Технические решения по углублению подвальных помещений и устройству подземных этажей под существующими зданиями.

При изучении вопроса о возможности углубления подвалов или их устройства в существующихбесподвальных зданиях необходимо учитывать, прежде всего, условия работы и расчетную схему фундаментов и всего здания.

Расчетная схема фундамента обычно включает действие трех усилий: момента М, продольной вертикальной силы N и поперечной силы Q (центрально-нагруженные фундаменты встречаются довольно редко). Отсюда для восприятия названных усилий необходима жесткая заделка фундамента в грунте. Практически это достигается заглублением подошвы фундамента в грунт не менее чем на 600 мм для обеспечения условия заделки.

Например, для ленточных сборных фундаментов – это заглубленный блок ФБС (h = 600 мм) с щебенистой подготовкой под подошвой (см. рис. 1).

Таким образом, пол устраиваемого подвала должен находиться на отметке, выше подошвы фундамента на 700-800 мм. Только в этом случае выполняется условие жесткой заделки фундамента в соответствии с расчетной схемой, по которой проектировщиками был выполнен расчет и конструирование устойчивости здания.

Рис. 1. Устраиваемый подвал с обеспечением заделки фундамента:

1 - существующий фундамент; 2 − фундаментная подушка; 3 − щебеночная подготовка; 4 – устроенный подвал

Нередки случаи, когда владельцы зданий, преследуязадачу увеличения объемов подвалов, делают откопки внутри зданий для устройства подвалов, при этом иногда оголяют фундаменты до подошвы. Известны даже случаи, когда фундаменты «висят» на оставленных целиках, а дно подвала находится ниже фундамента, что недопустимо. Этим создается аварийная ситуация для здания. Грамотные строители, выполняющие работы по устройству подвала по индивидуальному заказу владельца здания, никогда не допустят подобной аварийной ситуации, а посоветуют обратиться в экспертную организацию для изучения обстановки и решения возможности углубления подвала.

Если возникают ситуации, когда при углублении подвалов естественную заделку фундамента сохранить не удается, то есть пол будущего подвала планируется устроить ниже фундамента, то необходимо выполнение одного из следующих условий:

- оставить «уступы» (бермы) возле фундамента изнутри здания (мера применима для большепролетных зданий). Ширина уступа принимается на основании расчетов на сдвиг грунта по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (см. рис. 2);

- увеличить глубину заложения существующих фундаментов (см. раздел 3);

- установить шпунтовую или подпорную стенку в виде «стена в грунте» (см. рис. 4).

На переустройство подземных ярусов зданий должен быть разработан рабочий проект, который необходимо согласовать с органами архитектуры по месту нахождения.

Работы по устройству подвалов должны проводиться по разработанному проекту производства работ с необходимыми расчетами и под надзором геотехнического контроля.

Рис. 2. Устройство уступа (бермы) для заглубления подвала:

1 - существующий фундамент; 2 − фундаментная лента; 3 − щебеночная подготовка; 4 – устраиваемый подвал; 5 – круглоцилиндрическая линия скольжения.

Рис. 3. Заглубление ленточного фундамента с помощью выносных задавливаемых свай:

1 − существующий фундамент; 2 − металлические трубчатые сваи; 3 − арматурный каркас оголовка сваи; 4 − оголовок; 5 − железобетонная балка; 6 − стена; 7 − отверстие; 8 − проектируемый заглубленный фундамент.

Рис. 4. Устройство шпунтовой стенки с целью углубления подвала:

1 - существующий фундамент; 2 − щебеночная подготовка; 3 – шпунтовая стенка; 4 – анкер для крепления шпунтовой стенки к фундаменту, горизонтальная связь.

Выполняется устройство подземных этажей под существующими зданиями с применением технологии статического погружения свай. Технология предусматривает предварительное усиление существующих фундаментов сваями, выполняемыми по технологии статического погружения (вдавливания). 100% нагрузки от здания переносится на свайные фундаменты. После погружения свай выполняется их предварительное напряжение. После чего устраивается подводка стен, перекрытий и пола новых подземных этажей.

Использование этой технологии позволяет:возвести 1-5 подземных этажей под существующим зданием;на момент проведения работ обеспечить безопасность существующего здания путём "вывешивания" его на сваи и применение предварительного напряжения свай;устроить сетку колонн внутри здания, что обеспечивает применение "свободных" планировок при организации нового подземного пространства;вместе с устройством подземных этажей усилить существующие фундаменты и передать нагрузку от здания на более прочное, надёжное и прогнозируемое грунтовое основание;проводить работы без приостановки эксплуатации существующего здания и без выхода на дневную поверхность.

Классификация методов устройства подземных этажей: с повторением контуров существующих стен; с устройством сетки колонн под существующим зданием.