Техническая эксплуатация оснований подвалов фундаментов придомовой территории. Технология ремонта фундаментов зданий и сооружений

Тема 1. Техническая эксплуатация оснований и фундаментов зданий

Методы усиления несущей способности фундаментов

1. 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.

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.

Наличие трещин на стенах, искривление рядов кладки, отрыв наружных стен от внутренних, наличие на поверхности стен подполья или подвала влажности являются причиной неисправности в фундаментах или основании здания.

Основными причинами деформации грунтовых оснований являются: превышение расчетных нагрузок на основание; внешние динамические нагрузки (сейсмические, взрывные, движение транспорта и т.д.); малая глубина заложения фундаментов; ошибки при проведении инженерно-геологических изысканий; ошибки при проектировании и т.д.

Незначительные и равномерные деформации (осадки) для зданий не опасны, большие и неравномерные деформации (просадки) могут привести к образованию трещин, разрушению конструкции, авариям зданий и сооружений.

Значительные осадки, равномерные по всему периметру зданий, не вызывают серьезных деформаций, не препятствуют нормальной эксплуатации здания. Опасными являются неравномерные осадки.

Здания подразделяются по чувствительности на малочувствительные и чувствительные. Малочувствительными являются здания, проседающие как единое пространственное целое равномерно или с креном, и здания, элементы которых шарнирно связаны.

Чувствительными к неравномерным осадкам являются здания с жестко связанными элементами, смещение которых может привести к значительным деформациям.

Предельные разности осадок отдельных частей оснований фундаментов колонн или стен зданий не должны превышать 0,002 расстояния между этими частями.

Предельные значения средних осадок оснований зданий:

• крупнопанельных и крупноблочных - 8 см;
• с кирпичными стенами - 10 см;
• каркасных - 10 см;
• со сплошным железобетонным фундаментом - 30 см.

В зависимости от характера развития неравномерных осадок основания и жесткости здания различают следующие формы деформаций: крены, прогибы, выгибы, перекосы, кручение, трещины, разломы и т.д.

Перекос возникает, когда резкая неравномерность осадок развивается на коротком участке здания. Прогиб и выгиб связаны с искривлением здания. Кручение возникает при неодинаковом крене по длине здания, при котором в двух сечениях здания он развивается в разные стороны. Предельное значение крена не должно превышать 0,004 высоты здания. Прогибы для крупнопанельных зданий не должны превышать 0,0007 длины участка, на котором проверяют прогиб, для кирпичных и блочных - 0,00013.

От воздействия различных факторов могут развиваться осадки, вызванные изменением структуры грунта, которая может нарушаться вследствие воздействия грунтовых вод, метеорологических воздействий, промерзания, оттаивания и высыхания.

При нарушении структуры и потере несущей способности основания в процессе эксплуатации применяют различные способы укрепления грунта: уплотнение, закрепление, замену.

Второй основой здания являются фундаменты, работа которых протекает в сложных условиях. Они подвергаются внешним силовым и несиловым воздействиям. Силовые - это нагрузки от вышележащих конструкций, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрация и т.д.; несиловые воздействия - температура, влажность, воздействие химических веществ и т.д.

Все эти воздействия могут привести к появлению напряжений и разрушений в фундаментах, к нарушению эксплуатационного режима здания.

Для обеспечения необходимых условий эксплуатации зданий фундаменты должны отвечать ряду требований: прочности, долговечности, устойчивости на опрокидывание, на скольжение, быть стойкими к воздействию грунтовых и агрессивных вод.

На эксплуатационные свойства фундаментов оказывает влияние конструктивная схема.

При приемке здания в эксплуатацию необходимо тщательно проверить качество устройства гидроизоляции фундаментов и подвальных частей.

Основной причиной физического износа и снижения несущей способности фундаментов является разрушающее действие грунтовых и поверхностных вод, поэтому необходимо выполнить мероприятия по отводу поверхностных вод и понижению уровня грунтовых вод.

Для предохранения грунта у фундамента здания и стен подвала от увлажнения поверхностными водами устраивают отмостку шириной не менее 0,8 м с уклоном от здания 0,02-0,01 для асфальтовых и 0,15-0,1 для булыжных отмосток.

Тротуары следует устраивать с водонепроницаемым покрытием (асфальт, бетон) с уклоном от стен здания 0,01-0,03, при водонепроницаемых грунтах подготовку под тротуары выполняют по слою жирной глины.

