Основные факторы износа фундамента

Факторы физического износа фундаментов

Фундаменты зданий, другие подземные конструкции со време­нем получают физический износ – результат воздействия на них природных и техногенных факторов (рисунок 6.2). При этом материалы, из которых изготовлены фундаменты, выветриваются, обводняются и подвергаются выщелачиванию; деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи) разлагаются, происходит коррозия металла арматуры, балок, стальных и чугунных свай.

В кладке фундаментов возникают трещины – результат неравномерной деформации грунтов. Недопустимый износ фундаментов может иметь опасное развитие с аварийными последствиями.

Вместе с этим и основания сооружений (т. е. грунты) могут получить деформации (осадки, просадки, провалы). Это приводит к износу сооружений, развитию трещин в стенах, кренов и прогибов, иногда к общей потере устойчивости. Факторы износа фундаментов и развития деформаций оснований бываюттехногенными и природными.

К техногенным факторам износа относятся:

– неравномерная осадка оснований – процесс длительного уплотнения грунтов в результате воздействия нагрузки от массы зданий и сооружений. Как показывают наблюдения, осадки зданий в различных городах мира развиваются десятками лет;

– подработка территории, т.е. строительство подземных сооружений закрытым способом (шахты, метрополитены, тоннельные канализационные коллекторы);

– искусственное понижение уровня грунтовых вод, которое происходит при устройстве дренажей, ливневой и общесплавной канализации. При этом увеличивается толщина зоны аэрации, осушаются и загнивают деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи), фундаменты получают большую и неравномерную осадку;

– повышение уровня грунтовых вод, приводящее к «обводнению» оснований; при этом лессовые грунты получают просадку, доуплотняются рыхлые пески, может развиваться химическая суффозия некоторых минералов (гипс и др.), образование местных провалов в результате обрушения сводов карстовых полостей в известняках;

Читайте также:  Бетонные блоки пустотелые для фундамента 400х200х200

– надстройка зданий, которая увеличивает нагрузки на фундаменты, часто превышающие расчетное сопротивление R основания, что приводит к потере устойчивости фундамента или к осадке, возникают повреждения конструкций, повышается общий износ зданий;

– механическая суффозия грунта, т. е. вынос тонких фракций грунтов фильтрационным потоком в результате работы дренажей, канализации, а также при откопке траншей, строительных котлованов подземных сооружений;

– размыв грунта при прорыве водопровода или труб горячего водоснабжения, который вызывает образование каверн, промоин в грунте в местах ввода коммуникаций в здание, развитие опасных деформаций стен;

воздействие вибрации на основания и конструкции зданий от влияния транспорта, промышленных установок, строительных механизмов. Вибрации приводят к уплотнению песков или разжижению водонасыщенного грунта и потере устойчивости основания;

– рост культурного слоя в городах – неуправляемый процесс накопления насыпных грунтов на территории городов и промышленных зон. В некоторых городах толщина культурного слоя достигает местами 3–6 м.

К природным факторам износа относятся:

– выветривание горных пород основания и материалов фундаментов;

– деформации оползневых склонов;

– протаивания толщи вечномерзлых грунтов с развитием просадки основания зданий;

– подмыв оснований зданий и сооружений, расположенных по берегам рек, морей, водохранилищ;

– ветровая эрозия основания зданий и сооружений.

Обычно техногенные и природные факторы действуют на основания сооружений совместно.

Источник

Основные факторы износа фундаментов

• Природные. Это сезонные подвижки почвы, промерзание через граничные температуры, воздействие сильнокислых или сильнощелочных грунтовых вод;
• Техногенные факторы. К ним относятся: неравномерная нагрузка на фундамент, загрязнение почвы, воды и воздуха, изменение структуры грунта. Также стоит отметить, что строительство здания в техногенной зоне также негативно воздействует на основание, способствует быстрому его разрушению через влияние физических, химических и биохимических процессов.

Как правило, в каждой отдельной местности существуют свои причины просадки оснований, которые могут привести к медленному разрушению зданий. Тут стоит помнить, что сначала нужно опередить причину разрушения, а уже использовать технологию восстановления или усиления фундамента, в противном случае все приложенные усилия и вложенные деньги будут израсходованы впустую.

Старый фундамент перебазируется на вертикальные сваи: а — с поперечными распределительными балками; б – с продольными; в – сечение по 1-I; 1 – фундамент; 2 – стена, 3 – сваи, 4 – поперечная балка; 5 – продольная балка в штробе.

