Техническая эксплуатация оснований подвалов фундаментов придомовой территории. Техническая эксплуатация оснований, фундаментов и подвальных помещений

Тема 1. Техническая эксплуатация оснований и фундаментов зданий

Методы усиления несущей способности фундаментов

Техническая эксплуатация грунтов оснований, фундаментов и подвалов зданий

Фундамент несет нагрузку от здания и передает ее на основание (естественный или искусственно уплотненный грунт).

Основание – слой грунта, который воспринимает нагрузку от здания и находится в напряженном состоянии. Грунты бывают в естественно плотном состоянии и искусственные - грунты, подвергшиеся укреплению для увеличения их несущей способности. Различают следующие виды грунтов: скальные, крупнообломочные (гравий, щебень), песчаные, глинистые (суглинки и супеси), лессовые грунты и органические отложения (торфы, другие продукты человеческой деятельности).

При исследовании грунтов учитывают их несущую способность, гидрологический режим, т.е. уровень стояния и агрессивность грунтовых вод, нагрузку от построенного здания.

Скальные и крупнообломочные грунты считаются грунтами с сильной несущей способностью. Глинистые грунты подвержены промерзанию и пучению. Глинистые грунты, а также пески и органические грунты считаются слабыми грунтами.

Искусственными основаниями называют грунты, подвергшиеся усилению, упрочнению одним из следующих способов: отсыпки, откачки грунтовых вод посредством устройства дренажной системы, забивки анкеров для скрепления крутопадающих пластов грунта, электрохимического уплотнения, смолизации, цементации, силикатизации и обжига глинистых грунтов .

В данном учебном пособии эти способы не рассматриваются подробно, так как подготовка территории и усиление грунтов предшествуют возведению здания, В изучаемой же дисциплине рассматриваются работы, выполняемые на стадии эксплуатации здания.

Техническая эксплуатация оснований заключается в наблюдении за осадкой здания, за наличием и характером трещин на стенах, исправностью системы дренажа, в соблюдении проектной планировки территории вокруг здания. В частности запрещается подсыпка грунта вокруг здания выше отмостки, рытье котлованов и производство других земляных работ ближе, чем на 10 м от здания, посадка или рубка деревьев без специального разрешения.

Фундаменты устраиваются из материалов, отличающихся высокой морозостойкостью и влагостойкостью, поэтому они сооружаются из хорошо обожженного глиняного кирпича, бутового камня или из железобетонных конструкций.

Наиболее часто при строительстве жилых зданий используются следующие конструкции фундамента: ленточные, свайные, столбчатые и фундамент в виде плиты коробчатого сечения.

Ленточные фундаменты (бутовые либо кирпичные, либо из сборных железобетонных блоков, железобетонных панелей) представляют собой сплошную стену, установленную на подушку. Столбчатые фундаменты – столбы, установленные на подушку. Нагрузка от стен собирается на рандбалку, которая и укладывается на столбы фундамента. Ленточные и столбчатые фундаменты применяются в малоэтажных зданиях до 5-ти этажей, построенных на грунтах с высокой несущей способностью.

Свайные – представляют собой сваи, забиваемые в грунт либо набиваемые путем заливки цемента в форму непосредственно в грунте. Нагрузка от здания передается на свайный ростверк. Свайные фундаменты, а также фундаменты в виде коробчатой плиты устраиваются при строительстве многоэтажных зданий на слабых грунтах.

Конструкция фундамента и подвальное перекрытие образуют подземную часть здания (подвал), устройство которой представлено на рис. 1.1.

Отмостка – бетонная либо асфальто-бетонная метровая полоса, вплотную примыкающая к цоколю для защиты от проникновения талых вод и атмосферных осадков с крыши в подвал. Устраивается с наружной стороны по периметру здания на 15 см выше проезжей части, с уклоном 0,03 от здания. Просадки и трещины в отмостках необходимо заделывать битумом, асфальтом, мастикой или другим материалом, из которого она выполнена.

studfiles.net

Техническое обслуживание и ремонт фундаментов

Для эффективного содержания фундаментов специалистам нужно знать нормативные эксплуатационные требования к ним, указанные в СНиПе, и возможные конструктивные их решения (по учебникам), а также характеристику фундаментов здания согласно его проекту. Все эти сведения можно свести в несколько групп:

о реальных воздействиях на фундаменты - о величине и характере нагрузок, о структуре, прочности и влажности оснований, об атмосферных осадках и грунтовых водах, их глубине залегания и агрессивности, об опасности пучения грунтов, а также о требованиях к глубине заложения фундаментов;

об особенностях конкретных вариантов решений фундаментов- ленточных, столбчатых, сплошных, свайных и др. применительно к данным гидрогеологическим и климатическим условиям;

об эксплуатационных требованиях к фундаментам - их прочности, устойчивости, глубине заложения с учетом нагрузок, несущей способности грунтов, уровне грунтовых вод и глубине промерзания, а также о мерах защиты фундаментов от атмосферных осадков и грунтовых вод, особенно если они агрессивны, от морозного пучения;

об элементах фундаментов, удовлетворяющих предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям,- о несущем элементе, который должен быть заглублен с учетом прочности грунтов, величины нагрузок, наличия грунтовых вод и глубины промерзания, а также о наличии гидроизоляции, отмостки и др.

Необходимо уметь в итоге построить структурную схему фундамента в общем виде (см. рис. 2.2) с обозначением на ней всех воздействующих факторов и сочетанием конструктивных элементов.

Нужно также изучить характеристику грунтов и конструктивное решение фундамента эксплуатируемого здания с учетом гидрогеологических, климатических и других особенностей.

Пользуясь перечисленными сведениями о фундаментах, ответственный за эксплуатацию здания производит квалифицированную экспертизу и дает техническую оценку «своему» фундаменту. Он должен выявить, насколько последний отвечает своему назначению, в какой мере в проекте и при строительстве правильно и всесторонне учтены предъявленные к фундаментам эксплуатационные требования и ка-к они реализованы: насколько рационально выбран тип фундамента, его материал, размеры, заглубление, а также сколь эффективно решена защита его от атмосферных осадков и грунтовых вод.