Техническая эксплуатация фундаментов и оснований предусматривает меры по содержанию придомовых территорий. Территория двора для предохранения фундаментов от увлажнения должна иметь уклон от здания не менее 0,01 по направлению к водоотводным лоткам или приемным колодцам ливневой канализации, водосточные трубы должны содержаться в постоянной исправности.

Фундаменты и стены подвалов, находящиеся рядом с неисправными трубопроводами системы водоснабжения, канализации, теплоснабжения, в местах их пересечения со строительными конструкциями, должны быть защищены от увлажнения.

Проводить земляные работы вблизи здания разрешается только при наличии проектов, предусматривающих защиту оснований и фундаментов от увлажнения и деформаций, вызванных изменением или перераспределением нагрузок.

При появлении в стенах трещин из-за осадки грунта основания необходимо поставить маяки и наблюдать за ними 15-20 дней.

Если на протяжении срока наблюдения на маяке не появится трещина, значит, образование их и неравномерная осадка прекратились. Разрушение маяков означает продолжение осадки грунта, поэтому необходимо провести более тщательное изучение деформации и трещину заделать только после устранения причин, вызвавших ее.

Источниками увлажнения подвала может служить влага, поступающая через приямки. Стены приямков должны возвышаться над тротуаром на 10-15 см, поверхности стен и пола приямков должны быть без трещин, пол приямков иметь уклон от здания с устройством для отвода воды из приямка. Трещины и щели в местах примыкания элементов приямков к стенам подвала заливают битумом или заделывают асфальтом.

При наличии неорганизованного водоотвода нужно защищать приямки от попадания атмосферных осадков устройством навесов.

Подвалы и технические подполья должны иметь температурновлажностный режим согласно установленным требованиям.

В неотапливаемых подвалах и технических подпольях должен соблюдаться температурно-влажностный режим, при котором поддерживаются температура воздуха не ниже 5 °С и относительная влажность не более 60%. В отапливаемых подвалах температурно-влажностный режим, препятствующий выпадению конденсата на поверхности ограждающих конструкций, устанавливается в зависимости от характера использования помещения. Помещения подвалов и подпольев необходимо регулярно проветривать с помощью вытяжных каналов вентиляционных отверстий в окнах, цоколе или других устройств при обеспечении не менее чем однократного воздухообмена.

При выпадении на поверхности конструкции конденсата или появлении плесени необходимо устранить источники увлажнения воздуха и обеспечить интенсивное проветривание подвала или технического подполья через окна и двери, устанавливая в них дверные полотна и оконные переплеты с решетками и жалюзи.

В подвалах и подпольях с глухими стенами при необходимости следует пробить в цоколе не менее двух вентиляционных отверстий в каждой секции здания, расположив их в противоположных стенах и оборудовав жалюзийными решетками и вытяжными вентиляторами.

В зданиях с теплыми полами на первом этаже продухи в цоколе держат открытыми. В зданиях с холодными полами с наступлением холодов продухи закрывают.

Площадь продухов должна составлять примерно 1 / т площади подвала или технического подполья.

С целью предохранения конструкций от появления конденсата и плесени необходимо организовывать регулярное сквозное проветривание, открывая все продухи, люки, двери. Проветривание подполья следует проводить в сухие и неморозные дни.

Не допускается устраивать в подвальных помещениях склады горючих и взрывоопасных материалов, размещать другие хозяйственные склады, если вход в эти помещения осуществляется из общих лестничных клеток. На все проемы, каналы, отверстия технического подполья должны устанавливаться защитные сетки от грызунов.

Входные двери в техническое подполье, подвал должны быть закрыты на замок (ключи хранятся в организациях по содержанию жилищного фонда, ОДС, у дворника, рабочих, проживающих в этих домах), о месте хранения делается специальная надпись на двери.

Если через арендуемые помещения проходят транзитные инженерные коммуникации, арендатор обязан обеспечить доступ к ним представителям соответствующих организаций по обслуживанию жилишного фонда и городского коммунального хозяйства в любое время суток.

Организация по обслуживанию жилищного фонда должна регулярно (по рекомендациям санитарных органов) проводить дератизацию и дезинфекцию по уничтожению грызунов и насекомых в местах общего пользования, подвалах, технических подпольях.

