Усиление фундамента, методы и технологии усиления фундамента

Усиление фундамента может понадобится, когда при небольшой перестройки дома вдруг появляются трещины стен, заклинивает окна и двери, и даже на глаз видно, что дом слегка покосился… тяжелый диагноз ясен – фундамент требует усиления. Причины могут крыться не обязательно в произведенных надстройках и перестройках дома. И встречаются ситуации, когда по весне необходимо усиливать и реконструировать фундамент дому, строительство и заселение в который было завершено предыдущей осенью.

Причины деформации и разрушения фундамента

Просадка сооружения из-за вымывания грунтов под фундаментом в результате суффозии, возникшей из-за просчетов при устройстве дренажной системы, или изменения поведения подземных вод. Подвижки грунта могут быть вызваны в том числе и техногенным фактором – возможно, недалеко велось крупное строительство. Некоторые грунты, в частности глинистые, склонны к разрушению и морозному выветриванию в водонасыщенном состоянии, при этом они каждый цикл теряют часть своей несущей способности.

Подвижки грунтов могут происходить так же и в результате действия сил морозного пучения. Если замерзшие глины имеют возможность подсоса воды из нижних горизонтов, а дренаж фундамента не был организован или пришел в негодность, то эти глины могут дать пучину на десятки сантиметров.

Давление при этом немалое – до 200 Мпа (более 3 тн/см2), а для того, чтобы вытолкнуть постройку из земли, часто достаточно и меньшего усилия. После весеннего таяния фундамент подвергается неравномерной просадке, на стенах дома видны глубокие трещины.

Поэтому так важно верно подобрать тип фундамента для конкретных грунтовых условий участка, и спроектировать основание с учетом всех нагрузок – и от здания, и от грунта. Все ошибки ведут рано или поздно к тому, что фундамент потеряет часть своей несущей способности.

Возможна и описанная выше ситуация, когда хозяева делают перепланировки, пристройки и надстраивают этажи или мезонины, не прибегнув к помощи специалистов. Запас расчетной прочности у фундамента может оказаться недостаточным, если при проектировании не был сделан расчет на перспективу перестройки дома. Скорее всего, так и будет, ведь бюджет стройки всегда в разной степени, но ограничен, а фундамент – самая затратная часть дома, от 25% до 50% при сложных грунтах.

К сожалению, нередкий случай экономии – если использованы материалы ненадлежащего качества или не соответствующие по техническим характеристикам.

Естественная причина – дом старый, эксплуатировался многие десятки лет без осмотра и ремонта фундамента, и просадки вызваны износом и обветшанием. Разрушение железобетонного фундамента часто происходит из-за отсутствия гидроизоляции бетона или ее разрушения. Подземные воды могут менять не только высоту, но и состав, и агрессивность к бетону.

Технологии усиления фундаментов

Существует много технологий усиления и реконструкции фундаментов. Выбрать метод можно после того, как будет получена полная картина повреждения основания и выяснены ее причины.

Не каждый метод можно осуществить своими силами, в некоторых случаях нужна спецтехника и помощь профессионалов.

Перечислим основные технологии усиления фундамента:

• Торкретирование и набрызг- бетон
• Устройство железобетонной рубашки
• Подведение дополнительного фундамента для разгрузки существующего, в том числе свай
• Устройство железобетонных обойм фундаментов для укрепления их конструкции и снижения давления на грунты основания за счет увеличения площади подошвы
• Создание железобетонных отливов
• Различные технологии усиления грунтов оснований – цементация составом с гидравлическим вяжущим, как окружающего грунта, так и зоны взаимодействия
• Устройство грунтоцементных и буроинъекционных свай

Классические способы усиления фундамента

Предварительно выясняется состояние всех несущих конструкций дома – стен, перекрытий, проверяется наличие трещин и их раскрытие. Обследуют грунты основания – структуру и состояние, определяют настоящий уровень грунтовых вод и все, что возможно, об их поведении – напоре, направлении, скорости фильтрации. Необходимы данные о конструкции фундамента и глубине его заложения. Если этих данных нет, иногда проводят изыскания – шурфовку или обкапывания, но эти мероприятия с учетом уже имеющихся ослаблений не всегда возможны. Решение о необходимости демонтажа и полной замены старого фундамента принимается только при полной картине и выяснения причин его разрушения.

В основном классические способы укрепления фундаментов заключаются в увеличении площади подошвы, и тем самым уменьшении удельной нагрузки на подстилающий слой грунта основания.

Один из методов – фундамент окапывают и монтируют с одной или двух сторон железобетонные обоймы. Работать можно только одним способом – захватками, не превышающими 0,5м -1 м, в зависимости от конструкции и состояния фундамента. Возможно, потребуется сделать временное разгрузочное крепление балками и стойками. Прежде чем приступать к следующей захватке, все работы на реконструируемой должны быть закончены, обратная засыпка сделана и грунт тщательно уплотнен. Ослаблять несущую способность основания дома земляными работами является опасной ошибкой, это может привести к обрушению.

Если стены дома сложены из камня, блоков или кирпича – нужна особая осторожность. Дальнейшие просадки ослабленной конструкции могут привести к разрушениям стен. Земляные работы при реконструкциях кирпичных домов зачастую невозможны, окапывать основание опасно. Усиление делают устройством двухсторонних монолитных бетонных поясов. Фундаменты МЗЛФ (мелкозаглубленные ленты и ростверки) часто подвергаются действию выталкивающих сил от подвижек грунтов основания.

Причины подвижек могут быть разными — морозное пучение, вымывание грунтов, техногенные факторы. Ленточный фундамент испытывает неравномерные нагрузки, получает трещины, здание получает наклон, видимый даже на глаз.

Способ усиления, основанный на увеличении площади подошвы:

1. Стену дома, получившую наклон, «разбивают» на захватки длиной до одного метра
2. Делают шурфовку с двух сторон, для того, чтоб заложить песчаные подушки

Действующий фундамент аккуратно просверливают и устанавливают стяжки из арматуры с цементированием. Вокруг фундамента устанавливают опалубку и бетонируют. После набора прочности бетона усиления не менее 70% , что происходит при создании бетону условий для нормального твердения за семь суток, выполняют крепеж всех усиливающий элементов арматурой. Гидроизоляция выполненной бетонной конструкции необходима.

Перечисленные методы усиления возможно проводить своими силами.

Методы усиления фундаментов со спец техникой

Перечислим методы усиления фундаментов, требующие применения спецтехники и оборудования, а также специалистов по реконструкции применяют при значительных повреждениях и угрозе полной потери несущей способности:

1. Устройство внеконтурного опорного или свайного фундамента. Старый фундамент при этом остается внутри контура, а нагрузку от дома на новые сваи или опоры передают через разгрузочные упорные балки, проводя из сквозь стены, ленту или ростверк старого фундамента.
2. Реконструкция подвального помещения устройством набивных свай в наращиваемой оболочке. Погружают в грунт стальные трубы методами ударно-канатного бурения или вдавливают домкратами. Оболочки свай, постепенно наращивая, погружают до нужной глубины, затем в полости нагнетают бетонную смесь.
3. Устраивают вокруг дома, а иногда и внутри старого фундамента буронабивные сваи. В пробуренные скважины глубиной два метра и более устанавливают арматурные каркасы и нагнетают бетон. Усиливаемый фундамент крепится к сваям сквозными анкерными болтами.

Каждый случай разрушения фундамента индивидуален, и меры по восстановлению тоже. В ряде случаев хозяева справляются собственными силами. В несложных случаях нужна только правильная последовательность работ, и отсутствие спешки. Недопустимо окапывать весь контур фундамента, работать следует только небольшими захватками, чтобы усиление не создало еще больших проблем для дома.

Как усилить фундамент частного дома: действенные методы

Медленное или быстрое разрушение фундамента дома — явление, с которым рано или поздно приходится сталкиваться почти всем владельцам загородной недвижимости — как «пожилых», так и новых зданий. Поэтому вопрос о том, как усилить фундамент частного дома волнует всех без исключения. Он приходит в голову тем, кто уже обнаружил настораживающие симптомы, и тем, кто просто хочет минимизировать риск износа и повреждения основания. Прежде чем приступать к самой операции, нужно выяснить причины, повлекшие его деформацию. Если есть возможность самостоятельного устранения, то лучше быстрее начать их ликвидацию. Способов укрепления фундамента существует довольно много: некоторые из них даже не требуют вмешательства специалистов и присутствия техники.

Потенциальные причины разрушения

Наиболее часто укрепление необходимо в двух случаях: если хозяевами обнаружены признаки деформации, или когда они планируют увеличить нагрузку на основание, надстроив еще один этаж. В первом случае перед тем как интересоваться, как усилить фундамент частного дома, надо найти виноватых в его повреждении. Частичное разрушение фундамента может спровоцировать:

• большое скопление влаги — переувлажнение почвы из-за повысившегося уровня грунтовых вод, после паводка, из-за отсутствия дренажной системы, либо ее неэффективности;
• нарушение технологии во время сооружения основания: недостаточный объем цемента, некачественные компоненты, некорректно сделанный армирующий каркас;
• расположение бетонной платформы выше, чем уровень промерзания грунта, в этом случае в появившихся дефектах виноваты его подвижки;
• земляные работы, проводимые близко от здания: увеличение нагрузки даже на одном участке способно привести к возникновению трещин, к просадке;
• перепланировка здания, если во время нее несущие стены смещались с законного места;
• сейсмическая активность региона либо близость здания к железной дороге;
• некорректная эксплуатация — отсутствие отопления в зимний период;
• ошибки, закравшиеся в расчеты максимальной нагрузки на него;
• большая масса строения, например, из кирпича.

Самые частые провокаторы деформаций и нарушения целостности фундамента — большие погрешности в расчетах и нарушения технологии строительства. Такие ошибки становятся причиной начавшегося разрушения основания даже тех домов, что были возведены недавно. Следствие этих грубых упущений — его просадка.

На фундамент оказывает губительное влияние и окружающая среда. Небольшие подземные колебания, резкие перепады температур, сезон дождей и снежные зимы — потенциальные угрозы для любого бетонного сооружения.

Симптомы начавшейся деформации

Для выявления всех дефектов лучше воспользоваться помощью профессионалов, которые «вооружены» специальным оборудованием. Однако можно дать приблизительную оценку ущерба даже самостоятельно. Есть несколько признаков, которые указывают на начавшееся разрушение. Они бывают очевидными и скрытыми.

Видимые симптомы бросаются в глаза, поэтому не заметить их трудно. Можно установить неутешительный диагноз, если:

• некоторые участки пола внезапно деформировались;
• в стенах и цоколе обнаружились трещины разной глубины;
• около цоколя появились провалы почвы, изменился уровень грунта;
• выявились дефекты наружной облицовки, или она начала разрушаться.