Если итоги такого анализа положительны - значит, фундамент спроектирован и построен с учетом всех предъявленных к нему требований и местных условий и находится в исправном состоянии. Если же будут выявлены недостатки и ошибки, допущенные в проекте или при строительстве здания, то их надо тщательно изучить, чтобы своевременно устранить или предотвратить их развитие.

В ходе эксплуатации нужно осуществлять постоянный уход за фундаментами: не допускать срезки или подсыпки грунта вокруг здайия; сохранять в исправном состоянии отмостку; исключать скопления воды у здания, а тем более подтопление фундамента; проводить другие меры, предусмотренные инструкцией по эксплуатации. Особенно опасен обильный полив зеленых насаждений вблизи зданий (без организованного отвода воды), ибо нередко это приводит к повышению уровня грунтовых вод и изменению условий работы основания, а вслед за ним и фундамента.

Должна быть обеспечена сохранность фундаментов, если рядом с ними ведутся земляные работы, при постройке рядом нового здания или устройстве котлованов для иных целей. Чтобы исключить одностороннее боковое давление грунта на фундамент и его разоушение, надо его оградить, например шпунтовой стенкой. По той же причине нельзя допускать складирования у стен здания тяжелого оборудования и материалов.

При раскрытии сооружения в связи с ремонтными работами, если под фундаментами залегают пучинистые грунты, нужно предотвратить их промерзание и пучение, временно утеплив фундаменты. Опыт показывает, что нарушение условий сохранности фундаментов приводит к разрушению зданий после многих лет нормальной их службы.

При необходимости надо произвести текущий ремонт для защиты фундаментов от разрушения или поставить здание на капитальный ремонт для их усиления.

Нередко причиной деформаций фундаментов и вышележащих частей здания являются силы морозного пучения, которые могут возникнуть при определенных условиях как в период строительства, так и через много лет после сдачи зданий в эксплуатацию. Эти условия можно и нужно исключить: срезку грунта вокруг зданий, замену его легкопромерзающим, например каменным материалом, бетоном, увлажнение грунтов вокруг зданий и под фундаментами.

Силы морозного пучения подразделяются на касательные, возникающие при смерзании пучинистого грунта со стенками фундамента, и нормальные, возникающие при замерзании пучинистого грунта под подошвой фундамента и действующие на него снизу вверх; они обусловлены силами кристаллизации льда при переходе воды в лед. Увеличиваются в объеме только влажные грунты, а влагу, как известно, удерживают и пылеватые грунты.

Следовательно, под морозным пучением грунтов понимается их свойство (при определенном сочетании гидрогеологических условий в пределах слоя сезонного промерзания) увеличиваться в объеме под действием сил кристаллизации льда при фазовых превращениях содержащейся в грунте и дополнительно подсасываемой воды к кристаллам льда. Проявляется это свойство в неравномерном поднятии грунта и фундаментов из-за образования ледовых включений. Выпучивание фундаментов зданий в период их эксплуатации объясняется следующими факторами:

промерзанием грунтов в зоне основания фундаментов; наличием влаги в грунте;

превышением сил пучения над давлением вышележащих частей здания;

неправильной конструкцией фундамента - невыполнением в ходе строительства противопучинных мероприятий (безан-керная конструкция фундамента, отсутствие обмазки, исключающей смерзание грунта со стенками фундамента, и др.).

При промерзании грунта можно выделить три слоя: сверху - замерзающий грунт, снизу - талый и между ними - переходный, динамический слой. Эта система в холодное время года находится в движении и изменяется в зависимости от притока холода сверху. Во втором - переходном - слое протекают фазовые изменения воды и возникают силы морозного пучения, опасные для фундаментов. Еще более опасно опускание зоны промерзания ниже подошвы фундамента. так как нагрузку на поДошву фундамента с промерзшей зоны определяют по площади, ограниченной линиями под 45°.

Важным противопучинным мероприятием является защита оснований и окружающего фундамент грунта от избыточного увлажнения и промерзания: нельзя допускать повышения влажности грунта в зоне 5 м вокруг здания, а также создавать условия (например, срезать грунт вокруг здания), способствующие промерзанию основания. Работникам эксплуатационной службы необходимо, особенно в осенний и зимний периоды, следить за исправностью водоотводящих устройств, не допускать застоя воды вблизи фундаментов и течей ее из инженерных систем, особенно перед замерзанием грунтов и т. п. Ведущиеся вблизи зданий ремонтные работы не должны препятствовать стоку атмосферных и талых вод и оказывать влияние на глубину промерзания грунтов. Должны быть всегда исправны отмостки, теплоизоляционные шлаковые подушки, защищающие грунт вокруг здания от промерзания.

Повреждение фундаментов может быть вызвано рядом причин:

деформацией основания и неравномерными осадками фундамента;

перегрузкой фундамента;

ошибками в конструировании фундамента и при выборе для него материалов;

воздействием агрессивной среды на материал фундамента.

Таблица 12.2. Основные способы усиления фундаментов

Усиление фундаментов может быть осуществлено путем укрепления их кладки, увеличением размеров - ширины и глубины заложения, а также передачей нагрузки на нижележащие слои грунта (табл. 12.2 и рис. 12.3). Примеры повреждений и восстановления цоколей, отмосток и входных площадок приведены на рис. 12.4.

Упомянутые способы усиления фундаментов неравноценны и каждый из них может быть применен в определенных условиях, указанных в табл. 12.2. Следует иметь в виду, что работы по усилению фундаментов не только сложны и трудоемки, но и весьма ответственны. Их должны выполнять специализированные бригады очень осторожно, захватками (обычно не более 2 м), чтобы не повредить смежные участки и вышележащие части здания. Для выполнения таких работ составляются проекты, разрабатываются технологические карты.