При наступлении оттепелей необходимо регулярно убирать снег от стен здания на всю ширину отмостки или тротуара, принимать меры к ускорению таяния снега путем рыхления, разбрасывания и скалывания льда, водосточные лотки и приемные люки для стока воды периодически очищать. Опасность для оснований представляют растения, поэтому их сажают не ближе 5 м от стен здания.

Фундаменты и стены подвалов увлажняются из-за повреждения в трубопроводных системах; в случае обнаружения протечек затопления подвалов необходимо установить причины и принять соответствующие меры: установить и отключить поврежденный участок трубопровода, устранить неисправности трубопровода, отмостки, дренажной системы, исправить поврежденную гидроизоляцию.

Для предупреждения преждевременного износа отдельных частей здания и инженерного оборудования, устранения мелких повреждений и неисправностей предусматривается текущий ремонт.

Продолжительность эффективной эксплуатации здания до проведения очередного текущего ремонта фундаментов в зависимости от конструкций составляет от 15 до 60 лет.

При текущем ремонте фундаментов и стен подвальных помещений необходимо выполнить следующие основные работы:

• заделка и расшивка стыков, швов, трещин, восстановление местами облицовки фундаментных стен со стороны подвальных помещений, цоколей;
• устранение местных деформаций путем перекладки и усиления стен;
• восстановление отдельных гидроизоляционных участков стен подвальных помещений;
• пробивка (заделка) отверстий, гнезд, борозд;
• усиление (устройство) фундаментов под оборудование (вентиляционное, насосное);
• смена отдельных участков ленточных, столбчатых фундаментов или стульев под деревянными зданиями, зданиями со стенами из прочих материалов;
• устройство (заделка) вентиляционных продухов, патрубков, ремонт приямков, входов в подвал;
• замена отдельных участков отмосток по периметру зданий;
• герметизация вводов в подвальное помещение и техническое подполье;
• установка маяков на стенах для наблюдения за деформациями.

При капитальном ремонте фундаментов и подвальных помещений

выполняют следующие работы:

• усиление оснований под фундаменты каменных зданий, не связанное с надстройкой здания;
• частичная замена или усиление фундаментов под наружными и внутренними стенами, не связанные с надстройкой здания;
• усиление фундаментов под инженерное оборудование, ремонт кирпичной облицовки фундаментных стен со стороны подвалов в отдельных местах;
• перекладка кирпичных цоколей;
• частичная или полная перекладка приямков у окон подвальных и цокольных этажей;
• устройство или ремонт гидроизоляции фундаментов в подвальных помещениях;
• восстановление или устройство новой отмостки вокруг здания;
• восстановление или устройство новой дренажной системы.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский Государственный Университет

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра градостроительства

РЕФЕРАТ

по курсу: «введение в специальность» для специальности 290503

на тему: «техническое обслуживание и ремонт фундаментов»

Выполнил : студент

группы АС-107

Надточий Денис

Проверил: зав. Кафедры

«Градостроительства»

Кутин Ю. Ф.

Челябинск

2004 г.

1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………2

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ФУНДАМЕНТОВ……6

3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….....10

1. ВВЕДЕНИЕ

Здания и сооружения играют важную роль в жизни совре­менного общества. Можно утверждать, что уровень цивилиза­ции, развитие науки, культуры и производства в значительной мере определяются количеством и качеством построенных зда­ний и сооружений.

Жизнь и быт советских людей обусловливаются наличием необходимых зданий и сооружений, их соответствием своему назначению, техническим состоянием.

Коммунистическая партия и Советское правительство уде­ляют постоянное внимание строительству, реализуя таким об­разом свою главную заботу о повышении материального и ду­ховного уровня жизни советских людей.

Строительство в нашей стране ведется в очень больших мас­штабах. Только жилых зданий в Советском Союзе возводится больше, чем во всех странах Западной Европы вместе взятых. Ежегодно у нас сдается в эксплуатацию 2,1 млн. квартир и более 10 млн. советских граждан улучшают свои жилищные условия, на карте нашей Родины появляются десятки новых го­родов. Именно поэтому строительство в нашей стране является третьей по масштабам после промышленности и сельского хо­зяйства отраслью народного хозяйства.

За годы Советской власти в СССР построено более 1200 го­родов и введено в эксплуатацию более 3,8 млрд. м 2 жилой площади. В настоящее время в эксплуатации находится около 65 млн. квартир, причем более 80 % семей проживают в от­дельных квартирах. Столь широкие масштабы строительства являются характерной чертой развитого социалистического об­щества.