Невидимые повреждения требуют специальных приборов. Если хозяева обнаружили хотя бы один из явных признаков, то действовать придется немедленно. Чтобы точно определить причину или их совокупность, лучше пригласить компетентного человека. Он сможет дать оценку всем факторам, вызвавшим деформационные процессы, даст точные рекомендации, как усилить фундамент частного дома.

Подготовка к укреплению

Перед тем как усилить фундамент частного дома, хозяевам необходимо удостовериться, что процесс усадки остановился. Обычно она продолжается примерно месяц, но работу можно начинать лишь после ее окончания. Чтобы определить, происходит ли просадка, поперек образовавшихся трещин устанавливают гипсовые маячки. На каждом дефекте необходимо зафиксировать по 2 маркера.

Если спустя месяц никаких изменений не обнаруживают, то приступают к первой операции — к разгрузке деформированного основания. Есть два варианта — полная или частичная. Чтобы восстановление платформы было качественным, следят за тем, чтобы не допустить никаких искривлений.

Частичная разгрузка

В этом случае в качестве разгрузочных элементов используют металлические либо деревянные опоры, подкосы.

1. Работу делают на первом этаже или в подвале. В помещении, на расстоянии 1,5-2 метра от стен, устанавливают опорные подушки.
2. На них укладывают опорный брус, затем на нем фиксируют стойки. С перекрытием их соединяют балкой.
3. Чтобы частично снять нагрузку со стен, между стойками и опорным брусом вбивают клинья.

На этажах опоры должны располагаться точно одна над другой. Большей устойчивости добиваются, укрепляя стойки раскосами.

Полная разгрузка

Капитальную разгрузку, требующуюся тяжелым кирпичным зданиям, производят с помощью стальных рандбалок, заделываемых в кладку стены и принимающих нагрузку на себя. Еще используют поперечные элементы — металлические либо железобетонные.

1. Рандбалки. Их устанавливают немного выше поверхности фундамента в штробы, пробитые под тычковыми рядами кладки. Временную фиксацию рандбалок делают клиньями, постоянную — песчано-цементным раствором (3:1). Через 1,5-2 м рандбалки стягивают болтами, диаметр крепежа — 20-25 мм. Промежутки между элементами и стеной заполняют раствором, стыки их сваривают.
2. Поперечные балки. Максимально близко к фундаменту в стене делают сквозные отверстия, шаг их 2-3 мм. В них заводят балки. Под каждым элементом устанавливают две опорные подушки с плотным основанием. Для передачи нагрузки используют клинья или домкрат. Если состояние стен внушает опасения, то их предварительно усиливают рандбалками. Их устанавливают выше будущих отверстий.

Оба варианта разгрузки — операции достаточно трудоемкие, однако они обеспечат практически полное отсутствие любого риска для здания.

Как усилить фундамент частного дома?

Методов усиления основания существует внушительное количество. Некоторые из них более популярны, но без недостатков нет ни одного. Самый большой минус — необходимость ангажирования специальной техники.

Классическое усиление: уширение подошвы

«Секреты успеха» этого способа — его небольшая стоимость, сравнительная простота, доступность и надежность. С работой может довольно быстро справиться несколько человек, имеющих некоторый опыт, касающийся обустройства фундамента.

Подошва — железобетонная «основа основания». Возможные способы уширения — устройство монолитной подушки и закладка плит. В обоих случаях технологию трудно назвать элементарной.

1. Основание «делят» на отрезки, длина которых составляет от 2 до 3 м. Их называют захватками.
2. По бокам и из-под фундамента вынимают грунт. Под участки заводят плиты, либо делают арматурную стяжку, требующую изготовления опалубки.

Подготовленную захватку заполняют бетоном так, чтобы он закрыл цоколь на 150 мм. Наращивание устраивают по всей длине основания, либо проводят работу только в самых нагруженных местах.

Фиксация обоймой или рубашкой

Цель операции — расширение основания, которое залегает неглубоко. Для усиления потребуется бетон М400, арматура (диаметр — 16-18 мм), вязальная проволока, анкеры, Могут понадобиться инъекционные трубки.

Обойма

Дополнительное укрепление происходит так:

1. По периметру дома копают траншею, ее глубина аналогична глубине основания плюс 500 мм. Ширина — примерно 1000 мм. Стенки фундамента сначала очищают, затем промывают цементным молочком.
2. По всей внешней боковой поверхности платформы в шахматном порядке сверлят отверстия. В них забивают прутки таким образом, чтобы их концы выступали из фундамента на 150 мм. Их соединяют с арматурным каркасом.
3. В траншею устанавливают опалубку, заливают в нее бетон.

Такой железобетонный пояс достаточно жестко фиксирует основание, поэтому возможность дальнейшей деформации сведена к минимуму. Если с несущей способностью у основания и раньше были проблемы, то такую обойму расширяют в нижней части.

Если платформа изготовлена из бута, то для работы потребуются инъекционные трубки для заполнения пустот. Их устанавливают таким образом, чтобы они выступали из обоймы на 300-400 мм. После ее полного застывания в них нагнетают раствор, который обеспечит максимальную прочность основания. Через несколько дней концы этих трубок отрезают.

Рубашка

Усиление фундамента рубашкой происходит почти точно так же, разница одна. Обойма опоясывает весь периметр здания, рубашку «надевают» только на поврежденные участки конструкции. Такой метод используют для ленточных или столбчатых сооружений.

1. Там, где находятся участки с дефектами, тоже роют траншею аналогичной глубины. Максимальная длина ее — 3 метра. Начинают работу с углов здания.
2. Делают пространственный каркас из арматурного прутка. Вертикальные и горизонтальные элементы связывают проволокой.

Остов крепят к фундаменту анкерами, потом создают опалубку, в которую заливают раствор.

Усиления фундамента отливами

Этот способ обычно применяют для укрепления бутовых и кирпичных оснований. Вместо арматуры здесь задействованы железобетонные отливы. Укрепление тоже идет поэтапно: участок для работы не должен превышать 2 м.

1. С двух сторон (либо с одной) основания выкапывают траншею.
2. Отливы устанавливают таким образом, чтобы в нижней части они располагались вплотную к фундаменту, а сверху отходили от стенок на 150-200 мм.

Участок с отливом фиксируют стальными стяжками либо домкратами. Свободное пространство заполняют бетоном.

Использование свай

Это еще один из методов усиления основания. Есть несколько вариантов укрепления платформы:

• буронабивными сваями;
• буроинъекционный метод;
• вдавливаемыми сваями;
• винтовыми.

Буронабивной способ

Этот способ заключается в бурении скважин по всему периметру фундамента: как снаружи здания, так и внутри. Отверстия бурят попарно, с определенным шагом. После заливки свай их жестко соединяют с фундаментом.

1. В местах, выбранных для свай, сверлят скважины на глубину, которая необходима для передачи нагрузки грунту, его плотным слоям. Почву предварительно снимают, а стены фундамента оголяют.
2. В скважину устанавливают опалубку — металлическую обсадную трубу требуемого диаметра. Для увеличения несущей способности в нее помещают каркас из стальных прутков, связанных в единую конструкцию.

Армирующий остов связывают с фундаментом выпусками арматуры, стальными балками или другими способами. Скважину заполняют бетоном, после набора им прочности траншею засыпают.

Буроинъекционный метод

Этот способ относительно нов, его применяют, если появились признаки просадки основания — трещины в нем или в стенах здания. В этом случае бурение происходит непосредственно сквозь фундамент.

1. Через основание бурят скважины, располагающиеся под наклоном. Их максимальный диаметр — 250 мм. Глубину и угол сваи рассчитывают, принимая во внимание большое количество факторов: особенности грунта, степень просадки основания, нагрузки на него, глубину залегания грунтовых вод.
2. Раствор подается в скважину под давлением, которое позволяет закрыть все пустоты. После заполнения скважины раствором в нее опускают арматурный каркас, затем производят опрессовку свай — их уплотнение.

Преимущества этой технологии перед предыдущим способом — более высокая скорость работ, возможность достичь максимально возможной глубины. Минус — необходимость специального оборудования.

Вкручивание или вдавливание

Такие виды усиления фундамента применяют для небольших зданий. Винтовые сваи чаще используют так же, как буронабивные. Их вкручивают вертикально, а затем жестко крепят к каркасу.

1. У основания с двух сторон копают траншею, доходящую до уровня подошвы. Ширины ее должно хватить для расположения техники и удобства работы.
2. Сваи вкручивают максимально близко к основанию. Глубина, на которую ввинчивают элементы, зависит от дальнейших работ. Если запланировано бетонирование, то оголовок сваи не докручивают, чтобы он скрылся в толще бетона.
3. Для соединения свай с мелкозаглубленной конструкцией используют другой метод. В стенках делают сквозные отверстия алмазным буром. Дом приподнимают на домкратах, а в отверстия вставляют двутавр или швеллер. Концы профиля приваривают к трубам.

Другой способ называют «быками»: это две наклонные сваи, их вкручивают с двух сторон ленты. В этом случае фундамент оказывается «в плену» у свай, поэтому просадка ему уже грозить не будет. Минус способов — необходимость разбирать полы.

Вдавливаемые сваи (железобетонные или стальные) — подходящий вариант для тех зданий, фундаменту которых полностью противопоказано любое активное воздействие: как вибрация, так и удары. Сам процесс требует присутствия специальной техники. Другой потенциальный способ вдавливания — использование домкрата, но эта работа более трудоемкая.

Торкретирование

Это еще один ответ на вопрос, как усилить фундамент частного дома. Данный метод требует специального оборудования — торкрет-пушки. Это хороший способ при незначительных повреждениях фундамента. Подойдет он, если хозяева планируют возводить еще один этаж, а усиление делают для повышения надежности основания, для снижения нагрузки на него.

Самостоятельно качественно выполнить операцию достаточно сложно. Такое усиление состоит из двух этапов. Сначала обрабатывают одну сторону основания, оставляют ее в покое на неделю. В этот промежуток времени основание регулярно смачивают. Затем аналогично поступают с противоположной поверхностью. Минимальная длина участков захвата составляет 2,5 метра.

1. Копают траншею шириной 2000 мм, глубиной 1500. Основание очищают от земли. Гладкую поверхность обрабатывают металлической щеткой для придания ей шероховатости. Затем ее продувают, промывают водой.
2. Чтобы гарантировать надежность основания перед возведением еще одного этажа, рекомендуют произвести армирование сеткой. Рекомендуемые размеры ее ячеек — около 100 мм. Подготавливают раствор, лучше использовать готовые торкрет-смеси. Перед приготовлением их просеивают через сито с размером отверстий до 8 мм.
3. Торкретирующим раствором «стреляют» послойно. Первый из них наносят с расстояния 800-1000 мм, остальные — максимум с 500. Толщина одного слоя — 5-7 мм, каждый из них должен схватываться от 20 до 40 минут, если в составе есть отвердители. Раствор без них сильно увеличивает интервал: в этом случае он составляет как минимум 4 часа.