Рис. 12.3. Способы усиления фундаментова - облицовкой при повреждении фундамента агрессивными водами; б - нагнетанием раствора в разрыв при морозном пучении; в - путем подведения свай; г, д, е, ж, з, и - уширение подошвы с помощью железобетонных приливов и стальных тяжей; к, л, м - подведение балок и свай

1-торкрет-бетон; 2 - изоляция; 3 и 4 - защитная стенка; 5 - разрыв фундамента; 6 - инъектор; 7 - уплотненный грунт; 8 и 9 - балки; 10 - сваи; 11 - железобетонные приливы; 12 - стальной тяж; 13 - поперечная балка; 14 и 15 - продольные балки;/5 - сваи; 17 - дополнительный фундамент; 18 - основание под балки

В некоторых случаях, в частности при наличии трещин в стенах, в итоге технического обследования и технико-экономического обоснования может оказаться целесообразным более простое усиление не основания или фундамента, а стен путем установки на уровне перекрытий с наружной стороны здания металлических тяжей с предварительным напряжением, кольцевыми захватками по внутренним капитальным стенам. При этом благодаря предварительному напряжению тяжей, установленных по длине и высоте здания, всей его коробке придается высокая жесткость, исключающая местные деформации оснований или фундаментов. Опыт Мосжилнии-проекта по усилению таким способом зданий (подробнее см. следующий параграф) подтверждает его экономическую эффективность при определенных условиях.

Рис. 12.4, Примеры повреждения и восстановления цоколя (а, б, в), отмостки (г, д) и входной площадки (е, ж, з)

ПРОДОЛЖЕНИЕ >>>

www.remontlib.ru

Эксплуатация и техническое обслуживание фундаментов "СЗИЦ"

Эксплуатация и техническое обслуживание фундаментов

Одними из самых важных элементов любого здания являются фундаменты. Именно от них зависит срок службы, целостность, выполнение непосредственных функций самого сооружения на необходимый по нормам срок службы. Все это можно достичь благодаря верной технической эксплуатации фундамента. Для того чтобы это поучилось необходимо правильно содержать территорию которую прилегает к зданию или сооружению, а также подвалов и конечно самого фундамента.Территории необходимо содержать, опираясь на определенные условия, а именно:– поверхность должна быть ровной, на которой нет выбоин и уклонов;– уклоны от зданий или сооружений, также которые проходят к водосточным люкам или водной канализации должны быть не меньше 0,01;– просадки грунта, которые образовываются в местах прохождения или ремонта инженерных сетей, необходимо во время засыпать и уплотнять слоем который имеет толщину до 20 сантиметров, и если понадобится, они должны быть с восстановлением ранее заложенных покрытий;– тротуары и отмостки, которые располагаются вокруг здания или сооружения необходимо содержать в прекрасном состоянии с уклоном от 0,01 до 0,03, а повреждения которые образовываются необходимо быстро и правильно устранять;– также нужно осуществлять расчистку зазоров между тротуарами и отмостками и стенами зданий, также заделывать их горячими мастиками из битума, асфальтобетоном с мелким зерном или мягкой глиной;– напротив водосточных труб нужно устанавливать люди для отводов воды, и их же нужно держать в необходимом состоянии;– канавы для отвода воды от сооружений и зданий должны иметь уклон не меньше чем 0,05, и, конечно же, постоянно чистится от ила, трав и различного мусора;– трава, которая прорастает на отмостках и люках должна постоянно подлежать удалению;– снег вокруг зданий и сооружений необходимо очищать не меньше чем на 2 метра от стены;– для того чтобы возле здания осуществлять проведение различных земляных работ (рытье траншей, котлованов и многое другое) необходимо получить специальное разрешение, исключением является шурф, который отрывается только для осмотра;– навесы, которые располагаются над входом, а также ограждения, которые находятся у входов в подвал, должны быть надежны;– для того чтобы осуществить украшение территории благодаря высаживанию деревьев и цветов и тому подобного не должно приводить к заболачиванию местности, застою или подъему грунтовых вод;– газоны, которые располагаются на грунтах из глины, обязаны иметь уклон не меньше 0,05, а самый большой уклон не должен превышать 0,11;– нельзя осуществлять укладку разных материалов около стен и фундамента зданий и сооружений.Для того чтобы содержать подвалы и помещения нужно выполнять определенные требования:– все помещения такого типа необходимо содержать в сухости, обладать освещением, быть чистыми, а летом проветриваемыми;– если нас стенах, потолке появляется сырость, на трубах появляется конденсат, нужно принимать меры для того чтобы осушить помещение, благодаря открытию дверей и окон, или установке вытяжки, а также при помощи подаче теплого воздуха. В том случае если это не поможет, то для того чтобы выявить причину сырости нужно произвести проверку конструкций которые расположены в подвале как внутри так и снаружи помещения;– если произошло затопление подвала, то нужно узнать для начала его причины. В том случае если неисправность находится в трубах (пробоина), то нужно быстро произвести устранение неисправности;– когда затопление происходит из-за грунтовых вод, нужно осуществить ремонт дренажной системы или сделать изоляцию потолков и стен подвала от воды. Если затопление произошло поверхностными водами нужно их вывести, благодаря ремонту отмостка или тротуара;– важно также проводить анализы воды при затоплении;– после того, как вода перестает поступать в подвал нужно ее откачать. Чтобы это выполнить данную процедуру надо вызвать начальника квартирно – эксплуатационнойслужбы и делать лишь это под его контролем.Для того чтобы огородить здания и сооружений от осадок запрещено:– создание в подвалах новых фундаментов под оборудование, которые расположены близко без обследования грунта, также нельзя это производить без определенного проекта;– постоянно выводить воду из подвала и его помещений, если в таком случае происходит вымывание грунта;– изъятие грунта из подвала для того чтобы увеличить высоту его помещения без необходимого проекта.Чтобы подготовить подвалы к зимним условиям летом нужно проводить определенные работы:– сделать притворы для входных дверей достаточно плотными;– привести в порядок дверные пружины или же поставить новые;– если нужно осуществить ремонт стека в окнах;– произвести утепление водомерных узлов и труб в подвалах;– исправить небольшие повреждения стен, полов и потолка.Зимой нужно делать следующее:– производить очистку входа в подвал от снега;– осуществлять уборку снега от стен зданий и сооружений не ближе чем 2 метра;– делать проверку утепления подвалов, и во время осуществлять устранение неисправностей.Отверстия в цоколе если есть подпол у зданий, летом нужно открывать для того чтобы осуществлялось проветривание, а зимой нужно их закрывать при помощи деревянных утепленных щитков для того чтобы не переохлаждать подполья. Их заделку нужно делать осенью при этом в сухую погоду.Для содержания фундаментов нужно выполнять следующие требования:– в том случае если в фундаменте появись трещины, или произошло раскрытие швов между блоков и панелей нужно сообщить начальника квартирно – эксплуатационной службы вашего района. Если происходит развитие разрушений, то он производит назначение комиссии чтобы произвести обследование фундамента чтобы выявить причины, по которым они возникли.– обследование грунтов происходит помощи шурфования, при этом место, где будут отрывать щурф, должно быть указано комиссией. Перед началом выкапывая шурфа нужно произвести получение необходимых служб, которые занимаются обслугой инженерных сетей. После того как шурф осмотрен, его нужно сразу же засыпать и уплотнить грунт с имеющим восстановлением покрытия.– в том случае если на фундаменте появились маленькие волосяные трещины, которые не имеют направления и которые говорят об усадке здания, нужно произвести устранение изменений температур в подвале. Чтобы этого избежать нужно, проследить за исправной работой труб, также осуществить слежение за окнами, дверьми и люками.– чтобы защитить фундамент от химической и электрохимической коррозии не стоит допускать засоление и окисление грунта по кругу здания и сооружения. Чтобы этого не произошло нельзя складывать снег, который убирается с тротуара после обработки его песком и солью, на территориях которые не защищены, а также у зеленых участках.