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.

На поперечные балки стены вывешивают следующим образом (рис. 3, б). В нижней части стены вблизи верхнего обреза фундамента через 2. 3 м пробивают сквозные отверстия, в которые заводят поперечные балки. Под каждой поперечной балкой устраивают две опорные подушки на уплотненном основании. Передача нагрузки на опорные подушки осуществляется через продольные балки с помощью клиньев или домкратов. При неудовлетворительном состоянии стены ее предварительно усиливают путем установки рандбалок, которые располагаются выше пробиваемых отверстий.

Ремонт кирпичных и бутовых фундаментов предусматривает выполнение следующих работ:

• расшивка трещин;
• перекладка отдельных участков;
• цементация; устройство обоймы из стального профиля с последующим оштукатуриванием по сетке;
• устройство сжимов с обетонированием;
• замена бутового фундамента на бутобетонный;
• восстановление отмостки; ремонт или устройство гидроизоляции.

Ремонт бетонных и железобетонных фундаментов заключается в устранении волосяных трещин, ремонте или восстановлении отмостки и гидроизоляции.
Способы усиления и реконструкции фундаментов мелкого заложения, применяемые в настоящее время, отличаются большим многообразием и их можно классифицировать в зависимости от конструктивно-технологических способов их выполнения

Работы по ремонту и усилению фундаментов сложны, трудоемки и очень ответственны. Их выполняют специализированные бригады по захваткам. Протяженность захваток не должна превышать 2 м, чтобы не повредить смежные участки фундамента и вышележащие конструкции здания или сооружения. Работы обязательно должны производиться по предварительно разработанным и утвержденным технологическим картам в составе проекта производства работ при наличии рабочих чертежей.

Рассмотрим отдельные способы ремонта и усиления фундаментов, обращая внимание на особенности технологии выполнения работ.
При расшивке трещин в кладке вначале с обеих сторон обнажают фундамент до его подошвы. Из кладки удаляют раздробленные и отслоившиеся камни, а трещины расчищают и промывают. Удаленные камни заменяют новыми, которые подбирают по размеру и устанавливают на постель из цементно-песчаного раствора. Трещины заполняют пластичным цементно-песчаным раствором марки 50. После этого восстанавливают гидроизоляцию и выполняют обратную засыпку с послойным трамбованием.

Усиление фундаментов

Усиление выполняется в основном для фундаментов, выложенных из бутового камня, бутобетонной кладки и кирпича. Причем, основной материал (бутовый камень, кирпич) обладает достаточной прочностью, но сам фундамент ослаблен в результате разрушения раствора, появления трещин и пустот.
Усиление фундаментов выполняют путем цементации или силикатизации кладки, укрепления отдельных камней (кирпичей) кладки и устройством железобетонных обойм.

Цементация кладки производится путем нагнетания в пустоты фундамента через инъекционные трубки цементно-песчаного раствора состава 1:1. 1:2 под давлением 0,2. 1 МПа. В большинстве случаев цементация кладки производится одновременно с цементацией основания.
При подготовке фундамента к инъецированию выполняют его вскрытие (при необходимости), бурение шпуров, установку инъекторов, их соединение с инъекционной установкой и проверку работы смонтированной системы. Шпуры для инъекторов бурят или пробивают перфораторами в шахматном порядке на расстоянии 0.8. 1,2 м друг от друга. Затем устанавливают инъекционные трубки (стальные перфорированные трубы диаметром 50 мм), закрепляя их в теле шпуров с помощью цементно-песчаного раствора. Радиус действия инъекторов составляет 0,6. 1,2 м.

При силикатизации нагнетание рабочего раствора по одним и тем же инъекторам выполняют в два этапа: вначале жидкое стекло, а затем хлористый кальций. Технологический перерыв при их нагнетании не должен превышать 6 часов. Жидкое стекло нагнетают до полного насыщения тела фундаментов путем ступенчатого повышения давления от 0,05 до 0,4 МПа. Нагнетание хлористого кальция осуществляется при начальном давлении 0,4 МПа с постепенным его повышением до 0,5 МПа.

Укрепление отдельных камней кладки выполняют при незначительной степени физического износа фундаментов. Камни, которые слабо держатся в кладке фундамента, вынимают; гнездо очищают стальной щеткой от грязи и старого раствора, смачивают водой и заполняют цементно-песчаным раствором. Камни устанавливают обратно в гнезда, втапливая их в раствор с помощью последовательных ударов молотком.