Составные части строительства как отрасли народного хо­зяйства, его цели, база, критерии оценки качества и задачи строительной науки в обобщенном виде сформулированы в табл. В.1.

Каждое здание или сооружение представляет собой слож­ный и дорогостоящий объект, состоящий из многих конструк­тивных элементов, систем инженерного оборудова­ния, выполняющих вполне определенные функции и обладаю­щих установленными эксплуатационными качествами.

Строительство в нашей стране характеризуется не только высокими количественными показателями, но изменяется и ка­чественно, структурно: улучшается планировка квартир, совер­шенствуются строительные конструкции, системы инженерного оборудования, повышается комфортность жилищного фонда. Достаточно сказать, что на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение городов расходуется "/б всех видов топливно-энергетических ресурсов. Экономия только 1 % этих ресурсов сбережет ежегодно около 2 млрд. руб. эксплуатационных рас­ходов и капитальных вложений. Практика эксплуатации зда­ний показывает, что автоматические методы регулирования расходования тепла позволяют довести экономию до 10%.

Следует также учитывать, что здания, строящиеся в настоящее время, будут служить в XXI веке, когда уровень комфорта ста­нет еще выше.

Проектируемые и возводимые здания, согласно определяю­щим эксплуатационным требованиям, должны:

обладать высокой надежностью, т. е. выполнять заданные им функции в определенных условиях эксплуатации в течение за­данного времени, при сохранении значений своих основных па­ра мстроп в установленных пределах;

быть удобными и безопасными в эксплуатации, что дости­гается рациональными планировкой помещений и расположе­нием входов, лестниц, лифтов, средств пожаротушения, при­чем для ремонта и замены крупногабаритного технологического оборудования в зданиях должны быть предусмотрены люки, проемы и крепления;

быть удобными и простыми в техническом обслуживании и ремонте, т. е. позволять осуществлять его на возможно боль­шем числе участков, иметь удобные подходы к конструкциям, вводам инженерных сетей без демонтажа и разборки для ос­мотров и обслуживания с предельно низкими затратами на вспомогательные операции, должны позволять применять пере­довые методы труда, современные средства автоматизации и механизации, сборно-разборные устройства для обслуживания труднодоступных конструкций, а также иметь приспособления для крепления люлек, источники тока и др.;

быть ремонтопригодными, т. е. их конструкции должны быть приспособлены к выполнению всех видов технического обслуживания и ремонта без разрушения смежных элементов и с минимальными затратами труда, времени, материалов;

иметь максимально возможный и близкий эквивалентный для всех конструкций межремонтный срок службы;

быть экономичными в процессе эксплуатации, что достига­ется применением материалов и конструкций с повышенным сроком службы, а также минимальными затратами на отопле­ние, вентиляцию, кондиционирование, освещение и водоснаб­жение;

иметь внешний архитектурный облик, соответствующий их назначению, расположению в застройке, а также приятный для обозрения, причем внутренняя покраска зданий не должна утомлять людей, по возможности не загрязняться и легко под­даваться очистке, восстановлению.

В зависимости от назначения здания в его проекте соответ­ственно нормам предусматривают необходимые размеры, проч­ность, герметичность, теплозащитные и другие эксплуатацион­ные качества, которые потом материализуют в ходе строитель­ства и поддерживают в процессе эксплуатации.

Использование зданий по их назначению принято называть технологической эксплуатацией. Чтобы здания можно было эффективно использовать, они должны находиться в исправном состоянии, т. е. стены, покрытия и прочие элементы совместно с системами отопления, вентиляции и другими системами должны позволять поддерживать в помещениях требуемый температурно-влажностный режим, а системы водоснабжения и ка­нализации, освещения и кондиционирования - обеспечивать заданную комфортность. Процессы, связанные с поддержанием зданий в исправном состоянии, называются техническим обслу­ живанием и ремонтом или технической эксплуатацией; они то и являются предметом нашего рассмотрения.

Построенные и принятые в эксплуатацию здания подверга­ются различным внешним (главным образом природным) и внутренним (технологическим или функциональным) воздейст­виям. Конструкции изнашиваются, стареют, разрушаются, вследствие чего эксплуатационные качества зданий ухудша­ются, и с течением времени они перестают отвечать своему на­значению. Однако преждевременный износ недопустим, ибо нарушает условия труда и быта людей, использующих эти зда­ния. Кроме того, здания представляют собой большую матери­альную ценность, которую необходимо всемерно беречь.