Усиление торкретбетоном — один из самых лучших вариантов защиты фундамента от дальнейшего разрушения. Суперпрочный слой с дополнительным армированием защитит основание: как от механических воздействий, так и от влияния окружающей среды.

Как усилить фундамент частного дома, чтобы гарантировать его надежность? Любой метод должен использоваться после всестороннего изучения конкретного основания, измерений и расчетов. Самостоятельные работы в этом случае не обещают идеального результата. Усиление и реставрация — «удел» специалистов, которые корректно оценят ситуацию, выберут наиболее подходящий способ.

Пример грамотно проведенной работы покажет это видео:

Усиление фундамента, какие существуют способы, технологии

В процессе эксплуатации здания порой возникает необходимость в мелком или капитальном ремонте. Чаще всего такие работы затрагивают внутреннюю часть дома или фасадную. Но существуют ситуации, когда ремонтные работы необходимы основанию. В каких случаях это происходит и какие существуют методы усиления разных фундаментов?

В каких случаях фундаменту необходимо усиление?

Укрепление фундамента частного дома задача очень непростая, но к слову, требуется она не так часто.

Существует два основных случая, когда реконструкция и усиление нужны именно основанию здания:

• Разрушение уже имеющегося.
• Планируемое увеличение нагрузки.

Существуют разные причины разрушений фундаментов. Они делятся на техногенные и природные. К техногенным факторам относится, например, неравномерная осадка здания в результате уплотнения грунтов из-за большой нагрузки от массы сооружения. Такие осадки могут продолжаться на протяжении десятков лет и поначалу быть незаметными, однако с течением времени вопрос об усилении фундаментов домов может стать особо острым.

Частые ошибки при строительстве

Еще одним фактором могут стать ошибки на стадии строительства основания. Если для него использовались некачественные материалы или имела место неоправданная экономия, срок службы основания будет меньшим, и для того, чтобы продолжать эксплуатировать здание. Потребуется провести работы, которые создадут укрепление фундамента дома, и помогут строению простоять долгие годы.

Также если во время строительства не была обеспечена качественная гидроизоляция, это также может пагубно отразиться на сроке службы материалов.

Неправильная эксплуатация здания, например, отсутствие отопления в зимнее время также может поспособствовать разрушению основания. Увеличение этажности сооружений без усиления фундаментов таких зданий может поспособствовать дополнительной усадке.

Причины разрушения основания

Строительство метрополитена или тоннелей другого назначения, может ускорить усадку фундаментов. Также, если неподалеку находятся транспортные дороги или железная дорога, негативным может оказаться вибрационное влияние.

Если говорить о природных факторах разрушений, то одним из таковых является изменение в насыщенности почвы влагой. Этому может поспособствовать наводнение, поднятие уровня грунтовых вод. По правде говоря, перенасыщение влагой может быть и техногенным фактором (частые прорывы водопровода).

К природным факторам также относятся землетрясения, подмывание здания реками или морями, находящимися вблизи, ветровая эрозия и деформация оползневых склонов.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями  также необходимо, если планируется достраивать второй этаж или проводить подземные коммуникации.

Обследование разрушающегося основания

Прежде чем начинать усиление фундамента существующего частного дома, необходимо определить, где и какой мере происходят разрушительные процессы.

Первыми сигналами могут быть:

• Видимые трещины в фундаменте на поверхности цоколя.
• Серьезные трещины стен внутри здания, особенно на углах.
• Наклон, искажение формы здания.
• Видимое разрушение гидроизоляционного слоя.
• Отклонение стен от вертикали.

Делаем первичный осмотр

В случае обнаружения первичных признаков, необходимо дополнительное исследование. Причем исследовать нужно как само основание, так и почву. С годами, прошедшими после возведения здания, характеристики грунта могли существенно измениться, поэтому основание может уже не являться подходящим для данной местности.

Обследование гораздо усложняется отсутствием чертежей. Для полноценной оценки состояния основания необходимо откопать фундамент, взять образцы грунта, а также материалов подошвы для исследования в лабораторных условиях. Такое обследование устанавливает, какие мероприятия необходимы для усиления фундамента.

Разгрузка основания

Так как восстановление фундамента под существующим домом предполагает наличие серьезных работ, основание здания необходимо разгрузить.

Разгрузка бывает:

• Частичная.
• Полная.

Если речь идет о здании с плитным перекрытием, то чтобы частично разгрузить фундамент потребуются опоры из дерева или металла. Сначала на некотором расстоянии от стены устанавливаются опорные «подушки», на них кладется брус, затем закрепляются стойки.

Полная разгрузка осуществляется поперечными балками из металла, которые вставляются насквозь в кладку стены и ставятся на продольные балки, опирающиеся на опорные подушки с обеих сторон здания (внешней и внутренней).

Далее необходимо приступить непосредственно к укреплению. Существуют разные способы для усиления фундаментов. Далее рассматриваются некоторые из них.

Усиление буронабивными сваями

Использование буронабивных свай позволяет снизить нагрузку на уже имеющееся основание. Поскольку работы выполняются снаружи в непосредственной близости к самому зданию, а также в самом подвале. Для бурения скважин допустимо использование только малогабаритной техники. Однако, стоит отметить, что этот метод для укрепления не подразумевает под собой использование копровой установки. Ситуация упрощается, когда используется забивка готовых свай.

Технология усиления

Существуют разные технологии усиления фундаментов буронабивными сваями. Один из таких способов базируется на использовании поперечных распределительных балок. Для начала необходимо вдоль стен разработать шурфы и установить крепления. Также обязательно в стенах как внутри, так и снаружи пробить продольные борозды и затем в них уложить разгрузочные балки.

Забивка буронабивных свай проводится на расстоянии 2,5 метра от стен. Поэтому по всему периметру здания необходимо сделать для них скважины на глубину около 2 метров, шаг между сваями должен составлять около 1,5 метров. Затем в них необходимо вставить арматурную конструкцию. После этого все сваи бетонируются. Забивка уже готовых свай не подразумевает заливание раствором.

Продолжаем работы

Затем необходимо заняться установкой поперечных балок в существующем основании. Для этого пробиваются сквозные отверстия, в которые затем и вставляются металлические балки. Такие поперечные балки нужны, чтобы прочно соединить ростверк и усиливаемый строение.

Следующим этапом будет вдавливание свай в грунт домкратами. Затем для соединения уже существующего основания со сваями, выполненным при реконструкции, необходимо установить опалубку и полностью забетонировать ростверк. Таким образом, можно провести усиление ленточного фундамента.

Еще один интересный метод

Еще один способ состоит в том, что такие железобетонные сваи для фундамента используются как рычажные опоры для металлической балки, на одну сторону которой размещен балласт, а другая сторона входит в основание. Такое усиление фундаментов при реконструкции позволяет передать нагрузку на эти рычажные металлические балки (опирающиеся на сваи), забивка которых проводится с шагом в 1,5 метра по периметру основания.

Подводим сваи

Также реконструируемое здание можно укрепить подведением свай под низ строения. Однако под уже существующим основание невозможно пробурить строго вертикальную скважину. Поэтому свая будет сначала расположена под углом, но так, чтобы ее основание совпадало с вертикалью стены и находилось строго на середине ленты. Очень важно предварительно рассчитать угол наклона сваи при бурении, а также расстояние верха сваи от существующего основания.

Делаем яму под будущую основу

Затем под основание делается выборка грунта с помощью лопаты, чтобы затем сваю можно было выровнять, и она оказалась четко под нужным местом. Вслед за этим необходимо расширить скважину внизу для увеличения несущей способности сваи. Затем в скважину под углом устанавливается труба, служащая несъемной опалубкой, в нее помещается арматурный каркас. После этого свая заливается бетоном и выравнивается в вертикальное положение.

Пространство, появившееся после выравнивания всех железобетонных свай, подведенных под низ, засыпается обратно грунтом с обязательной трамбовкой каждого слоя.

Усиление вдавливаемыми сваями

Существуют ситуации, когда бурение скважин невозможно из-за характеристик грунта, состояния здания или запрета на работы с шумом и вибрацией. В таких случаях используют вдавливаемые сваи. Укрепление фундамента кирпичного дома может проводиться как раз с помощью таких свай.

Технологии буронабивных и вдавливаемых свай очень схожи. Разница в том, что здесь используются уже сваи готовые для забивания, их не нужно заливать бетоном самостоятельно. Использование таких свайных фундаментов позволяет при необходимости полностью перенести нагрузку на новое основание.

Усиление винтовыми сваями

Усиление фундамента дома винтовыми сваями отличается от использования буронабивных и вдавливаемых тем, что после вкручивания сваи в землю корректировка ее положения уже невозможна. Поэтому винтовую сваю невозможно подвести непосредственно под основание строго вертикально методом выравнивания. В остальном, методы для усиления оснований фундаментов очень схожи.

Усиление методом цементации

Усиление фундаментов инъецированием, как иначе называется метод цементации, необходимо для кирпичного фундамента или какого-либо другого, кладка которого ослаблена по всей толщине. Такой способ используют в том случае, когда основание сохранило свою несущую способность, но не планируется увеличение нагрузки на здание. Усиление для бутового фундамента, который имеет, много пустот выполняется также этим способом.

По технологии, усиление фундаментов цементацией достигается при помощи бурения скважин диаметром от 4 до 11 см на такую глубину, чтобы до подошвы оставалось еще 30 см. Под большим давлением в полости свай с помощью насоса подается бетонная инъекция. В тех местах, где цоколь имеет трещины — есть проблемы, поэтому такие участки фундаментов методом цементации можно восстановить.

Какие могут возникнуть проблемы

Мероприятия по усилению фундамента частного дома своими руками затрудняются тем, что не всегда возможно найти нужное оборудование. Все же для того, чтобы все работы были проведены качественно, как исследование фундаментов, так и их усиление лучше всего доверить специалистам.

Усиление инъекционным закреплением

Помимо насыщения самого основания раствором, используют также метод инъецирования грунтов основания фундаментов буроинъекционными сваями. Такие сваи пробуриваются насквозь через основание и под углом загоняются в почву. Инъекционное введение раствора и смешивание земли с ним позволяет уплотнить грунт и придать ему улучшенные механические свойства. Проведение таких цементационных мероприятий по отношению к грунту можно усилить, если забивать сваи с двух сторон. Таким образом, усиление фундамента методом инъектирования почвы дает возможность повысить несущую способность фундаментов сооружений.

Укрепление методом уширения подошвы

Усиление оснований и фундаментов также можно делать с помощью уширения подошвы. Такой метод применим, например, для ленточного мелкозаглубленного фундамента или столбчатого.

Уширение подошвы можно выполнить монтажом жби, например, монолитных или сборных плит, путем подведения их под основание. Зазор, появившийся между плитами и низом строения, необходимо заделать цементно-песчаным раствором.

