В случаях появления дефектов несущих конструкций действующего здания (сооружения), а также при увеличении нагрузок в целях сохранения эксплуатационной надежности строения возникает потребность в усилении фундаментов. Конечная цель этих мероприятий — повышение их несущей способности. Чаще всего проблемы деформаций вызваны тем, что грунты оснований со временем изменяют свою структуру в результате действия грунтовых вод (суффозионные процессы). Другая причина деформаций и работ по усилению фундаментов — строительство новых зданий и сооружений вблизи существующих. Нередко разработка котлованов, особенно глубоких – свыше 2,4 м — на территории с довольно плотной застройкой вполне может вызвать непрогнозируемые деформации существующих строений.
С точки зрения строительно-конструктивного проектирования усиление фундаментов значительно сложнее обычного рабочего проектирования новых зданий и сооружений. Это можно объяснить тем, что в каждом отдельном случае приходится учитывать условия эксплуатации объекта, стесненные условиями ведения строительно-монтажных работ, разнообразие проявления деформаций. Технология (проектные решения) ремонта и усиления фундамента зависит от типа и состояния существующего фундамента, от фактических геологических условий площадки, от конструкции здания.
В случае относительно небольшого увеличения нагрузок на фундамент или в случае опасности деформаций сооружения (в частности, из-за просадки основания, разуплотнения грунтов или появления пустот в результате воздействия грунтовых вод), целесообразно выполнить усиление фундамента, включая окружающий массив грунта, методом инъекцирования. Состав инъекционного раствора разрабатывает проектная организация на основании данных инженерно-геологических изысканий.
Инъекционные скважины небольшого диаметра могут устраиваться как из подвальных помещений, так и непосредственно с дневной поверхности снаружи здания. Через скважины в монолитное тело фундамента, а также в окружающий его грунт под достаточно высоким давлением (0,35-1,15 МПа) нагнетаются специальные раствор-составы, о которых мы упомянули в предыдущем абзаце. Эти составы плотно заполняют пустоты и трещины в теле фундамента, надежно восстанавливая и, чаще всего, на 10-25% увеличивая его жесткость и прочность. После этого инъекционными раствор-составами заполняются все имеющиеся пустоты в грунте основания и замоноличивают ту часть грунта, которая прилегает непосредственно к фундаменту. Все указанные мероприятия увеличивают несущую способность грунтов основания и самого фундамента, они апробированы многолетней практикой и, как правило, весьма надежны.
При ведении работ по усилению ленточного фундамента, сложенного из отдельных элементов (чаще всего – блоки ФБС или забутовка) возможно использование технологии замены ненадежного основания дискретными секторами. Суть метода заключается в том, что в первую очередь через каждые 3,2 метра под несущими стенами устраиваются армированные монолитные участки нового фундамента, при этом старый фундамент естественным образом разгружается. Вторая очередь работ предусматривает вскрытие секторов и устройство по ним железобетонной армированной обоймы.
Если нагрузки на старый фундамент возрастают значительно, то при реконструкции зданий и сооружений создается дополнительный фундамент. Он устраивается буроинъекционными сваями диаметром до 100-300 мм. Длина свай доходит до 18 м. Проходка скважин ведется непосредственно через старый фундамент либо в непосредственной близости от него. Скважины армируются, заполняются бетонной смесью с особыми характеристиками (высокой водоудерживающей способностью и пластичностью).
Во всех случаях перед началом работ по реконструкции и усилению фундамента производятся инженерные изыскания. На основании полученных геологических и гидрологических данных разрабатывается детальный проект производства работ (ППР).