Техническое обслуживание и ремонт (техническая эксплуа­тация) зданий представляют собой непрерывный динамичный процесс, реализацию определенного комплекса организаци­онных и технических мер по надзору, уходу и всем видам ре­монта для поддержания их в исправном, пригодном к использо­ванию по назначению состоянии в течение заданного срока службы.

По характеру задач и методам их решения техническое об­служивание и ремонт существенно отличаются от проектирова­ния и возведения, хотя и входят в состав строительной отрасли, так как они:

осуществляются весьма длительное время по сравнению с продолжительностью проектирования и возведения - десятки, сотни лет, что требует четкого предвидения перспективы и пре­емственности в деятельности эксплуатационной службы;

имеют циклический характер с периодичностью разных мероприятий от одного года до трех лет для текущего ремонта и от шести до тридцати лет для капитального, что осложняет планирование и производство работ;

носят (в частности, ремонт) во многом случайный, вероят­ностный характер по месту, объему и времени выполнения ра­бот, что затрудняет их планирование, требует от руководите­лей и исполнителей оперативности при корректировке планов в ходе их производства;

затрагивают интересы всего населения и каждого человека в отдельности у себя дома и на службе, требуют их участия в ремонте (внутри квартир), т. е. носят социальный характер, оказывают влияние на настроение людей; связаны с большими затратами сил и средств, увеличиваю­щимися с течением времени, что обусловлено, с одной стороны, старением строительного фонда и все возрастающими затра­тами на ремонт, а с другой - ежегодным его пополнением, что требует привлечения новых сил и средств для его технического обслуживания и ремонта;

для особо ответственных зданий, сооружений (например, Эрмитаж в Ленинграде) отличаются жесткой системой профи­лактики износа, исключающей выход их из строя в установлен­ный период, что связано с умением рассчитывать износ и пла­нировать профилактические работы по месту, объему и вре­мени, обеспечивая их производство материалами, механизмами и трудовыми ресурсами.

Все это подтверждает важность и сложность задач техни­ческого обслуживания и ремонта зданий и сооружений.

Эксплуатация зданий в масштабе страны регламентирована Положениями о системах планово-предупредительного ремонта , готовится новая редакция По­ложения о техническом обслуживании и ремонте зданий. В них определены принципы организации эксплуатации основных ти­пов зданий и сооружений, все они классифицированы по груп­пам и для них установлены средние сроки службы, виды, пери­одичность осмотров и ремонтов, а также работы, относящиеся к текущему и капитальному ремонтам.

Первостепенное значение в эксплуатации зданий имеет своевременный контроль их технического состояния, проверка исправности строительных конструкций и инженерного обору­дования. Такой регулярный, причем не только визуальный, но (при необходимости) и инструментальный контроль предотвра­щает преждевременный выход зданий из строя, позволяет обо­снованно планировать и проводить профилактические меро­приятия по их сбережению.

Каждое здание или сооружение проектируется и возводится для осуществления в нем определенного процесса и поэтому должно обладать заданными эксплуатационными качествами. Именно конкретные эксплуатационные качества отличают жи­лой дом от столовой, механических мастерских, клуба, гаража и т. п.

Широкое понятие «строительство зданий» включает их проектирование, возведение и техническую эксплуатацию. Каждому из этих трех этапов присущ свой круг за­дач, но все они имеют общую цель - обеспечение эксплуата­ционных качеств конкретного здания. Решение задач на каж­дом этапе взаимосвязано - как запроектировано и построено здание, таковы условия и проблемы его эксплуатации. В свою очередь опыт использования и содержания построенных зданий, т. е. опыт их эксплуатации, должен быть обязательно изучен для совершенствования проектирования и строительства новых зданий.

Отметим еще одну важную особенность современного строи­тельства и эксплуатации зданий: новизна задач и проблем, с которыми встречаются строители и эксплуатационники в связи с научно-техническим прогрессом, освоением малоизу­ченных в строительном отношении северных, восточных и дру­гих районов страны с особыми климатическими и гидрогеоло­гическими условиями, сильно влияющими на характер возве­дения и эксплуатации зданий.