Правильная технология

Технология устройства монолитной железобетонной подушки состоит в следующем: по периметру ленты фундамента, по бокам от него необходимо сделать выемку грунта; под основание, а также по бокам от него нужно заложить арматурный каркас и соорудить опалубку. Затем заливается бетонная смесь выше на 10-15 см основы. Это поможет надежно скрепить подошву с уже имеющимся основанием.

Иногда необходимо существенное углубление основания. Особые трудности могут возникнуть, если нужно усиление столбчатого фундамента. В такой ситуации необходимо сначала «вывесить» основание (столбы) с помощью металлических балок, опирающихся на брусья.

После того как нагрузка передана на временные опоры, нужно выкопать землю под столбом основания до нужной глубины и всю полость залить цементным раствором.

Усиление железобетонной рубашкой

Существует вариант укрепления фундаментов методом железобетонной рубашки. Это отличная возможность восстанавливать фундамент выполняя все работы самостоятельно. Подобные варианты усиления используют для оснований, наружная поверхность кладки кирпичом которых разрушена.

Усиление фундамента железобетонной рубашкой начинается с откапывания основания дома. Особое внимание при этом стоит уделить углам здания. Глубина подкопа под основание должна составлять 0,5 метра. Обязательным шагом является обустройство арматурного каркаса вокруг стен фундамента. Для обеспечения большей надежности арматуру необходимо прикрепить анкерами к существующему основанию.

Что делать после обвязки арматурой

После того, как вертикальная и горизонтальная арматура перевязаны между собой, необходимо провести работы по монтажу опалубки. Затем в армированную опалубку заливается бетон. После полного его застывания, опалубку можно снять. Для того чтобы железобетонная рубашка на основании не подвергалась пагубному воздействию влаги необходимо провести ряд работ по гидроизоляции основания. Для этого подойдут использование битумной мастики или изоляция с помощью рулонных материалов.

Усиление свайного фундамента также может проводиться железобетонной рубашкой. Например, если сами сваи начинают разрушаться, именно укрепление их снаружи поможет продлить срок эксплуатации такого основания.

Защита фундамента от выветривания

Если основа выполнена из кирпичной кладки, которая не обладает высокой влагостойкостью и прочностью может происходить химическое или физическое выветривание материалов. Для восстановления поврежденной поверхности используется штукатурная металлическая сетка. Для нее используется цементный раствор, которым как раз и оштукатуривается поверхность.

Как видно, существует множество способов для восстановления несущей способности конструкции, защиты его от разрушения, а также усиления в случае предполагаемой дополнительной нагрузки, например, строительства второго этажа.

Вывод

Какой метод выбрать, зависит от типа строения, проблем с основанием, состояния почвы и многих других факторов, поэтому для проведения всех работ качественно возможно потребуется привлечение специалистов. И помните, вы всегда можете провести усиление фундаментов сваями, это не дорого и надежный способ. Провести все работы можно самостоятельно, то есть своими руками. При это, лучше будет привлечь хотя бы одного помощника. Это значительно ускорит строительство.

Методы усиления фундаментов сооружений — Технологии укрепления оснований зданий

В настоящее время, существуют различные методы усиления оснований и фундаментов, которые помогут вам избавиться от лишних проблем в технической составляющей строения. Необходимость в усилении может возникнуть при различных обстоятельствах, но чаще всего данная процедура производится в случае истечения срока эксплуатации здания или при разрушении структуры фундамента, а также в профилактических целях. В случае возникновении проблемы, вам следует незамедлительно позаботиться о её решении, и обратиться за помощью к профессионалам, чтобы сохранить эксплуатационные свойства на продолжительный срок.

Метод инъектирования

Одним из распространённых способов является усиление фундамента инъектированием технология которого позволяет произвести ремонтные работы в кратчайший срок. Плюс ко всему, технология усиления ленточного фундамента путём инъектирования избавит от излишней пыли и шума.

Процесс усиления производится за счёт введения под давлением полимерной смолы к основанию грунта. Благодаря этому основание становится гораздо плотнее за счёт полного заполнения всех пустот и вытеснения влаги из пор. После чего производится точечная инъекция раствора, возвращающая фундамент в исходное положение и повышая несущие свойства.

Метод цементации

Усиление фундамента цементацией технология, необходимая при возникновении малейших признаках деформации или разрушения. Метод заключается в высверливании скважин в поражённых участках, после чего в них поступает специальный раствор. После чего цемент заполняет всё доступное пространство, значительно укрепляя фундамент.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Сейчас, наиболее популярным способом укрепления фундамента для большинства строений, в особенности усиление кирпичного фундамента, являются буроинъекционные сваи. Для это необходимо пробурить скважины по обе стороны строения вдоль фундамента. Глубина скважин напрямую зависит от разновидности почвы. После чего, в готовые скважины заливается специальный раствор и устанавливаются армированные сваи.

Установка железобетонной обоймы

Также, некоторые фундаменты имеет смысл укреплять пре помощи специальных железобетонных обойм. Такой способ имеет широкое распространение, когда необходимо усиление бутового фундамента. Усиление монолитными железобетонными обоймами фундаментов технология, укрепляющая всё внешнее пространство, так как раствор заполняет все пустоты кладки. Принцип технологии заключается в укреплении фундамента арматурной сеткой и установкой опалубок. Между сеткой и опалубкой заливается раствор, который после полного затвердения укрепляет всю конструкцию.

Усиление фундамента от компании «ЮРИТЕК»

Ведущие специалисты не рекомендуют выполнять укрепление фундамента своими руками, так как это может привести к печальным последствиям. Гораздо эффективнее обратиться за помощью к компании «ЮРИТЕК». Мы занимаемся укреплением и усилением фундаментов по особой технологии долгие годы. В основе технологии лежит введение в основание фундамента геополимерных смол, которые заполняют все пустоты и, за счёт расширения, полностью стабилизируют фундамент.

Перед проведением работ, мы тщательно диагностируем структуру фундамента, чтобы выявить имеющиеся проблемы. Только после этого, выполняются все рабочие процессы. Благодаря уникальным методам, все работы выполняются без необходимости освобождения помещения или приостановления работ. Плюс ко всему, все этапы проводятся бесшумно и очень быстро, не оставляя при этом лишнего мусора. Вы можете получить подробную консультацию по телефону, указанному на сайте, или заказать обратный звонок.

способы уширением подошвы и другие

Содержание статьи:

Усиление фундамента частного дома — трудоемкая, но необходимая процедура, которую приходится выполнять большинству владельцев недвижимости. Практически всем зданиям, простоявшим не один десяток лет, требуется капитальный ремонт. Как правило, больше всего внимания требует основание строения, так как на него оказывается постоянное давление со стороны самого дома и грунта. Укреплять фундамент можно несколькими способами, вручную и с применением тяжелой техники. Чтобы добиться качественного и долговременного результата, следует ознакомиться с применяемыми в этой сфере технологиями и выбрать оптимальный метод.

Возможные причины частичного разрушения фундамента

Фундамент ослабляется при несоблюдении технологии строительства, а также под воздействием внешних факторов

Если при проведении ежегодного весеннего осмотра здания после схода снега на цоколе будут обнаружены трещины, нужно срочно укрепить фундамент дома. Если промедлить с проведением этого мероприятия, начнутся необратимые изменения в конструкциях всего здания.

Нарушение целостности фундамента может происходить по таким причинам:

• длительный срок эксплуатации, усталость материала;
• допущение инженерных ошибок на этапе проектирования;
• нарушение технологии при обустройстве котлована, пренебрежение песчано-гравийной подушкой и гидроизоляцией;
• неправильный подбор компонентов и пропорций приготовления бетонного раствора;
• несоблюдение правил обслуживания фундамента после заливки или сроков его отвердения;
• ослабление грунта вследствие прокладки рядом со зданием коммуникаций, установки колодцев и септиков;
• высокий уровень сейсмологической активности в регионе;
• пучинистый грунт с высоким коэффициентом изменения объема;
• закладка основания выше уровня промерзания земли;
• высокий уровень залегания грунтовых вод, что ведет к размыванию грунта под бетоном.

Усиление ленточного фундамента может потребоваться недавно возведенному строению, если имело место критическое стечение нескольких разрушительных обстоятельств. В большинстве случаев укрепление фундамента кирпичного дома позволяет спасти положение и на десятилетия забыть о подобных неприятностях.

Обследование укрепляемого фундамента

Трещины на цоколе и отмостке – сигнал о том, что постройка нуждается в укреплении основания

Перед началом масштабных работ следует выявить факторы, вызвавшие процесс разрушения фундамента. Их устранение позволит избежать подобных явлений в будущем. Первым этапом капитального ремонта является внешний и внутренний осмотр основания, стен и отмостки.

Необходимо определить такие параметры:

• размер и вес дома, как фактор для расчета нагрузки;
• состояние стен, наличие или отсутствие признаков разрушения;
• наличие и размер трещин;
• форма, вид и размер фундамента;
• прочность и внешнее состояние бетона;
• глубина заложения;
• наличие корней деревьев и пустот под основанием;
• тенденция к деформации.

Прежде чем составить пошаговый план работ, следует удостовериться в окончании усадки основания. Для этого на трещинах устанавливаются маячки из гипса или шпаклевки. Если процесс прогрессирует, к ремонту следует приступать незамедлительно. При возникновении сомнений в правильности диагностики есть смысл пригласить специалистов, которые выдадут точное заключение и рекомендации, как лучше и надежнее укрепить фундамент старого дома своими руками.

Разгрузка фундамента

Разгрузка фундамента домкратами

Завершающим этапом подготовки к капитальному ремонту основания является его разгрузка. Этот процесс представляет собой ряд действий, направленных на уменьшение давления на фундамент и придание ему изначальной формы. Снятие нагрузки может быть частичной или полной, в зависимости от материала стен и степени деформации основания.

Существуют такие способы ослабления давления на фундамент:

• С помощью домкратов. Такая технология применима для деревянных домов из бруса, бревна и уложенного на монолитную плиту кирпича. По периметру дома устанавливаются опоры, а на них домкраты. Затем под стенами и плитами прокладываются балки, концы которых укладываются на домкраты. После подъема на 2-3 см дом фиксируется на подпорках.
• Бетоном. Заливка проводится на проблемных участках, где выявлены трещины. В выкопанные ямы засыпаются булыжники, а затем проводится заливка раствора. Это стабилизирует основание и остановит процесс его проседания.
• Клиньями. Проводится с внутренней и внешней стороны путем установки единой конструкции из подкосов и опор. Когда она закреплена по уровню цоколя, проводится последовательное вбивание клиньев, пока здание не поднимется над основанием.

После выполнения разгрузки следует выровнять фундамент, придав ему точное горизонтальное положение. Когда сооружение будет стабилизировано, можно начинать его усиливать.