3 8 ..

Лекция 8

Технология ремонта фундаментов зданий и сооружений

1. Организационные мероприятия при усилении фундаментов.

Прежде чем приступить к выполнению работ по ремонту и усилению фундаментов, необходимо установить причину повреждения фундаментов и устранить ее.

Для выявления причин, вызвавших повреждения фундаментов, а также при их реконструкции проводят сбор сведений по истории здания или сооружения, а также выполняют техническое обследование надземной и подземной частей здания и прилегающей территории. Это особенно актуально для зданий старой постройки. Сбор сведений по истории здания дает возможность установить дату постройки; первоначальный вид; изменения, которые происходили в процессе эксплуатации (надстройки, пристройки, перепланировка); аварийные состояния.

При наличии деформаций и трещин в стенах шурфы обязательно выполняют в местах предполагаемых повреждений фундамента. Их отрывают на 0,5 м ниже уровня подошвы фундамента. В плане шурф имеет форму прямоугольника, причем большая его сторона длиной 1,5...3 м примыкает к фундаменту. Прочность фундаментов и стен подвала определяют известными неразрушающими методами, например, акустическим, радиометрическим, механическим и т.п.

Осадку здания контролируют инструментально, а раскрытие трещин - с помощью маяков, устанавливаемых поперек трещин на стене здания (рис. 1). Маяки устраивают в виде мостика длиной 250...300, шириной 50...70 и толщиной 15...20 мм. Место, где устраивают маяк, очищают от штукатурки, краски, облицовки. На каждой трещине устанавливается два маяка: один - в месте наибольшего раскрытия, другой - в ее начале. Если в течение 15...20 дней на маяках не появились трещины, то можно считать, что деформации здания стабилизировались. Маяки делают из гипса, можно из металла или стекла.

2. Характерные виды деформаций фундаментов.

Изучение основных видов повреждений фундаментов позволило выполнить их систематизацию по характеру развития трещин в фундаментах и стенах здания:

1.Осадка средней части здания. Основные причины: слабое основание в средней части здания; просадка просадочных грунтов основания; карстовые пустоты в средней части здания

2. Осадка крайней части здания (левой или правой). Основные причины: слабое основание под крайней частью здания; просадка грунтов от замачивания; карстовые пустоты;отрывка котлована или траншеи рядом со зданием; сдвиг рядом расположенной подпорной стенки; затопление подвала

3. Осадка обеих крайних частей здания. Основные причины: аналогичные причины, указанные в предыдущем пункте, но действующие в обеих частях здания; размещение под средней частью крупного включения (валуна, старого фундамента и т.п.)

4. Выпучивание и искривление стен в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Основные причины: распор стропильной системы;горизонтальные усилия от растяжек, прикрепленных к зданию; эксцентричная передача нагрузки от перекрытий; динамические нагрузки от оборудования, расположенного в здании; сейсмические подвижки

3. Подготовительные работы при усилении фундаментов

До начала работ по ремонту и усилению фундаментов должны быть исключены причины, вызывающие его неравномерную осадку или разрушение. Если деформации фундамента вызвали соответствующие деформации стен и перекрытий, то работы выполняют в следующей последовательности: укрепление (вывешивание) перекрытий; укрепление стен в местах деформаций; ремонт и усиление фундаментов; ремонт стен; ремонт перекрытий.

К основным работам по ремонту и усилению фундаментов относятся: усиление оснований и фундаментов; уширение подошвы фундаментов; увеличение глубины заложения; полная или частичная их замена.

Разгрузка фундаментов.

Перед началом работ необходимо принять меры по обеспечению устойчивости здания и предохранению конструкций от возможных деформаций, т.е. выполнить частичную или полную разгрузку фундаментов.

Частичную разгрузку выполняют путем установки временных деревянных опор, а также деревянных и металлических подкосов.

Для установки временных деревянных опор (рис. 2) в подвале или на первом этаже на расстоянии 1,5...2 м от стены укладывают опорные подушки, на них размещают опорный брус, на который устанавливают деревянные стойки. По верху стоек укладывают верхний прогон, который крепится к стойкам с помощью скоб. Затем между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, включая тем самым стойки в работу, и нагрузка от перекрытия частично снимается со стен и передается на временные опоры. Опоры на этажах должны устанавливаться строго одна над другой. Для увеличения устойчивости конструкции стойки раскрепляют раскосами.