На рис. В.2, б графически отображено соотношение между затратами и временем по указанным трем этапам строитель­ства - между проектированием, возведением и эксплуатацией. Проектирование в современных условиях длится в зависимости от сложности объекта месяц (или месяцы) и составляет по за­тратам примерно 1-2 % от стоимости возведения; строительство здания в зависимости от его сложности длится обычно ме­сяцы (иногда годы); эксплуатация, т. е. поддержание здания в исправном состоянии, длится десятки, а то и сотни лет, при­чем по затратам она ежегодно составляет 2-3 % от восста­новительной стоимости на строительную часть и 4-5 % - на содержание инженерного оборудования. Из этого следует, что примерно через каждые 12-13 лет затраты на эксплуатацию зданий приравниваются затратам на их возведение. Поэтому важно, чтобы эксплуатационные затраты были возможно мень­шими.

Существенным моментом в повышении эффективности тех­нического обслуживания и ремонта зданий является перевод их на проектную основу: теперь их решают на стадии проек­тирования в специальном разделе проекта и сметы.

Проектирование, возведение и эксплуатацию каждого зда­ния объединяет применение единых параметров эксплуатацион­ных качеств; они являются стержнем, вокруг которого ведется вся научная и практическая работа в области строительства зданий и сооружений.

При проектировании здания эксплуатационные качества оп­ределяются выбором материалов, расчетом конструкций, объ­емно-планировочным решением, инженерным оборудованием в соответствии с назначением здания, Строительными нормами и правилами (СНиП) и выделенными ассигнованиями.

При возведении зданий принятые в проекте значения пара­метров эксплуатационных качеств материализуются, их досто­верность проверяется приборами и по их числовым значениям здания принимаются в эксплуатацию. Именно таким путем можно подтвердить, что построенное здание отвечает задуман­ному в проекте.

При эксплуатации зданий главная задача состоит в поддержании предусмотренных проектом и материализован­ных при строительстве эксплуатационных качеств на заданном уровне. Они должны полностью соответствовать назначению здания (например, в механических мастерских температура воздуха должна быть 12 °С, а в здании детского сада - 20- 22 °С), что обеспечивается определенными строительными кон­струкциями и инженерным оборудованием.

Таким образом, установлением значений параметров экс­плуатационных качеств (ПЭК) и разработкой инструкции по технической эксплуатации завершается проектирование зда­ний, с помощью выработанных в проекте ПЭК контролируется их возведение; по соответствию фактических значений ПЭК проектным здания принимаются в эксплуатацию и путем под­держания ПЭК на заданном уровне осуществляется техниче­ская их эксплуатация в течение установленного срока службы.

Если все работы в ходе эксплуатации ведутся на базе срав­нения фактических значений ПЭК с нормативными или рас­четными, то такая эксплуатация научно обоснована. К сожа­лению, зачастую еще осуществляется субъективный (только визуальный) контроль технического состояния сооружений и, исходя из этого, определяется время, место и объем работ по поддержанию зданий в исправном состоянии. Естественно, в та­ких случаях объемы работ принимаются с большим запасом, что исключает возможность ведения очередных работ на дру­гих объектах, так как имеющиеся силы и средства уже израс­ходованы.

На каждом этапе строи­тельства должно уделяться большое внимание к параметрам эксплуатационных качеств данного здания, что обеспечит согла­сованные действия между проектировщиками, строителями и эксплуатационниками на основе числовых значений ПЭК, т. е. позволит организовать все строительство на научной основе.

Эффективность эксплуатации и ее экономичность зависят от многих факторов, в частности в значительной мере от про­фессиональной подготовки лиц, ее осуществляющих, от их уме­ния построить эксплуатацию на научной основе.

С ростом городов, возведением многоэтажных и повышен­ной этажности зданий усложнилось их инженерное оборудо­вание, возросли расходы на его содержание, изменилась вся структура эксплуатации жилищного фонда. Потребовалось объединить и обеспечить автоматизированное управление лиф­тами, освещением лестничных клеток, установить контроль за температурой воды в системах центрального отопления, горя­чего водоснабжения, за загазованностью подвалов, за входами в подвалы, на чердаки, другие необитаемые помещения и т. п.

