разработка проекта усиления конструкций зданий:
- самостоятельная оценка технического состояния усиливаемых конструкций;
- проведение необходимых расчетов и подбор оптимального варианта усиления конструкции;
- проект усиления фундаментов, грунтов оснований, стен, колонн, плит перекрытий в соответствии с современными требованиями;
- проведение комплексного проектирования усиления конструкций при реконструкции, перепланировке, проведении капитального ремонта, а также усиление отдельных несущих конструкций;
Общие принципы проектирования усиления конструкций
Методы проектирования усиления строительных конструкций можно условно разделить на два основных:
- проектирование разгружающих и заменяющих конструкций усиления — данный метод усиления связан с возведением рядом, выше или ниже усиливаемой новой конструкции, которая воспримет часть или всю нагрузку, приходящуюся на усиливаемую конструкцию. Главным недостатком данного метода усиления является значительное изменение интерьера и уменьшение габаритов помещений;
- проектирование усиления, связанного с повышением собственной несущей способности конструкции. Данный метод возможно осуществить как при изменении, так и без изменений в расчетной схеме и напряженном состоянии усиливаемых конструкций. Усиление конструкций без изменения их расчетной схемы и напряженного состояния в момент усиления связано с наращиванием сечения конструкции. Наиболее сложной проблемой при этом методе усиления является как можно более раннее включение в работу конструкции усиления. Для этого часто требуется значительная предварительная разгрузка усиливаемой конструкции. Усиление, производимое с изменением напряженного состояния в момент производства работ по усилению, связано с устройством предварительно напряженных распорок и затяжек. Изменение расчетной схемы усиливаемой конструкции производится с помощью установки дополнительных опор, превращения разрезных конструкций в неразрезные, перемещения мест приложе ния нагрузки.
Проектирование усиления грунтов оснований
Грунтовое основание требует усиления, если его деформации привели к недопустимым неравномерным осадкам фундаментов и эти деформации не стабилизировались. Усиление грунтового основания производится путем его закрепления. Основным методом закрепления грунтового основания является инъекция в грунты различных растворов. При разработке проекта усиления грунтов оснований мы используем следующие методы:
- цементация — нагнетание цементной суспензии. Метод применим для крупнозернистых песков. Эффект усиления — прочность 1,0-4,0 МПа и водонепроницаемость.
- двухрастворная силикатизация — последовательное нагнетание раствора силиката натрия и раствора хлористого кальция. Метод применим для песков. Эффект усиления — прочность 1,5-3,5 МПа и водонепроницаемость.
- однорастворная силикатизация — нагнетание раствора силиката натрия. Метод применим для лессов. Эффект усиления — прочность 0,6-0,8 МПа и водонепроницаемость. Для песков мелких и пылевытых — нагнетание раствора силиката натрия с отвердителем, прочность 0,4-0,5 МПа.
- смолизация — нагнетание раствора карбамидной смолы с отвердителем. Метод применим для песков. Эффект усиления — прочность 1,5-2,0 МПа и водонепроницаемость.
- глинизация — нагнетание глинистой суспензии. Метод применим для лессов. Эффект усиления — водоустойчивость.
- электросиликатизация — последовательное нагнетание раствора силиката натрия и раствора хлористого кальция. Метод применим для песков, глин и суглинков. Эффект усиления — прочность 0,4-0,8 МПа и водонепроницаемость.
- термический способ — сжигание топлива в скважине. Метод применим для лессов и лессовидных суглинков. Эффект усиления — прочность 1,0-4,0 МПа и водонепроницаемость.
Проектирование усиления фундаментов
В зависимости от залегания фундаментов, технологических и экономических соображений при усилении фундаментов могут проектироваться как разгружающие и заменяющие конструкции, так и разрабатываться решения по увеличению собственной несущей способности тела фундамента. Если неудовлетворительная работа фундаментов связана со стоянием грунтового основания, то проектируются разгружающие конструкции. При недостаточной прочности тела фундаментов проектируют разгружающие и заменяющие конструкции, и повышают прочность тела фундаментов.
По согласованию с заказчиком мы готовы разработать проект усиления фундаментов по следующим методикам:
- замена кладки фундаментов отдельными участками — применяется для фундаментов из кирпича, мелких блоков и бутовой кладки. Фундамент обнажается отдельными захватками, кладка разбирается участками длиной до 1,0 м и тут же выкладывается новая кладка;
- цементация кладки фундамента — используется при усилении фундаментов из каменной кладки и бетона, имеющих трещины;
- торкретирование фундамента — необходима тщательная очистка поверхности. Перед нанесением смеси под давлением рекомендуется придание поверхности шероховатости при помощи металлических щеток;
- устройство железобетонной рубашки или набетонки — рекомендуется применять для железобетонных, бетонных, кирпичных, бутовых и бутобетонных фундаментов;
- усиление клеевыми составами;
- увеличение опорной площади фундаментов;
- передача нагрузки на нижележащие слои грунта.