Полную разгрузку фундаментов осуществляют с помощью металлических балок (рандбалок), заделываемых в кладку стены, а также поперечных металлических или железобетонных балок. Рандбалки (рис. 3, а) устанавливают выше обреза фундамента в заранее пробитые с обеих сторон стены штрабы на постель из цементно-песчаного раствора. Штрабы необходимо пробивать под тычковым рядом кирпичной кладки. Временное закрепление рандбалки в штрабе выполняют клиньями. В поперечном направлении через 1,5...2 м балки стягивают болтами диаметром 20...25 мм. Пространство между временно закрепленной балкой и стеной заполняют цементно-песчаным раствором состава 1:3. Стыки рандбалок по фронту соединяют накладками на электросварке. В этом случае нагрузка передается на соседние участки фундамента.

Прочность и устойчивость здания в значительной степени, зависят от несущей способности основания и фундамента.

Толщина грунта, расположенного под фундаментом и воспринимающая через него нагрузку от здания, называется основанием. Грунты оснований под действием нагрузки от здания, сооружения деформируются; если при этом не происходит коренного изменения структуры грунта, то такая деформация называется осадкой. В отличие от осадки, просадкой называют деформации основания, связанные с коренными изменениями: выпиранием грунта из-под подошвы фундамента, оседанием отдельных пластов и т. п. Равномерная и незначительная осадка не нарушает прочности и устойчивости зданий. Неравномерная осадка и просадка грунтов оснований могут привести к значительным деформациям здания. Грунты, используемые в качестве оснований, подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные и крупнообломочные грунты, практически не сжимаемые под нагрузкой, не подвержены размыванию и являются надежным основанием. Несущая способность песчаных оснований зависит от крупности песка и его влажности.

Глинистые грунты в сухом состоянии являются хорошим основанием, но при увлажнении они теряют свои свойства: в пластичном и разжиженном состоянии несущая способность глин значительно снижается. Глинистые грунты, обладающие в естественном состоянии видимыми невооруженным глазом порами, размеры которых значительно превосходят размеры частиц, составляющих скелет грунта, при увлажнении теряют свою связность. В таких грунтах образуются просадки, поэтому необходимо принимать меры для предохранения таких оснований от увлажнения.

Необходимо учитывать, что даже весьма значительные осадки, если они равномерны по периметру здания, безболезненно воспринимаются зданиями и сооружениями. Известны случаи, когда равномерные осадки измеряемые десятками сантиметров, не вызывали серьезных деформаций и не препятствовали нормальной эксплуатации зданий. Как уже отмечалось, более опасными являются неравномерные осадки. По чувствительности к неравномерным осадкам здания и сооружения подразделяются на малочувствительные и чувствительные.

Малочувствительными являются сооружения, которые проседают как одно пространственное целое равномерно или с креном, а также здания, элементы которых шарнирно связаны между собой.

Чувствительными к неравномерным осадкам называют конструкции, состоящие из жестко связанных между собой элементов, взаимное смещение которых может вызвать в несущих конструкциях здания значительные деформации или местные повреждения. К таким конструкциям относятся крупнопанельные здания с несущими поперечными стенами, рамы с жесткими узлами и др.

Предельные разности осадок оснований фундаментов колонн или стен гражданских зданий не должны превышать (L - расстояние между точками, по которым проверяют разность просадок оснований).

В зависимости от характера развития неравномерных осадок основания и жесткости сооружения различают пять форм деформаций: крен, прогиб, выгиб (перегиб), перекос, кручение.

Рис. 21.1.

Рис. 21.2. Относительный прогиб или выгиб сооружения

Рис. 21.3. Крен сооружения

Рис. 21.4. Перекос сооружения

Рис. 21.5.

Крен - поворот относительно горизонтальной оси (рис. 21.3). Наибольшую опасность крен представляет для узких зданий повышенной этажности.

Прогиб и выгиб (рис. 21.1) связаны с искривлением сооружения.

Перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок развивается на коротком участке здания (рис. 21.4).

Кручение сооружения наблюдается при неодинаковом крене по длине сооружения, при котором в двух сечениях здания он развивается в разные стороны (рис. 21.5).

Предельное значение крена, установленное нормами, не должно превышать 0,004 высоты здания. Прогибы зданий ограничиваются предельными значениями, не превышающими для крупнопанельных зданий - , а для кирпичных и крупноблочных - (L - длина изгибаемого участка). В общем случае осадка каждого фундамента может рассматриваться как сумма четырех слагаемых осадок, каждое из которых может принимать различные значения, в том числе может быть равно нулю:

где - осадка в результате уменьшения пористости грунтов под воздействием нагрузки от фундамента или уплотнение, вызванные работой соседних зданий и сооружений;

Осадка фундамента в связи с разуплотнением верхних слоев грунта;

Осадка вследствие выдавливания грунта из-под подошвы фундамента;

Осадка при нарушении структуры грунта.

Разнообразие причин развития неравномерных осадок уплотнения (различные инженерно-геологические условия, неравномерная загрузка частей сооружения или изменение нагрузок, сооружение зданий в непосредственной близости от существующих и др.) требует внимательного изучения состояния здания в период эксплуатации, а также строгого выполнения проектных условий работы оснований.

Осадки разуплотнения развиваются под действием веса сооружения, когда он меньше массы вынутого грунта.

Осадки выпирания связаны с развитием пластических деформаций грунта основания. Причины развития неравномерных выпираний те же, что и при развитии неравномерных осадок уплотнения. От воздействия различных факторов могут развиваться осадки, вызванные изменением структуры грунтов.

Структура грунтов может нарушиться вследствие метеорологических воздействий, воздействий грунтовых вод и газа, динамических воздействий. К метеорологическим воздействиям относятся промерзание и оттаивание, набухание и размягчение, высыхание грунтов. Очевидно, что все перечисленные факторы могут происходить при нарушении проектных условий во время эксплуатации.

При нарушении структуры основания и потере в связи с этим несущей способности применяют различные методы искусственного его укрепления.

Уплотнение основания песчаными и грунтовыми сваями. Для этого в грунте делают скважины либо при помощи стальной трубы (сердечника) с башмаком большего диаметра для облегчения извлечения трубы, либо путем пробивки скважины-шпура буровой штангой диаметром 42...48 мм с наконечником диаметром 60...80 мм. Уплотнение грунта производится силой взрыва взрывчатых веществ, закладываемых в образованные бурением скважины. Скважины заполняют уплотненным грунтом или песком. Объемная масса скелета грунта достигает значения, при котором основание становится непросадочным (1,55...1,65 т/м 3).