Затем все управление эксплуатацией зданий свели в объ­ единенные диспетчерские пункты (ОДП), в объединенную дис­ петчерскую службу (ОДС) в масштабе микрорайона или комплексную диспетчерскую службу (КДС) микрорайона в за­висимости от количества аппаратуры, установленной в этих пунктах. Уже внедрены типовые объекты диспетчеризации жи­лых массивов, позволяющие получать информацию о работе лифтов, температуре и давлении в системах горячего и холод­ного водоснабжения, отопления, пожаротушения, о напряжении на электрических вводах, об освещении подъездов, тревож­ные сигналы о вскрытии подвалов и других необитаемых по­мещений. В подъездах установлена также громкоговорящая связь с диспетчером для срочного вызова специалистов для устранения неисправностей, в том числе и на строительных конструкциях, например о протечках кровли и др. На ОДС имеется и телефонная связь.

Во многих городах созданы жилищно-эксплуатационные тресты эксплуатационно-ремонтные управления, осуществляю­щие плановый ремонт зданий. В их состав входит диспетчер­ская служба с оперативными бригадами для устранения ава­рийных ситуаций. Однако большая часть существующей за­стройки - многие жилые, все служебные и производственные здания - эксплуатируются самостоятельными бригадами; это многомиллионная армия специалистов, обеспечивающая ис­правное техническое состояние зданий и сооружений.

Техническое обслуживание и особенно ремонт здании, хотя и относятся к широкой отрасли строительства, обладают спе­цифическими чертами. Особенно сложен комплексный капи­тальный ремонт, отличающийся прежде всего технологией ра­бот- новое строительство начинается с нулевого цикла и обычно ведется снизу вверх путем монтажа готовых конструк­ций, а ремонтные работы производятся в стесненных условиях существующей застройки, когда трудно разместить подсобные предприятия, краны, склады материалов. Стремление полнее использовать при ремонте старые материалы и конструкции, сопряжено с трудоемкой оценкой их технического состояния, ибо в разных частях износ их различен. Планировать такой ре­монт весьма сложно, так как неизвестны итоги разборки со­оружения, полезный выход материалов и пр.

Лица, занятые эксплуатацией и ремонтом зданий, должны хорошо знать их устройство, условия работы конструкций, тех­нические нормативы на материалы и конструкции, требуемые для ремонта. Они с помощью приборов, а также по внешнему виду и признакам должны уметь хотя бы приближенно оцени­вать техническое состояние здания и отдельных его конструк­ций, уметь выявлять уязвимые места, с которых может на­чаться его разрушение, выбирать наиболее эффективные спо­собы и средства его предупреждения и устранения, не нарушая по возможности, использование здания по назначению.

Решению столь обширного и сложного комплекса вопросов призвана способствовать теория эксплуатации зда­ний. Именно она научно обосновывает необходимость и сроки эксплуатационных мероприятий, так как базируется на:

знании значений параметров эксплуатационных качеств (ПЭК), которые требуется поддерживать на заданном уровне; установлении закономерностей воздействия внешних и вну­тренних факторов, выявлении характерных дефектов, повреж­дений и назначении способов их устранения;

выборе способов контроля ПЭК и методов отыскания де­фектов, повреждений и неисправностей;

определении способов и порядка наиболее рационального восстановления ПЭК зданий; назначении периодичности ремонтов и объемов работ; рациональном решении вопросов штатной структуры, чис­ленности и квалификации эксплуатационного персонала.

Современные сложные здания и сооружения могут хорошо и эффективно эксплуатировать только профессионально теоре­тически и практически подготовленные специалисты; таким специалистам требуются знания в трех основных областях:

знание устройства эксплуатируемых зданий и их конструк­ций, условий их работы, эксплуатационных требований к ним, их конструкциям соответственно их назначению, а также на­значению и размерам здания; умение находить уязвимые ме­ста, в которых может начаться разрушение конструкций;

понимание механизма износа, коррозии и разрушения строи­тельных конструкций под воздействием различных факторов и на этой основе эффективное использование методов и средств рациональной их защиты:

владение практическими приемами и навыками использова­ния различных материалов и устройств, позволяющих успешно решать каждодневные задачи по содержанию в исправном со­стоянии эксплуатируемых зданий.

Исходя из этого книга делится на три раздела, отвечающие упомянутым трем областям необходимых знаний:

раздел первый - описание особенностей устройства трех основных типов зданий и сооружений: жилых и общест­венных, производственных и специальных - заглубленных, их конструкций, предъявляемых к ним эксплуатационных требо­ваний; определение целей, задач, научных основ и содержания эксплуатации;

раздел второй - изложение теоретических основ меха­низма разрушения и методов защиты строительных конструк­ций в типичных условиях, т. е. без акцента на специфичность происходящих в зданиях процессов (так как их чрезвычайно много), как основы для решения практических задач эксплуа­тации и ремонта зданий или сооружений;

раздел третий - рассмотрение примеров восстановле­ния эксплуатационных качеств трех основных типов зданий и сооружений: гражданских, производственных и специальных заглубленных с целью накопления знаний и привития навыков решения практических задач их технического обслуживания и ремонта.

