Техническое обслуживание и ремонт фундаментов

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

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

Коммунистическая партия и Советское правительство удеВнляют постоянное внимание строительству, реализуя таким обВнразом свою главную заботу о повышении материального и дуВнховного уровня жизни советских людей.

Строительство в нашей стране ведется в очень больших масВнштабах. 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 гоВнродов. Именно поэтому строительство в нашей стране является третьей по масштабам после промышленности и сельского хоВнзяйства отраслью народного хозяйства.

За годы Советской власти в СССР построено более 1200 гоВнродов и введено в эксплуатацию более 3,8 млрд. м2 жилой площади. В настоящее время в эксплуатации находится около 65 млн. квартир, причем более 80 % семей проживают в отВндельных квартирах. Столь широкие масштабы строительства являются характерной чертой развитого социалистического обВнщества.

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

Каждое здание или сооружение представляет собой сложВнный и дорогостоящий объект, состоящий из многих конструкВнтивных элементов, систем инженерного оборудоваВнния, выполняющих вполне определенные функции и обладаюВнщих установленными эксплуатационными качествами.

Строительство в нашей стране характеризуется не только высокими количественными показателями, но изменяется и каВнчественно, структурно: улучшается планировка квартир, соверВншенствуются 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 расВнходов и капитальных вложений. Практика эксплуатации здаВнний 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 стаВннет еще выше.

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

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

быть удобными и безопасными в эксплуатации, что достиВнгается рациональными планировкой помещений и расположеВннием входов, лестниц, лифтов, средств пожаротушения, приВнчем 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 больВншем числе участков, иметь удобные подходы к конструкциям, вводам инженерных сетей без демонтажа и разборки для осВнмотров и обслуживания с предельно низкими затратами на вспомогательные операции, должны позволять применять переВндовые 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 достигаВнется применением материалов и конструкций с повышенным сроком службы, а также минимальными затратами на отоплеВнние, вентиляцию, кондиционирование, освещение и водоснабВнжение;

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 подВндаваться очистке, восстановлению.

В зависимости от назначения здания в его проекте соответВнственно нормам предусматривают необходимые размеры, прочВнность, герметичность, теплозащитные и другие эксплуатационВнные качества, которые потом материализуют в ходе строительВнства 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 каВннализации, освещения и кондиционирования тАФ обеспечивать заданную комфортность. Процессы, связанные с поддержанием зданий в исправном состоянии, называются техническим обслуВнживанием и ремонтом или технической эксплуатацией; они то и являются предметом нашего рассмотрения.

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

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

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

осуществляются весьма длительное время по сравнению с продолжительностью проектирования и возведения тАФ десятки, сотни лет, что требует четкого предвидения перспективы и преВнемственности 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, вероятВнностный характер по месту, объему и времени выполнения раВнбот, что затрудняет их планирование, требует от руководитеВнлей 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, увеличиваюВнщимися с течением времени, что обусловлено, с одной стороны, старением строительного фонда и все возрастающими затраВнтами на ремонт, а с другой тАФ 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 профиВнлактики износа, исключающей выход их из строя в установленВнный период, что связано с умением рассчитывать износ и плаВннировать профилактические работы по месту, объему и вреВнмени, обеспечивая их производство материалами, механизмами и трудовыми ресурсами.

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

Эксплуатация зданий в масштабе страны регламентирована Положениями о системах планово-предупредительного ремонта [4 и 5], готовится новая редакция ПоВнложения о техническом обслуживании и ремонте зданий. В них определены принципы организации эксплуатации основных тиВнпов зданий и сооружений, все они классифицированы по групВнпам и для них установлены средние сроки службы, виды, периВнодичность 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 оборуВндования. Такой регулярный, причем не только визуальный, но (при необходимости) и инструментальный контроль предотвраВнщает преждевременный выход зданий из строя, позволяет обоВнснованно планировать и проводить профилактические мероВнприятия 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 жиВнлой дом от столовой, механических мастерских, клуба, гаража и т. п.