Способы усиления фундамента

За столетия использования бетонных оснований для зданий строители разработали множество способов их ремонта и восстановления, достигнув в этом направлении практически абсолютного совершенства.

Укрепление торкретбетоном

Укрепление фундамента торкретбетоном

Торкретирование  представляет собой набрызгивание цементного раствора на вертикальные стены аварийного фундамента. Целью процесса является расширение основания и увеличение его несущей способности, уменьшение давления на грунт, устранение вероятности последующей просадки. Технология достаточно эффективная, но в ней есть небольшой минус — требуется специальное оборудование, которое нужно найти, арендовать и доставить на участок. Существует сухой и мокрый способ нанесения смеси. В первом случае смешивание компонентов производится при их вылете из сопла, во втором на основание подается заранее приготовленный бетон.

Последовательность укрепления фундамента методом торкретирования:

1. Выкапывание вдоль основания траншеи шириной не менее 100 см. Уплотнение дна канавы, укладка гидроизоляции и песчаной подушки.
2. Очистка стен от земли, старой отделки, обработка их поверхности грунтовкой глубокого проникновения.
3. Создание арматурного каркаса. Он нужен для прочности и удержания раствора в процессе его разбрызгивания. Размер решетки должен соответствовать планируемому утолщению. Оптимальным выбором материала является стальной прут 8 мм, из которого сваривается объемная решетка с ячеей 60-80 мм.
4. Нанесение бетона. Делается смесь из воды, песка и цемента в пропорции 3:3:1. Для придания смеси пластичности в нее добавляются пластификаторы. Разбрызгивание проводится полосами по направлению снизу вверх с захватом 20 см ранее обработанных участков. Рекомендуемая толщина слоя 5-7 мм.

На следующий день после торкретирования бетон следует начинать поливать водой. Это улучшит свойства материала и предотвратит появление в нем трещин.

Усиление железобетонной рубашкой

Усиление железобетонной рубашкой

Эта технология применяется для восстановления старых и изношенных фундаментов. По сути она является созданием нового, мощного основания с внешней стороны аварийной конструкции. Процесс не требует использования специальной техники, если у владельца есть возможность самостоятельно заниматься земляными работами. В противном случае придется арендовать мини экскаватор. Это дорого, но значительно ускорит и облегчит ремонт.

Чтобы усилить фундамент по данной методике, необходимо выполнить такие действия:

1. Выкапывание канавы по периметру здания глубиной на 15-20 см ниже подошвы основания. Если есть необходимость, под углами делаются ямы, в которые заливается бетон. Целесообразно делать траншею одинаковой шириной со старым основанием.
2. Укладка на дно канавы геотекстильного полотна и песчано-гравийной подушки. Очистка стен от грязи и остатков отделки. Нанесение слоя грунтовки.
3. Изготовление и установка стального каркаса. Его необходимо прочно и надежно связать со старой конструкцией. Для этого могут использоваться вмурованные в нее штыри или анкерные болты.
4. Приготовление и заливка бетона. Заполняется траншея, но если она слишком широкая, делается опалубка. Целесообразно использовать несъемный вариант в виде плит пенопласта, которые будут выполнять функции тепло- и гидроизоляции.

Усиленный ленточный фундамент следует накрыть отмосткой. Это сооружение обеспечивает защиту основания от осадков и талых вод. В результате оно испытывает меньшее давление при пучении грунта, защищено от воздействия низкой температуры во время холодных зим.

Усиление буроинъекционными сваями

Прокладка буроинъекционных свай

Буронабивной метод укрепления фундаментов любого типа считается самым эффективным и современным. Его суть состоит в прокладке свай под основанием или сквозь него на глубину, которая определяется свойствами грунта и особенностями строения. Буроинъекционный способ представляет собой изготовление скважин с последующим их заполнением арматурой, бутовым камнем и цементным раствором. После его кристаллизации получается полноценная ЖБ свая, являющаяся дополнительной точкой опоры. До минимума снижается вероятность деформации, проседания и разрушения фундамента.

Подпорки устанавливают под углом или вертикально, впритык к стенам. Второй способ более сложный и трудоемкий, так как требуется дополнительное крепление опор к фундаменту. Наклонный метод не менее надежен, но более прост в исполнении. Устанавливать сваи можно снаружи и изнутри основания, если позволяет размер подвала.

Ремонт проводится в такой последовательности:

1. Проведение разметки. Намечаются точки бурения с интервалом 150-200 см.
2. Изготовление каркасов. Подготовка компонентов для раствора.
3. Бурение скважин. Оптимальным вариантом считается диаметр 200-250 мм. Отверстия делаются глубже подошвы основания на 100-200 см в зависимости от типа грунта.
4. Загрузка каркасов в скважины. Выравнивание конструкций строго по центру.
5. Приготовление и заливка раствора. Уплотнение проводится с помощью стального штыря или глубинного вибратора.

На отвердение бетона требуется не менее 14 суток. Потом снимается разгрузка и проводятся внешние отделочные работы. Если под домом высокий уровень грунтовых вод, то под него вставляются стальные или асбестоцементные трубы.

Усиление фундамента уширением подошвы

Уширение подошвы

Метод уширения подошвы применяется, когда старый фундамент пришел в критическое состояние. Суть технологи заключается в строительстве нового основания вокруг аварийной конструкции.

Последовательность ремонта:

1. Выкапывание рва вокруг здания. Очистка цоколя от грязи.
2. Установка под фундаментом фиксирующих подпорок из железобетонных блоков или свай.
3. Проведение выемки грунта из-под подошвы основания.
4. Укладка арматуры и заливка раствора. Стенки расширяются на 20-30 см и поднимаются до уровня цоколя.

После застывания бетона проводится засыпка и уплотнение грунта в оставшиеся пустоты.

При появлении трещин в фундаменте кирпичного дома нельзя использовать клинья и домкраты, так как малейший перекос приведет к появлению трещин в кладке, что чревато последующим обрушением стен.Усиление основания проводится с помощью отливов или обойм. Изделия устанавливаются с обеих сторон в проблемных местах или по всему периметру фундамента, после чего закрепляются стяжками. Затем может быть проведено уширение подошвы или установка свай.

причины разрушения и проверенные временем методы (описание работ и необходимые средства)

Основными достоинствами ленточного фундамента являются высокая несущая способность, прочность, устойчивость ко всем нагрузкам при минимальном количестве строительных материалов.

Такое сочетание качеств по праву делает ленту лидером среди всех остальных видов опорных конструкций.

При этом, лента постоянно подвергается разнонаправленным нагрузкам со стороны грунта и воздействиям от веси постройки, снеговым, ветровым нагрузкам и т.д.

Нередко возникают ситуации, когда прочность ленты оказывается на пределе, особенно при появлении сезонных подвижек грунта.

Подобные случаи вызывают необходимость усиления ленты, о котором надо говорить подробно.

Содержание статьи

Причины разрушения ленточного фундамента

Ленточный фундамент постоянно испытывает разрушающие воздействия.

В их число входят:

• Морозное пучение грунта.
• Оседания почвы.
• Строительные или земляные работы, ведущиеся поблизости.
• Сезонные подвижки грунта.
• Наводнения, изменения уровня грунтовых вод.
• Наличие уклона.

Кроме того, отрицательные последствия способны вызывать:

• Низкое качество строительных материалов.
• Несоблюдение технологических требований во время строительства.
• Изменение веса постройки, вызванное строительством дополнительного этажа или иными причинами.
• Нарушения правил эксплуатации дома.

Перечисленные воздействия могут возникать как по одиночке, так и совокупно, что создает чрезвычайно сложные условия эксплуатации фундамента.

Бетон со временем начинает терять свою прочность, а дополнительные напряжения многократно ускоряют разрушительные процессы. Решением проблемы может стать усиление ленточного фундамента.

Когда требуется усиление и что это?

Необходимость усиления фундамента возникает в разных ситуациях:

• Когда планируется дополнительного этажа, пристройки, или иное изменение размера дома.
• При появлении на стенах или фундаментной ленте трещин.
• Если нарушена гидроизоляция ленты, вызвавшая осыпание .
• Механические повреждения ленты.
• Подъем уровня грунтовых вод, разрушающих ленту.
• Агрессивное воздействие среды.

Все эти случаи требуют немедленного вмешательства. Усиление — это увеличение несущей способности ленточного основания путем установки добавочных элементов, увеличения сечения ленты, инъекций специальных веществ или иных мероприятий.

Выбор конкретного метода зависит от состояния ленты, причин возникновения проблемы и размеров необходимого вмешательства. В любом случае, перед началом работ необходимо тщательное обследование конструкции и принятие решения с участием опытных специалистов.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Самодеятельность в таких делах абсолютно исключена, так как вместо ожидаемых результатов можно получить прямо противоположные последствия.

Диагностика проблемы

Диагностика — это комплекс мероприятий, направленных на получение полной информации о состоянии несущей конструкции, наличии механических повреждений, трещин или деформаций.

Производится обследование состояния подстилающего грунта, песчаной и прочих элементов, воспринимающих нагрузку от веса дома.

Процедура производится поэтапно:

• Наружный осмотр видимых частей ленты. Визуальное обнаружение повреждений ленты производится снаружи, из (если есть возможность). Отыскиваются видимые признаки появления проблем с примыкающими слоями грунта — проседания, промоины и т.д.
• Подземный осмотр. Лента окапывается по периметру, проверяется состояние траншеи, осматривается поверхность ленты и обнаруживаются все возникшие повреждения. Оценивается погружения ленты и материал закладки основания.

Составляется дефектная ведомость, в которую включаются все обнаруженные повреждения. Составляется план основания, на котором отмечаются точки возникших повреждений, трещины, деформированные участки.

На основании составленной документации производится принятие решения о мерах решения возникших проблем.

Во время этих работ производится месячная проверка неподвижности ленты. На поверхности устанавливаются специальные контрольные маячки, фиксируется их состояние.

Через месяц производится проверка их положения. Если изменений нет, значит, оседания ленты завершились.

Для выполнения сложных работ требуется разгрузка фундамента. Ее целью является перенос веса дома на вспомогательную опорную систему, позволяющую удалить грунт под лентой для его замены или .

Как усилить ленточный фундамент

Действия, которые необходимо предпринять для усиления ленты, обусловлены размерами и причинами разрушений. В некоторых случаях бывает достаточно обновить гидроизоляцию, в других ситуациях требуется комплекс сложных технических мероприятий, производить установку дополнительных опор или расширение ленты.

Рассмотрим эти методы подробнее:

Укрепление мелкозаглубленного основания бетонной рубашкой

Бетонная рубашка — это усиливающая бетонная отливка, установленная на проблемном участке стены.