Силикатизация грунтов применяется для закрепления сухих и водонасыщенных песков, просадочных макропористых и насыпных грунтов. Сущность метода заключается в том, что в пески и лессы нагнетают водный раствор силиката натрия, который цементирует грунт и значительно повышает его прочность. Сухие и водонасыщенные пески с коэффициентами фильтрации от 2 до 80 м/сут закрепляют путем введения поочередно жидкого стекла (силиката натрия) Na 2 O-n SiO 2 и хлористого кальция CaCl 2 , который является катализатором. Растворы взаимодействуют следующим образом:

Na 2 O-n SiO 2 +СаСl 2 + m Н 2 О = n SiO 2 (m - 1) Н 2 О + Ca(OH) 2 + 2NaCl.

При этом образуется нерастворимый в воде гель кремниевой кислоты, который цементирует частицы песка. Грунты, пропитанные нефтепродуктами, смолами при наличии грунтовых вод, имеющих р>9, силикатизации не поддаются.

Пески с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 5 м/сут (плывуны) закрепляют одним раствором, состоящим из жидкого стекла и фосфорной кислоты Н 3 РО 4 или из серной кислоты и сернокислого алюминия (в качестве более дешевого заменителя). Для закрепления лессов и лессовидных суглинков, макропористых просадочных грунтов выше уровня грунтовых вод с коэффициентом фильтрации 0,1...2 м/сут применяют однорастворный метод силикатизации жидким стеклом плотности 1,13 г/см 3 , которое, соединяясь с сернокислым калием, содержащимся в лессах и лессовидных суглинках (вместо хлористого кальция), образует нерастворимый гель и цементирует частицы грунта.

Силикатизация производится следующим образом: в грунт на глубину до 15 м погружают перфорированные трубы диаметром 19...38 мм, по которым нагнетают растворы под давлением 15-105 Па. При двухрастворном способе силикатизации инъекторы (перфорированные трубы) погружают попарно на расстоянии 15...20 см один от другого. Оба раствора можно нагнетать по одной трубе поочередно.

Закрепленные жидким стеклом мелкие пески с коэффициентом фильтрации 2...80 м/сут обладают прочностью 1,5...3,5 МПа, прочность плывунов, лессовых и просадочных суглинков доходит до 1 МПа, при этом просадочные свойства исчезают.

Иногда для закрепления грунтов применяют электроосмос - явление передвижения воды под действием электрического тока. При таком движении вода захватывает с собой частицы грунта. Если процесс электроосмоса протекает длительное время и при этом вода, собирающаяся у катодов, откачивается, то грунт будет обезвоживаться и уплотняться.

В глинистых грунтах повышение эффекта откачки воды создается путем сочетания работы иглофильтров с электроосушением.

Метод электроосмоса может применяться также в сочетании с химическим методом. Длительная работа электродов под действием постоянного тока приводит к их разрушению, при этом продукты разрушения электродов, соединяясь с частицами глинистого грунта, увеличивают его прочность. Иногда через трубу (анод) в грунт подают водные растворы солей многовалентных металлов, которые, соединяясь с глинистым грунтом, коагулируют глинистые частицы, цементируют их между собой гелями солей железа и алюминия.

Способ цементации грунтов заключается в нагнетании в грунт под давлением 0,3... 0,6 МПа цементного раствора, который, затвердевая в порах грунта, связывает между собой его частицы, увеличивает прочность грунта и уменьшает фильтрацию воды. Цементацию можно применять для грунтов с крупными порами, так как частицы цемента могут проникать в щели размером не менее 0,1 мм. К таким грунтам относятся песчаногравийные, галечниковые и гравийные отложения, а также крупнообломочные грунты сухие и в водонасыщенном состоянии с коэффициентами фильтрации 80...200 м/сут.

Для увеличения водонепроницаемости и уменьшения фильтрации применяют также битумизацию грунтов. Разогретый битум нагнетают через инъекторы в поры грунта под давлением до 25-105 Па.

Для получения особо высоких прочностных показателей песчаных грунтов (1...3 МПа) используют карбамидные смолы. Закрепление песчаных грунтов карбамидными смолами производится так же, как закрепление грунтов методом силикатизации. Однако следует иметь в виду, что закрепление грунтов смолами очень дорогой способ и его можно применять в исключительных случаях.

Имеются и другие способы укрепления грунтов, но все они связаны с дополнительными затратами. Поэтому при технической эксплуатации зданий необходимо принимать меры, исключающие увлажнение грунтов или расстройство их структуры по другим причинам (авария инженерных коммуникаций, неграмотная организация земляных работ при возведении зданий рядом с существующими, нарушение правил эксплуатации зданий, вызывающее структурное расстройство грунтов, и т. д.).

Фундаменты относятся к основным конструктивным элементам сооружений, воспринимающих нагрузку от надземных частей и передающих ее основанию. Для прочности и устойчивости здания необходимо, чтобы фундаменты удовлетворяли следующим требованиям:

- площадь подошвы фундамента принималась из расчета допустимого напряжения на грунт основания, при этом нагрузка на единицу площади поверхности основания была бы одинаковой для однородных грунтов;
- фундаменты обладали требуемой жесткостью и массивностью;
- конструкция фундаментов передавала вертикальные нагрузки основанию;
- глубина заложения фундаментов исключала промерзание грунтов ниже отметки их заложения, не прокладывались какие-либо инженерные коммуникации ниже заложения фундаментов;
- фундаменты устраивают из бетона, железобетона, бутобетона, кирпичной или бутовой кладки. Материал фундаментов выбирают в зависимости от группы капитальности здания, его назначения, а также с учетом географических, геологических и гидрогеологических условий.

По способу возведения фундаменты подразделяются на монолитные и сборные. При заложении ниже 1,5 м фундаменты можно выполнять одиночными с рандбалками, несущими нагрузку от вышележащих стен.