Широкое понятие Влстроительство зданийВ» включает их проектирование, возведение и техническую эксплуатацию. Каждому из этих трех этапов присущ свой круг заВндач, но все они имеют общую цель тАФ обеспечение эксплуатаВнционных качеств конкретного здания. Решение задач на кажВндом этапе взаимосвязано тАФ 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 строиВнтельства и эксплуатации зданий: новизна задач и проблем, с которыми встречаются строители и эксплуатационники в связи с научно-техническим прогрессом, освоением малоизуВнченных в строительном отношении северных, восточных и друВнгих районов страны с особыми климатическими и гидрогеолоВнгическими условиями, сильно влияющими на характер возвеВндения и эксплуатации зданий.

На рис. В.2, б графически отображено соотношение между затратами и временем по указанным трем этапам строительВнства тАФ между проектированием, возведением и эксплуатацией. Проектирование в современных условиях длится в зависимости от сложности объекта месяц (или месяцы) и составляет по заВнтратам примерно 1тАФ2 % от стоимости возведения; строительство здания в зависимости от его сложности длится обычно меВнсяцы (иногда годы); эксплуатация, т. е. поддержание здания в исправном состоянии, длится десятки, а то и сотни лет, приВнчем по затратам она ежегодно составляет 2тАФ3 % от восстаВнновительной стоимости на строительную часть и 4тАФ5 % тАФ на содержание инженерного оборудования. Из этого следует, что примерно через каждые 12тАФ13 лет затраты на эксплуатацию зданий приравниваются затратам на их возведение. Поэтому важно, чтобы эксплуатационные затраты были возможно меньВншими.

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

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

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

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

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

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

Если все работы в ходе эксплуатации ведутся на базе сравВннения фактических значений ПЭК с нормативными или расВнчетными, то такая эксплуатация научно обоснована. К сожаВнлению, 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 таВнких случаях объемы работ принимаются с большим запасом, что исключает возможность ведения очередных работ на друВнгих объектах, так как имеющиеся силы и средства уже израсВнходованы.

На каждом этапе строиВнтельства должно уделяться большое внимание к параметрам эксплуатационных качеств данного здания, что обеспечит соглаВнсованные 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 проВнфессиональной подготовки лиц, ее осуществляющих, от их умеВнния построить эксплуатацию на научной основе.

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

Затем все управление эксплуатацией зданий свели в объВнединенные диспетчерские пункты (ОДП), в объединенную дисВнпетчерскую службу (ОДС) в масштабе микрорайона или комплексную диспетчерскую службу (КДС) микрорайона в заВнвисимости от количества аппаратуры, установленной в этих пунктах. Уже внедрены типовые объекты диспетчеризации жиВнлых массивов, позволяющие получать информацию о работе лифтов, температуре и давлении в системах горячего и холодВнного водоснабжения, отопления, пожаротушения, о напряжении на электрических вводах, об освещении подъездов, тревожВнные сигналы о вскрытии подвалов и других необитаемых поВнмещений. 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, осуществляюВнщие плановый ремонт зданий. В их состав входит диспетчерВнская служба с оперативными бригадами для устранения аваВнрийных ситуаций. Однако большая часть существующей заВнстройки тАФ многие жилые, все служебные и производственные здания тАФ эксплуатируются самостоятельными бригадами; это многомиллионная армия специалистов, обеспечивающая исВнправное техническое состояние зданий и сооружений.

Техническое обслуживание и особенно ремонт здании, хотя и относятся к широкой отрасли строительства, обладают спеВнцифическими чертами. Особенно сложен комплексный капиВнтальный ремонт, отличающийся прежде всего технологией раВнбот- новое строительство начинается с нулевого цикла и обычно ведется снизу вверх путем монтажа готовых конструкВнций, 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 реВнмонт весьма сложно, так как неизвестны итоги разборки соВноружения, полезный выход материалов и пр.