Для ее создания выполняются следующие действия:

• Поверхность ленты обнажается, весь грунт на проблемном участке удаляется из траншеи.
• С бетонной ленты снимается слой гидроизоляции. Поверхность материала должна быть абсолютно чистой, как после заливки.
• Сквозь ленту сверлят поперечные отверстия, в которые вставляют арматурные стержни.
• , который приваривается к стержням, вставленным в отверстия ленты.
• Устанавливается .
• Заливается бетон, выдерживается положенное время.
• После окончания срока выдержки опалубка снимается, поверхность бетона гидроизолируется и производятся дальнейшие действия.

Размеры железобетонной рубашки зависят от величины поврежденного участка, но не меньше 1 метра.

Создание бетонной обоймы

Бетонная обойма образует дополнительный слой материала с обеих сторон ленты. Технология напоминает методику установки железобетонной рубашки, но добавочный слой заливается по обе стороны проблемного участка ленты.

Все действия производятся как изнутри, так и снаружи ленты. В результате образуется значительное утолщение фундамента, способное выдерживать высокие нагрузки.

ВАЖНО!

Многие специалисты выражают недоверие к установке обойм. Они аргументируют это отсутствием качественной связи между старым бетоном и новой отливкой. Процессы, протекающие в свежем материале, не позволяют слоям качественно соединиться, поэтому методика годится только при наличии относительно малых повреждений.

С помощью использования свай

Методика усиления сваями достаточно сложна и разнообразна. Производится установка свай, создающих дополнительную опору для ленты. Они опираются на плотные слои грунта, прекращая оседания или увеличивая несущую способность фундамента для принятия повышенной нагрузки от пристроев или новых элементов конструкции дома.

Используются разные виды свай:

• Микросваи.
• Вдавливаемые.
• Буронабивные.
• Винтовые.
• Выносные.

Каждый вид свай выполняет собственную функцию и применяется в отдельных ситуациях, где их использование является оптимальным вариантом решения проблемы. Так, винтовые сваи могут быть установлены вручную, максимально щадящими методами.

Вдавливаемые сваи нуждаются в использовании спецтехники, поэтому применение их для усиления ограничено.

Выносные сваи устанавливаются на некотором расстоянии от периметра старой ленты, затем сквозь нее пропускаются металлические балки, которые связываются со сваями. В результате дом оказывается как бы «подвешенным» на балках, получая дополнительную опору.

Вес постройки распределяется между старым и новым основаниями, что позволяет нести повышенные нагрузки.

При помощи отливов

Методика используется при усилении ленты из штучных элементов — кирпича или бутового камня. Отливы предназначены для выполнения функций армпояса.

Они устанавливаются на поверхности ленты с двух сторон, отжимаются с расчетом, чтобы верхняя часть не контактировала с поверхностью стены, а нижняя была максимально плотно прижата к ней.

После этого конструкция прочно фиксируется с помощью домкратов. Выкапывается траншея, образующая форму для бетона. В результате вокруг ленты образуется дополнительный железобетонный слой, усиливающий несущую способность и прочность основания.

Упрочнение торкретбетоном

Торкретирование — это процесс нанесения бетона специальным способом напыления. Для этого используется специальное оборудование. Суть метода заключается в подаче под давлением сжатого воздуха сухой смеси цемента и песка, называемой торкрет-смесью.

Одновременно с подачей смеси из другого резервуара подают воду, затворяющую смесь. В результате на усиливаемой поверхности появляется слой плотного и прочного бетона, обладающего повышенными характеристиками по сравнению с обычными видами материала.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Технология сложная, требует привлечения специалистов, использования сложного оборудования.

Полезное видео

В данном разделе вы можете посмотреть как происходит процесс, рассмотренный нами в статье:

Заключение

Усиление ленточного фундамента позволяет получить более устойчивую к нагрузкам и прочную опорную конструкцию, способную к принятию дополнительных нагрузок или возобновлению выполняемых функций.

Все работы с начала и до конца должны быть выполнены опытными профессионалами, никакой самостоятельной работы здесь быть не должно. Результат выполняемых работ может оказаться как положительным, так и отрицательным, поэтому все действия должны быть произведены грамотными подготовленными людьми.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Усиление и ремонт фундаментов: реконструкция

Проблемы с фундаментом

На данный момент еще не придуманы настолько совершенные технологии возведения фундаментов, которые гарантировали бы его расчетный срок эксплуатации.

Учитывая, что с каждым днем экология становится все хуже, то даже прочные металлы и бетоны неизбежно разрушаются и этот процесс нужно или приостановить, или хоть замедлить на некоторое время. Понятно, что причин деформации фундаментов бывает множество, но стоит отметить ключевых из них:

• Человеческий фактор. К этим факторам можно отнести ошибки в расчетах допустимых нагрузок на фундамент, неправильно подобранные технологии с учетом типа почвы, а также ошибочный выбор и монтаж строительных материалов;
• Климатический фактор: разрушение материала фундамента за счет воздействия агрессивных грунтовых вод, кислотных и щелочных дождей;
• Техногенный фактор. Это строительство поблизости от здания автомобильных и железнодорожных магистралей с интенсивным движением и отсутствием средств защиты от воздействия вибрации.

Фактически, ремонт и усиление любого фундамента нужно начинать делать, если:

• Обнаружена просадка, деформация или разрушение несущей кладки, снижение его гидроизоляционных свойств или возникновение просадки только одного угла здания;
• Обнаружено снижение устойчивости фундаментов и грунтов;
• Увеличивается скорость деформации и разрушения грунтов под воздействием различных факторов;
• Возникло непредвиденное и неконтролируемое перемещение элементов несущих конструкций независимо от арматурного пояса.

Основные причины деформации фундаментов, при которых реконструкция неизбежна:

• Возникшее неравномерное уплотнение слабых грунтов, возникшее из-за изменения гидрологического режима территории или возникшей неравномерной нагрузки самих почв на подошву;
• Нарушение структуры грунтов впоследствии неправильного осушения болотистых территорий или проведения глубинных бурильных работ;
• Динамическое воздействие примышленных предприятий, транспортных магистралей, промышленного сейсмического влияния;
• Понижение уровня грунтовых вод;
• Локальное повреждение подземной части основания грунтовыми водами с агрессивными составляющими, а также нарушение внешней гидроизоляции цоколя;
• Нарушение правил застройки поселений, когда по соседству со старыми зданиями возводятся новые с нарушениями технологического процесса;
• Непредусмотренное типов и характеристиками основания дополнительное возведение подземных этажей и мансардных уровней. В результате на фундамент ложится более высокая нагрузка, чем расчетная;
• Промерзание почвы выше расчетного уровня.

Понятно, что причин для деформации и повреждения основания существует множество. Но, прежде чем приступать к реставрации основания, нужно точно определиться с причиной и сначала ее устранить. А уже потом заниматься непосредственно ремонтом и усилением поврежденного фундамента, причем часто оба технологических процесса делают одновременно. Но, перед началом работ по усилению фундаментов, нужно провести тщательный, правильный и многогранный расчет технологии ремонта, чтобы затем повторно не проводить одни и те же работы.

Технологии проектирования ремонта фундаментов

Учитывая, что необходимость в усилении фундаментов возникает в следующих случаях:

• При обнаружении опасных деформаций грунтов и искусственном или естественном износе материала оснований. В таких случаях сначала делается усиление грунта, устранение подвижек и фиксирование пластов, а уже потом нужно приступать к ремонту основания. Как правило, эта проблема особенно часто возникает в зданий старой постройки, памяток архитектуры. И проводить проектирование усиления нужно с учетом особенностей такого здания, чтобы не допустить в процессе реставрации дальнейшего разрушения несущих элементов.
• Когда проведено необдуманное вмешательство в конструкцию возведенного дома, особенно при строительстве подвалов и мансардных этажей;
• При строительстве на соседних участках.

Особенность фундаментов старых домов в том, что нет чертежей, а возведение проводилось самим подрядчиком. Поэтому, реставрация таких оснований довольно сложная и проектирование усиления всегда начинается из работ по обследованию наземных и цокольных конструкций, а затем способом откопки шурфов.

Обследование фундамента с использованием шурфов

Что такое шурфирование оснований? Это получение подробной информации о фундаменте путем откопки шурфов с одной или (чаще) нескольких сторон от подошвы основания. В некоторых случаях такие шурфы могут иметь глубину до 4-5 метров, что часто практиковалось древними архитекторами при возведении массивных зданий с натурального камня.

После получения всех данных шурфования выполняются подробные чертежи, подбирается оптимальный тип строительных материалов, и отбираются образцы почвы.

Можно также получить подробную информацию о фундаменте способом бурения скважин и отбора образцов. Такой способ позволяет обнаружить и обследовать скрытые конструкции в фундаменте, например, деревянные сваи, ростверки, а также их конструкционные особенности.

Усиление фундамента лучше сразу совмещать с капитальным ремонтом здания, ведь тогда можно одновременно обработать все несущие стены и перекрытия, подобрать иной строительный материал и под его параметры выбрать способ усиления фундамента.

Строительная практика часто показывает, что при ремонте фундамента заселенного дома приходится использовать специальные пневматические домкраты и устранение пустот в несущих слоях с максимальной безопасностью для окружающих.

Как рассчитать усиление фундамента

Провести расчет качественного усиления иногда не так просто, ведь тут учитывается не только выбор технологии, но и результаты проведенных изысканий. Поэтому, главным этапом всегда становится сбор нагрузок, которые передаются на подошву основания со стороны почвы, самого здания и внешних факторов.

Классические методы ремонта и усиления фундаментов

Усиление фундаментов

Как правило, все они сводятся к увеличению полезной площади подошвы основания, благодаря чему снижается давление на почву. В таких случаях практикуется несколько методов:

• Бурение скважин ниже глубины промерзания почвы, но не ниже нижней кромки несущей подошвы основания. Затем под него закачивается под давлением бетон, который заполняет поры грунта и подошвы, равномерно растекается по всей поверхности и там застывает.
• Также можно провести углубление подошвы основания и заменить поврежденные и разрушенные деревянные, металлические конструкции на современные минеральные соединения. Такая технология считается оптимальной, когда будет строиться подвал или увеличивается его глубина. В таких случаях рекомендуется расширение проводить с помощью бетонных плит или натурального камня. Полученная подошва будет иметь трапециевидную форму, поэтому существенно усилит новый фундамент.
• Установка монолитных плит под подошву. Такая технология дорогая, оправдывает себя в случае ремонта основания, поврежденного впоследствии влияния подвижек почвы от метрополитена, железнодорожных линий и промышленных комплексов. Плиты производятся из железобетона, устанавливаются в специально предусмотренные штробы на уровне нижней кромки подвального помещения. Плитные конструкции в таком случае принимают на себя нагрузку равномерно из существующим фундаментом.
• Кирпичная или бетонная кладка в стороне от основного фундамента с целью смещения центра тяжести от поврежденного фрагмента. Практикуется в случаях наличия дома небольшой массы и если на строительной площадке есть возможность проводить земляные работы. В таких случаях по внешней стороне от поврежденного участка выкапывается траншея на глубину подошвы, устанавливается деревянная опалубка. Внутри опалубки предусматривается песчано-гравийная подушка, тщательно трамбуется и устанавливается арматурный пояс. Заполняется опалубка жидким бетоном, кирпичом или натуральным камнем, дополнительно покрывается гидроизоляционным слоем. Часто практикуется при реставрации старых оснований в сельской местности, когда нет смысла демонтировать старое здание и возводить новое.