Ленточные фундаменты равномерно распределяют одинаковую нагрузку на однородные основания. При различных нагрузках в здании делают местные уширения фундаментов, а также выполняют осадочные швы на расстоянии около 70 м друг от друга, в просадочных грунтах эти расстояния уменьшаются. Ленточные фундаменты при незначительных нагрузках можно устраивать под столбы и колонны.

В конструкциях крупнопанельных жилых домов в связи с большой жесткостью при неравномерных деформациях основания возникают значительные дополнительные усилия. Поэтому фундаменты этих зданий должны исключать значительные или неравномерные осадки. Предельные допустимые деформации оснований для этих зданий примерно в 1,5 раза меньше, чем для кирпичных.

При эксплуатации зданий необходимо иметь в виду, что наличие подвалов в здании определяет глубину заложения фундаментов той части здания, где эти подвалы находятся.

При приемке зданий надо обращать внимание на качество гидроизоляции фундаментов и подвальных частей здания.

Ремонт и усиление фундаментов сопровождается, как правило, земляными работами по вскрытию фундаментов. При этом должны приниматься меры по предотвращению переувлажнения грунтов и нарушения их структуры. Отрываемые траншеи должны иметь глубину, не достигающую подошвы фундамента на 50 см. Затем (в соответствии с проектом) углубляют траншею отдельными колодцами, расположенными на расстоянии 2... 2,5 м друг от друга и имеющими по длине вдоль фундамента 1,5 м, после чего усиляют фундамент. После окончания работ на усиляемом участке тщательно послойно засыпают место работ песком и плотно утрамбовывают.

Прочность фундаментов можно восстановить методом цементации, для чего в поры фундаментов нагнетают цементный раствор. Работы должны производиться по проекту с определением числа просверливаемых отверстий в фундаменте для инъекторов, нагнетаемого раствора и других параметров.

Основной причиной физического износа и снижения несущей способности фундаментов (как и оснований) является воздействие на них грунтовых и поверхностных вод. Поэтому важное значение в технической эксплуатации здания имеют отвод поверхностных вод и понижение уровня грунтовых вод.

При увлажнении материала фундаментов влага по капиллярам будет подниматься вверх. При этом влажность в разных сечениях будет различной, так как высота подъема влаги будет зависеть от размеров сечения капилляров: чем меньше сечение, тем больше высота подъема влаги.

Попеременное увлажнение и высыхание материала, как при положительных, так и при отрицательных температурах, вызывает дополнительные напряжения, которые в ряде случаев могут оказаться разрушающими. Наибольших значений эти напряжения достигают в поверхностных слоях материала, что приводит к постепенному разрушению этих слоев. Попеременное увлажнение и высыхание может быть также причиной частичной потери прочности материала. Трещины, являющиеся результатом снижения прочности материала, во многих случаях увеличивают влаго- и воздухопроницаемость материала, что еще больше ускоряет процесс разрушения.

Источником увлажнения может быть грунтовая влага или метеорологическая влага. Грунтовую влагу могут создавать все источники грунтовых вод. Грунтовая влага, проникая в материал фундаментов, может подниматься вверх по стене на высоту более 2,5 м от уровня земли. Наиболее энергично всасывают грунтовую влагу фундаменты и стены подвалов, сложенные на известковом растворе из различных мелкозернистых материалов - кирпича, песчаника и т. п.

В грунтовых водах могут также содержаться органическая, азотная и другие кислоты, которые, соединяясь с основными окислами в каменных породах материала фундамента, образуют растворимые соли. Степень агрессивности этих соединений зависит от растворимости их в воде: чем больше растворимость соли в воде, тем разрушительнее соль действует на материал фундамента.

Источником метеорологической влаги являются атмосферные осадки. При сильном ливне за 1 мин по фасадной поверхности стены шириной 1 м и высотой в один этаж стекает до 12 л воды. При неисправной или неправильно выполненной отмостке эта влага проникает в тело фундамента. Кроме того, проникновению атмосферной влаги может способствовать неисправность водоотводящих устройств.

Первой мерой защиты фундаментов и оснований от увлажнения является наличие вокруг здания технически исправных отмосток и лотков. Отмостки должны иметь ширину не менее 0,7 м с уклоном 0,02...0,05. Тротуары должны быть покрыты асфальтом или бетоном. При водопроницаемых грунтах подготовка под тротуары выполняется по слою жирной глины.

При расположении грунтовых вод выше отметки пола подвала для понижения этого уровня устраивают дренажи. Дренажная система состоит из закрытых каналов, проложенных ниже необходимой отметки понижения грунтовых вод на 0,3...0,5 м. Каналы прокладывают с продольным уклоном 0,001...0,01 к сборному каналу, который отводит всю воду в водостоки. Сечение каналов, конструкция дренажей и глубина их заложения определяются проектом.

Горизонтальная противокапиллярная гидроизоляция должна пересекать стену и внутреннюю штукатурку на одном уровне с подготовкой под пол первого этажа, но не менее чем на 15 см выше отмостки. Если подготовка под пол по обе стороны стены находится на разных уровнях, то гидроизоляцию устраивают на уровне пониженной подготовки.

Цоколи зданий с облицовками находятся в особо неблагоприятных условиях, поэтому кладка цоколя выполняется на цементном растворе не ниже марки 50, с внутренней стороны поверхность кладки изолируют битумом.

Наиболее тщательно должна выполняться гидроизоляция подвальных помещений панельных зданий. Наружную поверхность стеновой панели крупнопанельного здания с техническим подпольем, обсыпаемую грунтом, обмазывают два раза горячим битумом. Горизонтальную гидроизоляцию из двух слоев гидроизола укладывают между блоком фундамента и нижней гранью панели. Для изоляции от грунтовой влаги внутренней поверхности нижнего края панели по площади ее соприкосновения с грунтом пола горизонтальный слой загибается на внутреннюю поверхность панели. При выборе типа гидроизоляции следует учитывать возможность деформаций в фундаментах зданий, а также вес вышележащих стен. Применяемый иногда в качестве гидроизоляции слой цементного раствора не может служить надежной защитой вследствие его хрупкости.

При наличии подвалов всегда необходимо устраивать горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию. Здания, возведенные на глинистых грунтах, должны иметь гидроизоляцию с устройством замков в местах сопряжения изоляции пола с изоляцией стен.

