Техническая эксплуатация и технология ремонта фундаментов. Эксплуатация фундаментов и стен подвалов

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…

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.

Фундаменты относятся к наиболее ответственным конструктивным элементам зданий и сооружений. От состояния фундаментов зависит их прочность и долговечность, способность выполнить свое функциональное предназначение в течение всего нормативного срока службы.
Это достигается правильной технической эксплуатацией фундаментов. Она основывается на грамотном содержании территорий, прилегающих к зданиям или сооружениям, подвальных помещений и самих фундаментов.

поверхность должна быть ровной, без выбоин и обратных уклонов; уклоны от зданий или сооружений, а также к водоотводным люкам или водоприемникам ливневой канализации должны быть не менее 0,01;
все просадки грунта, образовавшиеся под местами прокладки или ремонта инженерных сетей, должны быть своевременно засыпаны и тщательно уплотнены слоями толщиной до 20 см с восстановлением (при необходимости) ранее существовавших покрытий;
отмостки и тротуары вокруг зданий или сооружений должны содержаться в исправном состоянии и иметь уклон от стен 0,01...0,03, а все образовавшиеся повреждения должны своевременно устраняться с применением однородных материалов;
зазоры между отмосткой (тротуаром) и стеной здания или сооружения необходимо расчищать и заделывать горячими битумными мастиками, мелкозернистым асфальтобетоном или мягкой глиной;
против водосточных труб на отмостках должны быть устроены водоотводные лотки, которые необходимо содержать в исправном состоянии;
водоотводящие кюветы от здания или сооружения должны иметь уклон в продольном направлении не менее 0,05 и периодически очищаться от ила, травы и мусора;
трава, прорастающая на отмостках и в водоотводных лотках, должна периодически удаляться;
снег вокруг зданий или сооружений должен убираться на расстоянии не менее 2 м от стен;
производство земляных работ (отрывка траншей, котлованов и др.) вблизи фундаментов должна выполняться только по специальному разрешению эксплуатирующей организации, за исключением шурфов, отрываемых для их осмотра;
навесы над входами, ограждения входов в подвальные помещения, приямки должны быть исправны;
планировка территории и посадка зеленых насаждений должны исключать возможность заболачивания, застоя или подъема уровня грунтовых вод;
уклон газонов на глинистых грунтах должен быть не менее 0,05, а максимальный уклон участка зеленых насаждений не должен превышать 0,11;
запрещается складирование различных материалов в непосредственной близости от стен зданий или сооружений.

все подвальные помещения должны быть сухими, иметь освещение, содержаться в чистоте и в летний период регулярно проветриваться.
в случае появления на стенах и потолках сырости, образования конденсата на водопроводных трубах необходимо принять меры по осушению подвала путем открывания окон и дверей, устройства вытяжной вентиляции, подачи теплого воздуха.
если эти мероприятия не дадут необходимого результата, то для установления причин образования сырости необходимо провести тщательное обследование конструкций подвала как с внутренней (вскрытие отдельных мест), так и с наружной стороны.
при затоплении подвальных помещений следует, прежде всего, установить причины затопления. Если причиной является неисправность инженерных сетей (утечки), то соответствующий трубопровод необходимо отключить и устранить неисправность.
в случае затопления подвалов грунтовыми водами необходимо принять меры по ремонту дренажной системы или гидроизоляции стен и пола подвала. При затоплении подвальных помещений поверхностными водами необходимо принять меры по их отводу, а именно, выполнить ремонт отмостки, тротуаров и т.д.
при затоплении подвалов необходимо также производить химический анализ воды.
после прекращения поступления воды в подвальные помещения необходимо произвести ее откачку. Эта работа должна выполняться по указанию и под наблюдением начальника квартирно-эксплуатационной службы.
для предохранения зданий и сооружений от неравномерных осадок запрещается: устройство в подвалах новых фундаментов под оборудование вблизи существующих без обследования грунтов, а также без разработанного и утвержденного проекта; систематическая откачка воды из подвала и его помещений, если при этом вымываются частицы грунта; выемка грунта в подвале с целью увеличения высоты его помещений без утвержденного проекта.
при подготовке подвальных помещений к эксплуатации в зимних условиях летом необходимо выполнить следующие работы: сделать плотные притворы входных дверей; исправить существующие или установить новые пружины на дверях; отремонтировать остекление оконных проемов; утеплить водомерный узел и трубопроводы в подвале; устранить все мелкие повреждения стен, пола и потолка.
в зимнее время необходимо: своевременно очищать от снега входы в подвал; убирать снег от стен зданий и сооружений на расстояние не ближе 2 м; ежемесячно проверять утепление подвала, своевременно устраняя неисправности.
продухи в цоколях при наличии подполья в зданиях в летнее время должны быть открыты в целях проветривания подполья, а на зимний период во избежание переохлаждения подполья - закрыты деревянными утепленными щитками или заложены кирпичом на глине. Заделку продухов следует выполнять осенью в сухую погоду.

при появлении трещин в теле фундаментов (в блоках и панелях), а также при раскрытии швов между блоками и панелями необходимо уведомить начальника квартирно-эксплуатационной части (КЭЧ) района. В случае развития деформаций он назначает комиссию для обследования технического состояния фундаментов и установления причин их возникновения.
обследование состояния грунтов в основании и самого фундамента проводят методом шурфования, причем место отрывки шурфов указывает комиссия. Перед отрывкой шурфов необходимо получить разрешение соответствующих служб, обслуживающих различные инженерные сети.
после осмотра шурф должен быть немедленно засыпан с тщательным уплотнением грунта с последующим восстановлением отмостки.
при появлении мелких волосяных трещин в теле фундамента, не имеющих определенного направления и свидетельствующих об усадочных явлениях, следует устранить резкие колебания температуры в подвале. Для этого необходимо следить за исправностью теплоизоляции трубопроводов, оконных и дверных заполнений и люков.
в целях предохранения фундаментов от химической и электрохимической коррозии нельзя допускать засоление и окисление грунта вокрут здания или сооружения. Для этого запрещается складировать снег, убираемый с тротуаров после его обработки песком, солями, на незащищенных асфальтом участках территории, а также у зеленых насаждений.

Техническая эксплуатация грунтов оснований, фундаментов и подвалов 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.