Лица, занятые эксплуатацией и ремонтом зданий, должны хорошо знать их устройство, условия работы конструкций, техВннические нормативы на материалы и конструкции, требуемые для ремонта. Они с помощью приборов, а также по внешнему виду и признакам должны уметь хотя бы приближенно оцениВнвать техническое состояние здания и отдельных его конструкВнций, уметь выявлять уязвимые места, с которых может наВнчаться его разрушение, выбирать наиболее эффективные споВнсобы 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 здаВнний. 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 внуВнтренних факторов, выявлении характерных дефектов, поврежВндений и назначении способов их устранения;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

раздел третий тАФ рассмотрение примеров восстановлеВнния 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 многоВнобразие эксплуатируемых зданий и сооружений, раскрыть все особенности воздействующих на них факторов, все повреждеВнния и способы восстановления эксплуатационных качеств. ПоВнэтому, разумеется, в каждом разделе изложены основы, наибоВнлее важные сведения, овладев которыми можно практически решать задачи эксплуатации зданий, пользуясь (при необхоВндимости) также литературой, приведенной в конце книги.

2. Техническоеобслуживаниеиремонтфундаментов

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

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

об особенностях конкретных вариантов решений фундаменВнтовтАФ ленточных, столбчатых, сплошных, свайных и др. примеВннительно к данным гидрогеологическим и климатическим усВнловиям;

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

об элементах фундаментов, удовлетворяющих предъявляеВнмым к ним эксплуатационным требованиям,тАФ о несущем элеВнменте, 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 фундаВнмента

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

Конструктивные элементы фундаментов: / тАФ горизонтальная гидроизоляция; // тАФ несущие элементы; III тАФ вертикальная гидроизоляция и ее защита; IV тАФ- горизонтальная гидроизоВнляция в полу и фундаменте; VтАФ дренаж; VIтАФ основание (естественное или искусВнственное)

Нужно также изучить характеристику грунтов и конструкВнтивное решение фундамента эксплуатируемого здания с учеВнтом гидрогеологических, климатических и других особенностей. Пользуясь перечисленными сведениями о фундаментах, отВнветственный за эксплуатацию здания производит квалифициВнрованную экспертизу и дает техническую оценку ВлсвоемуВ» фунВндаменту. Он должен выявить, насколько последний отвечает своему назначению, в какой мере в проекте и при строительВнстве правильно и всесторонне учтены предъявленные к фундаВнментам эксплуатационные требования и как они реализованы: насколько рационально выбран тип фундамента, его материал, размеры, заглубление, а также сколь эффективно решена заВнщита его от атмосферных осадков и грунтовых вод.

Если итоги такого анализа положительны тАФ значит, фундаВнмент спроектирован и построен с учетом всех предъявленных к нему требований и местных условий и находится в исправВнном 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; исВнключать скопления воды у здания, а тем более подтопление фундамента; проводить другие меры, предусмотренные инВнструкцией по эксплуатации. Особенно опасен обильный полив зеленых насаждений вблизи зданий (без организованного отВнвода 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 матеВнриалов.

При раскрытии сооружения в связи с ремонтными рабоВнтами, если под фундаментами залегают пучинистые грунты, нужно предотвратить их промерзание и пучение, временно утеплив фундаменты. Опыт показывает, что нарушение услоВнвий 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 вышележаВнщих 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 эксВнплуатацию. Эти условия можно и нужно исключить: срезку грунта вокруг зданий, замену его легкопромерзающим, наВнпример 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 пуВнчинистого 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 понимаВнется их свойство (при определенном сочетании гидрогеологиВнческих условий в пределах слоя сезонного промерзания) увеВнличиваться в объеме под действием сил кристаллизации льда при фазовых превращениях содержащейся в грунте и дополниВнтельно подсасываемой воды к кристаллам льда. Проявляется это свойство в неравномерном поднятии грунта и фундаментов из-за образования ледовых включений. Выпучивание фундаВнментов зданий в период их эксплуатации объясняется следуюВнщими факторами:

содержанием в грунте, в зоне сезонного промерзания, более 30 % (по массе) пылеватых частиц диаметром от 0,5 до 0,005 мм;

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

превышением сил пучения над давлением вышележащих частей здания;

неправильной конструкцией фундамента тАФ невыполнением в ходе строительства противопучинных мероприятий (безанВнкерная конструкция фундамента, отсутствие обмазки, исклюВнчающей смерзание грунта со стенками фундамента, и др.).