При наличии грунтовых вод выше уровня пола подвала и расчетном напоре до 0,8 м поверх гидроизоляции пола следует укладывать дополнительную нагрузку в виде слоя тощего бетона с наибольшей объемной массой.

Давление воды с расчетным напором 0,8 м и более воспринимается специально устраиваемой железобетонной плитой.

При сильноагрессивных водах, разрушающих даже специальные цементы, необходимо применять сплошную гидроизоляцию в виде оболочки из битумных материалов.

Техническая эксплуатация фундаментов и оснований предусматривает правильное содержание придомовых территорий. При этом территория двора должна иметь уклон от здания не менее 0,01 по направлению к водоотводным лоткам или водоприемникам ливневой канализации. Отмостки и тротуары вокруг зданий должны быть в исправном состоянии. Иногда происходит осадка засыпного грунта и между отмосткой и кладкой фундамента, образуются щели. Такие щели следует заливать битумом или асфальтом. Фундаменты и стены подвалов, находящиеся рядом с неисправными трубопроводами водопровода, канализации и теплофикации в местах их пересечения со строительными конструкциями, должны быть защищены от увлажнения.

Производить земляные работы вблизи существующих зданий разрешается только при наличии проектов, предусматривающих защиту оснований и фундаментов от увлажнения, а также от деформаций, вызванных изменением или перераспределением нагрузок.

При появлении в стенах трещин из-за осадки грунта надо поставить маяки и вызвать специализированную службу для инженерных исследований причин деформаций.

Необходимо следить за исправным состоянием приямков, стенки которых должны быть на один-два ряда кирпичной кладки выше уровня тротуара или отмостки. Образовавшиеся щели в местах примыкания элементов приямков к стенам подвала заделывают битумом или асфальтом. Имеющуюся вокруг здания дренажную систему регулярно промывают водой. Восстановление фильтрующей способности дренажа обеспечивается проведением планово-предупредительных текущих и капитальных ремонтов.

В подвальных помещениях необходимо поддерживать заданный температурно-влажностный режим. Продухи в цокольной части подвальных стен на весенне-летний период следует открывать полностью для проветривания помещений. Особо тщательно рекомендуется осматривать состояние инженерных систем и коммуникаций, расположенных в подвалах, и принимать меры по своевременному устранению дефектов, чтобы предупредить перерастание их в отказы.

Необходимо ежегодно проверять состояние территорий домовладений, проектные уклоны и застои воды. Все выявленные недостатки устраняются в ходе подготовки к весенне-летней эксплуатации зданий.

Ремонт дренажных систем, а также усиление и переустройство фундаментов, водопонижение или строительство осушающих галерей необходимо производить силами специализированных строительных или ремонтно-строительных организаций по утвержденным проектам.

Введение 5
Глава 1. Содержание и задачи технической эксплуатации воинских зданий и сооружений 6
1.1. Долговечность и износ зданий и сооружений 6
1.2. Системы технической эксплуатации, ремонта и реконструкции зданий и сооружений 7
1.3. Состав работ при проведении текущего и капитального ремонтов 11
Глава 2. Демонтажные работы при капитальном ремонте и реконструкции зданий и сооружений 16
2.1. Общие положения о демонтаже строительных конструкций и оборудования 16
2.2. Технология производства демонтажных работ 19
Глава 3. Основные методы и особенности технологии сноса зданий и сооружений 34
3.1. Общие положения организации работ по сносу зданий и сооружений 34
3.2. Технология выполнения работ по сносу объектов 39
Глава 4. Техническая эксплуатация и технология ремонта и усиления фундаментов 58
4.1. Техническая эксплуатация фундаментов 58
4.2. Возможные дефекты фундаментов и причины их возникновения 60
4.3. Технология ремонта и усиления фундаментов 64
Глава 5. Техническая эксплуатация и технология ремонта кровельных покрытий и крыш 82
5.1. Техническая эксплуатация и дефекты кровельных покрытий и крыш 82
5.2. Ремонт кровельных покрытий 90
5.3. Ремонт и усиление элементов крыш из деревянных конструкций 95
5.4. Замена деревянных конструкций крыш на сборные железобетонные элементы 105
Глава 6. Техническая эксплуатация и технология ремонта, усиления и реконструкции перекрытий 112
6.1. Техническая эксплуатация и возможные дефекты перекрытий 112
6.2. Технология ремонта и усиления перекрытий по деревянным балкам 115
6.3. Технология ремонта и усиления перекрытий по металлическим балкам 121
6.4. Технология устройства перекрытий и покрытий из сборных железобетонных конструкций 124
6.5. Технология ремонта и усиления железобетонных перекрытий 138
Глава 7. Техническая эксплуатация и технология ремонта, усиления стен 146
7.1. Дефекты стен и причины их возникновения 146
7.2. Технология работ по ремонту, усилению и утеплению каменных стен 150
7.3. Технология работ по ремонту, усилению и утеплению бетонных и железобетонных конструкций стен 165
Глава 8. Техническая эксплуатация, технология ремонта и восстановления гидроизоляции зданий и сооружений 171
8.1. Техническая эксплуатация и возможные дефекты гидроизоляции зданий и сооружений 171
8.2. Технология работ при ремонте и восстановлении гидроизоляции зданий и сооружений 174
Глава 9. Техническая эксплуатация и технология ремонта перегородок, столярных изделий, лестниц и полов 184
9.1. Техническая эксплуатация и технология ремонта перегородок и столярных изделий 184
9.2. Техническая эксплуатация и технология ремонта лестниц 189
9.3. Техническая эксплуатация и технология ремонта полов 193
Глава 10. Техническая эксплуатация и ремонт отделочных покрытий 203
10.1. Техническая эксплуатация и технология ремонта наружной отделки 203
10.2. Техническая эксплуатация и технология ремонта внутренней отделки 209
Глава 11. Благоустройство и содержание территорий военных городков 215
11.1. Общие положения 215
11.2. Инженерное оборудование территорий 216
11.3. Дорожные работы 220
11.4. Ограждение территорий 231
11.5. Озеленение военных городков 234
Список литературы 249