В книге небольшого объема невозможно описать все много­образие эксплуатируемых зданий и сооружений, раскрыть все особенности воздействующих на них факторов, все поврежде­ния и способы восстановления эксплуатационных качеств. По­этому, разумеется, в каждом разделе изложены основы, наибо­лее важные сведения, овладев которыми можно практически решать задачи эксплуатации зданий, пользуясь (при необхо­димости) также литературой, приведенной в конце книги.

2. 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. 1) с обозначением на ней всех воздействующих факторов и сочетанием конструктивных элементов.

Рис. 1. Структурная схема фунда­мента

Воздействия на фундаменты: 1- грунта и грунтовых вод; 2 - про­мерзания и пучения; 3 - атмосферных осадков; 4 - нагрузок

Конструктивные элементы фундаментов: / - горизонтальная гидроизоляция; // - несущие элементы; III - вертикальная гидроизоляция и ее защита; IV -- горизонтальная гидроизо­ляция в полу и фундаменте; V - дренаж; VI - основание (естественное или искус­ственное)

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 как 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 здания; 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 разрушение, 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 пыле-ватые 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 (безан­керная 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°.

Нормальная сила пучения N H , действующая на подошву фундамента, определяется по формуле

N a = nRfhu

где п - коэффициент перегрузки нормальных сил пучения, равный 1,1; R - эмпирический коэффициент, принимаемый для сильнопучинистых грунтов равным 0,006-10 Н/см 3 , это коли­чественный показатель выпучивания фундамента удельной нормальной силой на 1 см 2 подошвы при увеличении толщины слоя промерзания на 1 см; f - площадь подошвы фундамента, см 2 ; hi - высота мерзлого слоя грунта, см.

Пример. Определить нормальную силу морозного пуче­ния N a на фундамент площадью 240-240 = 57 600 см 2 при глу­бине промерзания 30 см, коэффициенте перегрузки «=1,1, эм­пирическом коэффициенте R = 0,006*10 Н/см 3 и нагрузке на башмак (фундаментную плиту), равной 80- 10 кН.

N H = 1,1 *0,006*57*600*30 =114*10 кН.

Несущая способность колонны (фундаментной стойки), вос­принимающей нормальные силы морозного пучения фунда­мента, при прочности бетона 10,8 МПа и сечении стойки 30х30 см составляет:

30*30*108 =97,2*10 кН,

что больше нагрузки на нее - 80*10 кН, следовательно, стойка окажется поднятой силами морозного пучения, превышающими несущую способность фундаментной стойки и нагрузку на нее:

80 < 97,2 < 114*10 кН.

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.

Усиление фундаментов может быть осуществлено путем укрепления их кладки, увеличением размеров - ширины и глубины заложения, а также передачей нагрузки на нижележа­щие слои грунта (рис. 2). Примеры поврежде­ний и восстановления цоколей, отмосток и входных площадок приведены на рис. 3.

Упомянутые способы усиления фундаментов неравноценны и каждый из них может быть применен в определенных усло­виях. 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

Рис. 2. Способы усиления фундаментов

а - 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 - под-

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; 16 - сваи; 17 - дополнительный фундамент; 18 - основание под балки

и вышележащие части здания. Для выполнения таких работ составляются проекты, разрабатываются технологические карты.

В некоторых случаях, в частности при наличии трещин в стенах, в итоге технического обследования и технико-эконо­мического обоснования может оказаться целесообразным более

Рис. 3. Примеры повреждения и восстановления цоколя (а, б, в), отмостки (г, д) и входной площадки (е, ж, з)

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.

Список литературы

1. Бойко М . Д .

Техническое обслуживание и ремонт зданий и соору­жений. Учебное пособие для вузов. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1986.-256 с.

1. Порывай Г. А.

Техническая эксплуатация зданий. М.: Стройиздат, 1982

За последние 15...20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…

Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения

Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…

Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний

При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…

• Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

  Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…

• О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов

  Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…

• Давление грунта на сооружения

  Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…

  Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…