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

Нормальная сила пучения NH, действующая на подошву фундамента, определяется по формуле

Na = nRfhu

где п тАФ коэффициент перегрузки нормальных сил пучения, равный 1,1; RтАФ эмпирический коэффициент, принимаемый для сильнопучинистых грунтов равным 0,006-10 Н/см3, это колиВнчественный показатель выпучивания фундамента удельной нормальной силой на 1 см2 подошвы при увеличении толщины слоя промерзания на 1 см; fтАФ площадь подошвы фундамента, см2; hiтАФ высота мерзлого слоя грунта, см.

Пример. Определить нормальную силу морозного пучеВнния Naна фундамент площадью 240-240 = 57 600 см2 при глуВнбине промерзания 30 см, коэффициенте перегрузки Вл=1,1, эмВнпирическом коэффициенте R = 0,006*10 Н/см3 и нагрузке на башмак (фундаментную плиту), равной 80- 10 кН.

NH= 1,1 *0,006*57*600*30 =114*10 кН.

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

30*30*108 =97,2*10 кН,

что больше нагрузки на нее тАФ 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 создаВнвать условия (например, срезать грунт вокруг здания), споВнсобствующие промерзанию основания. Работникам эксплуатаВнционной службы необходимо, особенно в осенний и зимний пеВнриоды, следить за исправностью водоотводящих устройств, не допускать застоя воды вблизи фундаментов и течей ее из инВнженерных 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 приВнчин:

деформацией основания и неравномерными осадками фунВндамента;

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 тАФ ширины и глубины заложения, а также передачей нагрузки на нижележаВнщие слои грунта (рис. 2). Примеры повреждеВнний 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 услоВнвиях. Следует иметь в виду, что раВнботы по усилению фундаментов не только сложны и трудоВнемки, но и весьма ответственны. Их должны выполнять спеВнциализированные бригады очень осторожно, захватками (обычно не более 2 м), чтобы не повредить смежные участки


Рис. 2. Способы усиления фундаментов

а тАФ облицовкой при повреждении фундамента агрессивными водами; б тАФ нагнетанием раствора в разрыв при морозном пучении; в тАФ пуВнтем подведения свай; г, д, е, ж, з, и - уширение подошвы с поВнмощью железобетонных приливов и стальных тяжей; к, л, м тАФ под-

1 торкрет-бетон; 2- изоляция; 3 и 4 .-защитная стенка; 5 - разВнрыв 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-эконоВнмического 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 напряжеВннием, кольцевыми захватками по внутренним капитальным стенам. При этом благодаря предварительному напряжению тяжей, установленных по длине и высоте здания, всей его коВнробке придается высокая жесткость, исключающая местные деформации оснований или фундаментов. Опыт Мосжилнии-проекта по усилению таким способом зданий (подробнее см. следующий параграф) подтверждает его экономическую эфВнфективность при определенных условиях.


1. БойкоМ. Д.

Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооруВнжений. Учебное пособие для вузов. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1986.тАФ256 с.

  1. Порывай Г. А.

Техническая эксплуатация зданий. М.: Стройиздат, 1982

Вместе с этим смотрят:


11-этажный жилой дом с мансардой


14-этажный 84-квартирный жилой дом


16-этажный жилой дом с монолитным каркасом в г. Краснодаре


180-квартирный жилой дом в г. Тихорецке


2-этажный 3-секционный 18-квартирный жилой дом в г. Мирном