Традиционные технологии себя оправдывают, когда ремонт или реставрация фундамента проводится на сухих и прочных почвах. Они не подходят для усиления оснований на влагонасыщенных почвах, ведь тогда приходится новые конструкции монтировать выше уровня подошвы и залегания грунтовых вод и такое усиление часто становится не эффективным.

В процессе реконструкции здания существенно увеличиваются нагрузки на основание, поэтому и нужно проводить реконструкцию и усиление одновременно. В таких случаях практикуют использование бетонных или железобетонных обойм.

Процесс усиление старого фундамента

Технология простая, но трудоемкая:

1. Проводится расчет типа обойм, их размера и материала наполнения.
2. Затем в четко указанных местах непосредственно в фундаменте бурятся скважины (шпуры).
3. В готовые отверстия устанавливают арматуру, обвязывают ее с арматурой старого основания с целью увеличить полезную площадь перекрытия подошвы.
4. Также в шпуры монтируют поясную вертикальную арматуру, которая защищает конструкцию от смещения.
5. Готовые элементы заливают бетоном под давлением.

Если обойма делается в фундаменте с бутового камня, тогда сначала нужно вырыть траншею и отверстия делать аккуратно перфоратором или ударной дрелью. В отверстия устанавливают стяжки, затем конструкция заливается бетоном. За счет неровной поверхности кладки, сцепление бетона и бутового камня будет максимальным.

Технология подведения свай

Замена нижних венцов при ремонте фундамента деревянного дома

Такая технология предусматривает ремонт фундамента за счет переноса части или всей массы здания на новый фундамент, возведенный под основной подушкой. Фактически, это пересадка старого основания на новые железобетонные сваи, а грунт закрепляется с помощью инъекции строительного раствора.

Но такая технология себя оправдывает, если под основанием обнаружен прочный слой почвы на относительно небольшой глубине. В иных случаях нужно использовать другие методы усиления фундамента здания.

Тут также нужно помнить, что сваи для усиления конструкций отличаются от обычных свай, на которых возводятся дома. Тут используются специальные буронабивные и инъекционные сваи, а также сваи вдавливания.

Особенность технологии  в том, что нужно использовать малогабаритную технику, а если есть доступ до строительной площадки, то и вид ремонта можно подобрать.

Как использовать буронабивные сваи

Этапы работ по усилению ленточных фундаментов набивными сваями

Как правило, в условиях заселенного города часто ограничен доступ до строительной площадки. Поэтому, если есть достаточно места для подвода тяжелой техники, тогда стоит использовать буронабивные сваи, ведь они устанавливаются на расстоянии не менее 2.5 метра от стены.

Но при установке свай часто возникает сильная вибрация грунта, а это может привести к дальнейшему разрушению основания. Также стоит помнить, что поперечные балки громоздкие и требуют расхода большого количества металла.

Технология установки свай:

1. Сначала проводится подготовка строительной площадки, она тщательно выравнивается.
2. Затем монтируются и открываются шурфы, в которые подводят и вдавливают металлические трубы, которые между собой сваривают арматурой.
3. Трубы заливают бетоном.

Преимущество технологии очевидно, ведь можно трубы установить на глубину до 25 метров, а на месте определяется их несущая способность, а реконструкция основания будет проведена за считанные недели.

Использование инъекционного усиления

Инъекционное закрепление фундамента

Ключевое отличие инъекционной технологии от буронабивной – это использование бетона, подаваемого под большим давлением. Когда бетон попадает на нижнюю часть сваи, он выдавливает грунт и заполняет полученную полость. В результате происходит надежное уплотнение грунта под основанием с одновременным формированием новой подушки.

Вариантов бурения существует большое количество, тип и способ подбирается исходя от ситуации на строительной площадке, а также типа фундамента. Все сваи имеют наклонную конструкцию, пробивают фундамент и углубляются до уровня прочного грунта. Также допускается бурение с двух сторон с небольшим интервалом.

Инъекционное закрепление оправдано при ремонте зданий, возведенных на песчаных грунтах. Ведь в таких случаях происходит локальное насыщение грунта строительными растворами, которые улучшают механические характеристики почвы.

Технологии фундамента: материалы для строительства фундамента

• Запрос цитаты

800.773.2368

Foundation Technologies, Inc.

• Продукты

  Винтовые сваи и анкеры

  Центратор арматуры с просверленным валом

  Снижение трения

  • Винтовые сваи / опоры CHANCE®
    Микросваи CHANCE® Helical Pulldown®
    CHANCE® Винтовая основа
    Винтовые анкеры CHANCE®
    Анкеры со спиральной подвязкой CHANCE®
    Шурупы для грунта CHANCE®
    Опоры сопротивления ATLAS ™

  • ShaftSpacer®
    Арматурные опоры BARBOOT®
    Прокладки для арматурных стержней CageCaster®
    Центратор с одной балкой UniSpacer ™
    Удлинитель колесных проставок Hairpin ™

  • Рукав с уменьшенным трением на ворсе Yellow Jacket®
    Антифрикционное покрытие Slickcoat®

• Приложения

  Основа

  Удержание земли

  Ничья

  Глубокие фундаменты

  • Ремонт спирального пирса и фундамента
    Модернизация конструкции фундамента

  • Процесс крепления постоянного фундамента
    Временные опорные системы
    Оборудование для стабилизации склонов
    Переборки и дамбы

  • Парень на якоре
    Антиплавучесть
    Швартовка

  • Фундаменты нового строительства
    Фундаменты коммуникационной башни
    Фонды дощатого настила
    Фундаменты трубопроводов
    Фундаменты мостов
    Солнечные основы
    Фундаменты для бассейнов

• Поддержка

  • Для инженеров

    Запланировать обед и учиться
    Спросите инженера
    Ресурсы для дизайна

  • Подрядчикам

    Станьте сертифицированным установщиком
    Запрос цитаты
    Запросить образец

• Компания

  • Обзор компании

  • Технологическое преимущество Foundation

  • SDVOSB

  • Культура

  • Карьера

  • Свяжитесь с нами

Foundation Technologies, Inc.Меню

800.773.2368

Запрос цитаты

Спросите нас о чем угодно

Продукты

• Винтовые сваи и анкеры

  • Винтовые сваи / опоры CHANCE®

  • Микросваи CHANCE® Helical Pulldown®

  • CHANCE® Винтовая основа

  • Винтовые анкеры CHANCE®

  • Анкеры со спиральной подвязкой CHANCE®

  • Шурупы для грунта CHANCE®

  • Опоры сопротивления ATLAS ™

• Центраторы арматуры с просверленным валом

  • ShaftSpacer®

  • Арматурные опоры BARBOOT®

  • Прокладки для арматурных стержней CageCaster®

  • Центратор с одной балкой UniSpacer ™

  • Удлинитель колесных проставок Hairpin ™

• Снижение трения

  • Рукав с уменьшенным трением на ворсе Yellow Jacket®

  • Антифрикционное покрытие Slickcoat®

Приложения

• Подкрепление

  • Ремонт спирального пирса и фундамента

  • Модернизация конструкции фундамента

• Сохранение Земли

  • Процесс крепления постоянного фундамента

  • Временные опорные системы

  • Оборудование для стабилизации склонов

  • Переборки и дамбы

• Ничьи

  • Парень на якоре

  • Антиплавучесть

  • Швартовка

• Глубокие основы

  • Фундаменты нового строительства

  • Фундаменты коммуникационной башни

  • Фонды дощатого настила

  • Фундаменты трубопроводов

  • Фундаменты мостов

  • Солнечные основы

  • Фундаменты для бассейнов

Поддержка

• Для инженеров

  • Запланировать обед и учиться

  • Спросите инженера

  • Ресурсы для дизайна

.

Обучение с подкреплением 101. Изучите основы подкрепления… | Швета Бхатт

Обучение с подкреплением (RL) — одна из самых актуальных тем исследований в области современного искусственного интеллекта, и ее популярность только растет. Давайте рассмотрим 5 полезных вещей, которые нужно знать, чтобы начать работу с RL.

Обучение с подкреплением (RL) — это метод машинного обучения, который позволяет агенту учиться в интерактивной среде методом проб и ошибок, используя обратную связь по своим действиям и опыту.

Хотя как контролируемое обучение, так и обучение с подкреплением используют сопоставление между вводом и выводом, в отличие от контролируемого обучения, где обратная связь, предоставляемая агенту, представляет собой правильный набор действий для выполнения задачи, обучение с подкреплением использует вознаграждений и наказаний в качестве сигналов положительного и отрицательное поведение.

По сравнению с обучением без учителя, обучение с подкреплением отличается с точки зрения целей. В то время как цель обучения без учителя состоит в том, чтобы найти сходства и различия между точками данных, в случае обучения с подкреплением цель состоит в том, чтобы найти подходящую модель действий, которая максимизирует общую совокупную награду агента .На рисунке ниже показан цикл обратной связи «действие-вознаграждение» типовой модели RL.

Вот некоторые ключевые термины, которые описывают основные элементы проблемы RL:

1. Среда — Физический мир, в котором работает агент
2. Состояние — Текущая ситуация агента
3. Вознаграждение — Обратная связь от среда
4. Политика — Метод сопоставления состояния агента действиям
5. Значение — Будущее вознаграждение, которое агент получит, выполняя действие в определенном состоянии

Проблему RL лучше всего объяснить с помощью игр.Давайте возьмем игру PacMan , где цель агента (PacMan) состоит в том, чтобы съесть еду в сетке, избегая при этом призраков на своем пути. В этом случае сеточный мир — это интерактивная среда для агента, в которой он действует. Агент получает награду за поедание еды и наказание, если его убивает призрак (проигрывает в игре). Состояния — это местоположение агента в мире сетки, а общая совокупная награда — это агент, выигравший игру.

Чтобы построить оптимальную политику, агент сталкивается с дилеммой: исследовать новые состояния и одновременно максимизировать общую награду.Это называется компромиссом между и эксплуатацией . Чтобы уравновесить и то и другое, лучшая общая стратегия может включать в себя краткосрочные жертвы. Следовательно, агент должен собрать достаточно информации, чтобы принять наилучшее общее решение в будущем.

