Усиление фундамента
Иногда оказывается необходимым передать нагрузку, воздействующую на существующие фундаменты, на более глубоко залегающие горизонты. Такое положение обычно возникает в случаях, когда в непосредственной к ним близости закладываются глубокие подвальные помещения или туннели метро (рис. 15.20). Связанные с этим работы известны под названием «усиление фундаментов». Для этой цели могут быть использованы столбы или сваи.
В обоих случаях под старым фундаментом отрывают ряд колодцев. Отрывку нового колодца не начинают до тех пор, пока не завершатся работы по усилению фундамента в уже отрытом соседнем колодце. Обычно существующий фундамент и стена, расположенная над ним, достаточно прочны для того, чтобы перекрыть вначале проем над колодцем для подводимого столба, а позже — расстояние от подведенного столба к соседнему. В противном случае стена может быть усилена, как это показано на сечении I—I на рис. 15.19 пунктиром, за счет железобетонных балок ABEF и CDGH по обеим сторонам стены, взаимно связанным через отверстия в стене.
На рис. 15.20 показан в качестве примера один из случаев усиления фундаментов в период строительства метро на Шестом авеню в Нью-Йорке. Под зданиями до поверхности скалы закладывались колодцы сечением 3х4 фута с расстоянием между их центрами 10 футов. Способ их проходки несколько напоминает показанный на рис. 15.19. Перед бетонированием колодцев в их наружных углах устанавливались вертикально стальные уголки. Эти уголки были использованы впоследствии в качестве опор для обделки стенок котлована метрополитена деревянными досками, уложенными горизонтально (см. рис. 15.20). Нагрузка от существующих зданий передавалась через их фундаменты на забетонированные в колодцах столбы, подводимые с помощью стальных стоек и клиньев.
По мере проходки котлована он крепился через каждые 10 футов по длине стальными распорками. С помощью стальных пластин и клиньев в распорках создавалось предварительно напряженное состояние. Стальная насадка по верхнему ряду стоек использовалась в качестве укрепляющего горизонтального элемента. Позднее непосредственно по горизонтальной обшивке и бетонным подведенным столбам была выполнена подготовка из бетона толщиной 4 дюйма. Щиты из горизонтальных досок были оставлены навсегда там, где они находились. Назначение подготовки состояло в защите гидроизоляции туннеля. Кроме того, она обеспечивала ровную поверхность для укладки гидроизоляции. В данном случае была использована так называемая трехслойная гидроизоляция мембранного вида, представленная трехкратно перемежающимися слоями горячей битумной мастики и пропитанной ею ткани. По гидроизоляции была произведена бетонировка стен туннеля.
Когда скала под усиляемым фундаментом находится на значительной глубине, для его усиления вместо бетонных столбов применяют сваи. Чтобы предотвратить последующую неравномерную. осадку укрепляемого здания, особенно если дополнительные сваи опускаются только до слоев песка или гравия, зачастую оказывается важным провести предварительное нагружение каждой сваи полной нагрузкой, которую ей предстоит нести. Вначале, как показано на рис. 15.19, под существующим фундаментом отрывается неглубокий приямок. Затем в грунт с помощью домкратов, опертых о существующий фундамент, вдавливаются с небольшим шагом сваи в виде отрезка стальной трубы длиной L с открытым нижним концом. На каждом этапе погружения трубы из нее удаляют грунт, используя специально сконструированные приспособления, например особый многочелюстной грейфер. Работа его подобна работе двухчелюстного грейфера, но вместо двух движущихся створок он имеет четыре. При достижении такой сваей-трубой требуемой глубины она заполняется бетоном, которому дают время для твердения. На верхний торец сваи укладывается стальная пластина; другая такая же пластина располагается и заделывается раствором в подошве существующего фундамента. Затем между двумя пластинами, как показано на рис. 15.21, а, помещаются два гидравлических домкрата. Домкраты передают на сваю нагрузку, равную той, которую она будет воспринимать позже от здания. Эту нагрузку поддерживают до тех пор, пока не произойдет затухание осадки сваи. Затем между сваей и существующим фундаментом устанавливают стальной брусок. Как показано на рис. 15.21,б, его установку следует производить еще до снятия домкратов, так как иначе произойдет подъем сваи, показанный на рис. 15.3 линией CD для сваи I, а при повторном нагружении она снова осядет.
После удаления домкратов (рис. 15.21, в) и завершения предварительного испытания остальных свай можно заполнить приямок бетоном. Таким образом удается передать полную нагрузку от тяжелого сооружения на новый фундамент без какой-либо его дополнительной осадки.