Марковские процессы принятия решений (MDP) — это математические основы для описания среды в RL, и почти все задачи RL могут быть сформулированы с использованием MDP. MDP состоит из набора конечных состояний S среды, набора возможных действий A (s) в каждом состоянии, действительной функции вознаграждения R (s) и модели перехода P (s ’, s | a).Однако в реальных условиях окружающей среды, скорее всего, не хватает каких-либо предварительных знаний о динамике среды. В таких случаях пригодятся безмодельные методы RL.

Q-Learning — это широко используемый подход без моделей, который можно использовать для создания самовоспроизводящегося агента PacMan. Он вращается вокруг понятия обновления значений Q, которое обозначает значение выполнения действия a в состоянии s . Следующее правило обновления значения является ядром алгоритма Q-обучения.

Вот видео-демонстрация агента PacMan, который использует глубокое обучение с подкреплением.

Q-Learning и SARSA (State-Action-Reward-State-Action) — два широко используемых алгоритма RL без моделей. Они различаются своими стратегиями разведки, в то время как их стратегии эксплуатации схожи. В то время как Q-обучение — это метод вне политики, в котором агент изучает значение на основе действия a *, полученного из другой политики, SARSA — это метод на основе политики, при котором он изучает значение на основе своего текущего действия a , полученного из его текущая политика.Эти два метода просты в реализации, но им не хватает универсальности, поскольку они не позволяют оценивать значения для невидимых состояний.

Это можно преодолеть с помощью более совершенных алгоритмов, таких как Deep Q-Networks (DQNs) , которые используют нейронные сети для оценки Q-значений. Но DQN могут обрабатывать только дискретные низкоразмерные пространства действий.

Глубокий детерминированный градиент политики (DDPG) — это не связанный с политикой алгоритм критики субъектов, не использующий модели, который решает эту проблему путем изучения политик в многомерных пространствах непрерывных действий.На рисунке ниже представлена ​​архитектура «актер-критик» .

Так как RL требует большого количества данных, поэтому он наиболее применим в областях, где смоделированные данные легко доступны, например, игровой процесс, робототехника.

1. RL довольно широко используется при создании ИИ для компьютерных игр. AlphaGo Zero — первая компьютерная программа, победившая чемпиона мира в древней китайской игре го. Другие включают игры ATARI, Backgammon и т. Д.
2. В робототехнике и промышленной автоматизации RL используется, чтобы позволить роботу создать для себя эффективную адаптивную систему управления, которая учится на собственном опыте и поведении.Работа DeepMind над Deep Reinforcement Learning for Robotic Manipulation with Asynchronous Policy updates является хорошим примером того же. Посмотрите это интересное демонстрационное видео.

Другие приложения RL включают механизмы резюмирования абстрактного текста, диалоговые агенты (текст, речь), которые могут учиться на взаимодействии с пользователем и улучшаться со временем, изучая оптимальные стратегии лечения в здравоохранении, и основанные на RL агенты для онлайн-торговли акциями.

Для понимания основных концепций RL можно обратиться к следующим ресурсам.

1. Обучение с подкреплением — Введение , книга отца обучения с подкреплением — Ричарда Саттона и его научного руководителя Эндрю Барто . Онлайн-черновик книги доступен здесь.
2. Учебные материалы из Дэвид Сильвер , включая видеолекции, — отличный вводный курс по RL.
3. Вот еще одно техническое руководство по RL от Pieter Abbeel и John Schulman (Open AI / Berkeley AI Research Lab).

Для начала создания и тестирования агентов RL могут быть полезны следующие ресурсы.

1. Этот блог о том, как обучить агент нейронной сети ATARI Pong с помощью градиентов политики из необработанных пикселей, автор Андрей Карпати поможет вам запустить и запустить свой первый агент глубокого обучения с подкреплением всего за 130 строк кода Python.
2. DeepMind Lab — это платформа с открытым исходным кодом, похожая на трехмерную игру, созданную для агентных исследований искусственного интеллекта в богатой моделируемой среде.
3. Project Malmo — еще одна платформа для экспериментов с ИИ для поддержки фундаментальных исследований в области ИИ.
4. OpenAI gym — это набор инструментов для создания и сравнения алгоритмов обучения с подкреплением.

.

6.246 Обучение с подкреплением: основы и методы

Выпускной уровень
Блоки: 4-0-8
Инструктор: профессор Кэти Ву, [email protected]
Расписание: Лекция: MW9.30-11 (32-124) Чтение: R4-5 (32-124) или F4-5 (4-231)
Количество участников ограничено 57

Описание

Этот субъект считается субъектом Контрольной концентрации. Обучение с подкреплением (RL) как методология приближенного решения последовательного принятия решений в условиях неопределенности, основанная на оптимальном управлении и машинном обучении.Динамическое программирование с конечным и бесконечным горизонтом, с упором на дисконтированные марковские процессы принятия решений. Итерация ценностей и политики. Монте-Карло, временные различия, Q-обучение и стохастическая аппроксимация. Приблизительное динамическое программирование, включая методы, основанные на значениях, и методы политического пространства. Специальные темы на стыке теории и практики в RL. Приложения и примеры из разных областей. Хотя предварительные условия для анализа не требуются, необходима математическая зрелость. Зачисление ограничено

Ожидания и предварительные условия : Существует компонент участия в большом классе.Что касается предварительных условий, учащиеся должны быть комфортно на уровне получения оценки A по вероятности (6.041 или эквивалент), машинного обучения (6.867 или эквивалент), выпуклой оптимизации (от 6.255 / 6.036 / 6.867 или эквивалент), линейной алгебры (18.06 или эквивалент) и программирование (Python). Требуется математическая зрелость. Это НЕ глубокий курс RL. Этот курс больше всего подходит для аспирантов, которые уже познакомились с основами обучения с подкреплением и глубокого обучения (как в 6.036 / 6.867 / 1.041) и проводят или проводили исследования по этим темам.

Формат курса и объем :
Этот курс будет наполовину посвящен теоретическим основам RL, а наполовину посвящен изучению границы между теорией и практикой.

• В течение половины курса у нас будут традиционные лекции о том, что было установлено в RL, и в основном мы будем следовать текстам «Динамическое программирование и оптимальное управление» (Дмитрия Бертсекаса) и «Нейродинамическое программирование» (Дмитрия Берцекаса и Джона Цициклиса). ).По сравнению с 6.231 в этом курсе будет больше внимания уделяться приблизительному динамическому программированию и значительно снизится акцент на динамическом программировании. Уровень строгости, ожидаемый в HW, будет сопоставим, но темп лекций будет быстрее, а темы будут другими. HW и экзамен будут похожи по стилю на 6.231 (см .: https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-231-dynamic-programming-and-stochastic-control-fall -2015 / присвоения /).

• В течение второй половины курса студенты должны быть готовы читать и обобщать теоретические и / или эмпирические исследовательские работы и материалы в информативные лекции (и декламации, если необходимо), которые исследуют границы теории и практики в обучении с подкреплением и других специальных темах. .Конкретные темы будут выбраны на основе сочетания интересов сотрудников и студентов и могут включать исследование, внеполитическое / трансферное обучение, факторные MDP / сквозное представление представления, комбинаторную оптимизацию, абстракцию / иерархию и / или теорию игр / мультиагентный RL. Ожидаемый уровень усилий сопоставим (или больше), чем у традиционного финального исследовательского проекта для ориентированного на исследования класса. Эти лекции заменят традиционный классный проект для студентов, отобранных для этой роли.С помощью этого исследования мы стремимся вместе охарактеризовать разрыв между теорией и практикой RL.

Этот новый курс задуман как продвинутый экспериментальный курс для выпускников, посвященный изучению возможных альтернативных способов и перспектив изучения обучения с подкреплением.

.

Дифференциальное усиление — Специальная статья для обучения

Дифференциальное подкрепление — это реализация усиления только соответствующей реакции (или поведения, которое вы хотите усилить) и применения угашения ко всем остальным реакциям. Угасание — это прекращение подкрепления ранее подкрепленного поведения.

Основным принципом дифференцированного подкрепления является концепция различения. Дискриминация развивается через дифференцированное подкрепление, определяя, когда подкрепление получено, а когда нет.Примером дифференцированного подкрепления является поощрение ребенка за чистку зубов перед сном и отказ в вознаграждении, если ребенок не чистит зубы перед сном.

Дифференциальное подкрепление другого поведения (DRO) — также известное как процедуры обучения бездействию — инструментальная процедура кондиционирования, в которой положительное подкрепление периодически доставляется только в том случае, если участник делает что-то, кроме целевой реакции.

Пример: усиление любых действий руками, кроме ковыряния в носу.

Дифференциальное подкрепление альтернативного поведения (DRA) — это подкрепление поведения, которое служит альтернативой проблемному или неадекватному поведению, особенно альтернативным средствам общения.

Пример: Ребенка можно научить дарить своему учителю значок PECS для перерыва в работе вместо того, чтобы использовать истерику, чтобы избежать нежелательной активности.

Дифференциальное подкрепление несовместимого поведения (DRI) — это подкрепление поведения, несовместимого с проблемой, или несоответствующего поведения, которое ребенок не может выполнять одновременно.

Пример: Если ребенок постоянно прикасается к своим соседям во время игры, его можно поощрить подкреплением за то, что он держит руки на коленях или сидит на них.

Дифференциальное подкрепление меньших темпов поведения (DRL) — это усиление периодов времени, в течение которых ребенок демонстрирует поведение с заранее определенной меньшей скоростью.

Пример: Когда ребенок встает в классе десять раз в час, его можно подкрепить, встав только пять раз в час.

Варианты использования дифференциального армирования

При использовании DRO следует иметь в виду как минимум 3 варианта.

1. Подкрепление зависит от отсутствия целевого поведения в течение указанного периода времени. Подкрепление дается только после того, как в течение всего интервала не происходит ни одного случая целевого поведения.

Пример: Джону говорят: «Если вы не встанете со своего места во время нашего урока английского языка (продолжительностью 40 минут), вы можете оказаться во главе очереди за обедом.Если Джон встречает это непредвиденное обстоятельство, не вставая со своего места, будет дано подкрепление.

2. Во многих случаях желательно разбивать сеансы на более мелкие интервалы времени. Пример: мы можем захотеть подкрепить Джона во время урока английского, а не ждать до конца урока. В этой ситуации может быть разумным обеспечить подкрепление в течение меньших интервалов времени в пределах периода.

3. Учитель может захотеть использовать DRO для выполнения определенной академической работы.

Пример: Если ученик выполняет письменное задание в классе, учитель может наклеить стикер или счастливое лицо на свой лист, только если он передается без каракулей (заранее определенное целевое поведение).

Авторские права © Special Learning Inc. Все права защищены.

Никакая часть этой статьи не может быть воспроизведена каким-либо образом без письменного разрешения, за исключением кратких цитат, содержащихся в критических статьях и обзорах.За информацией обращайтесь в Special Learning Inc. по адресу: [email protected]

.