Устройство железобетонных обойм выполняют в тех случаях, когда на отдельных участках фундамента прочность кладки нижележащих слоев меньше прочности вышележащих. Работы выполняют по захваткам длиной 2. 2,5 м. Железобетонные обоймы могут устраиваться с одной или с двух сторон. Способы устройства обойм могут быть различны. Рассмотрим некоторые из них.
При устройстве двухсторонней железобетонной обоймы (рис. 4, а) в теле фундамента в шахматном порядке через 1. 1,5 м просверливают сквозные поперечные отверстия. Затем с обеих сторон устанавливают арматурные сетки с размерами ячеек от 100×100 до 150×150 мм из арматурной стали диаметром 12. 20 мм. Арматурные сетки соединяют между собой арматурными стержнями диаметром 12. 20 мм, которые устанавливают в просверленные отверстия. Затем устанавливают опалубку и выполняют бетонирование литой бетонной смесью (осадка конуса более 15 см) класса бетона В10 и более. Бетонирование может выполняться методом послойного торкретирования. Минимальная толщина обоймы — 150 мм.
При устройстве односторонней железобетонной обоймы (рис. 4, б) поперечные арматурные стержни заделывают в ранее просверленные гнезда в теле фундамента на цементно-песчаном растворе. А затем к ним крепят арматурные сетки.
В отдельных случаях армирование железобетонных обойм выполняют одиночными арматурными стержнями. Для этого по всей длине фундамента отрывают траншею глубиной на 1 м выше отметки заложения фундамента. На проектной отметке в теле фундамента с шагом 1,5 м пробивают сквозные отверстия, устанавливают в них на цементно-песчаном растворе поперечные балки из двутавра №18. 20. К поперечным балкам в продольном направлении приваривают уголки №75 длиной 500. 700 мм или двутавр №18. Затем после углубления траншеи в теле фундамента в шахматном порядке с шагом 80. 120 см сверлят отверстия Ø18. 20 мм глубиной 150. 180 мм, в которые забивают отдельные стержни Ø18. 20 мм. Устанавливают опалубку и укладывают бетонную смесь с тщательным уплотнением. После набора бетоном требуемой прочности разбирают опалубку и выполняют обратную засыпку пазух с постойным уплотнением.

Увеличить одновременно несущую способность фундамента и основания можем путем устройства буроинъекционных свай. Их применение позволяет производить работы по усилению фундамента без разработки траншей и нарушения структуры грунта в основании.
Сущность способа заключается в устройстве под зданием буроинъекционных (корневидных) свай, которые передают значительную часть нагрузки на более плотные слои грунта (рис. 5). Сваи выполняют вертикальными или наклонными с помощью установок вращательного бурения, которые позволяют пробуривать скважины диаметром от 80 до 250 мм не только в грунтах основания, но и в теле фундамента.

Устройство буроиньекционных свай выполняется в следующей по-следовательности:

• бурение «лидерной» скважины;
• заполнение ее пластичным цементно-песчаным раствором;
• установка трубы-кондуктора до начала схватывания раствора;
• технологический перерыв для набора раствором требуемой прочности;
• бурение рабочей скважины до проектной отметки под защитой глинистого раствора или обсадной трубы;
• заполнение скважины цементно-песчаным раствором через буровой остов или трубу-инъектор снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора;
• посекционная установка арматурных каркасов;
• опрессовка свай.

При установке арматурных каркасов понижение уровня раствора в скважине не должно превышать более 0,5 м. Для опрессовки сваи на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор. При значительном расходе раствора из-за фильт-рации грунта основания делают технологический перерыв в течение 1 суток и опрессовку повторяют.

Источник

Дефекты фундаментов: виды, причины и способы устранения

Основой любого капитального объекта строительства является фундамент. От правильности и качества его выполнения зависит надежность и долговечность всего здания. Вследствие ошибок в процессе возведения или неправильного выбора типа конструкции образуются дефекты фундамента здания, способные привести к преждевременному разрушению сооружения.

Причины и факторы, влияющие на появление дефектов

Причины, по которым происходит нарушение несущих особенностей фундаментов разделяют на две основные группы: природные и конструктивные.

Природные вызваны изменением несущих характеристик грунта, выступающего основанием закладки фундамента. Возникновение причин природного характера может вызвано следующими факторами:

• перенасыщение грунтовой породы водой из-за подмывания грунтовыми водами, что приводит к ухудшению прочностных способностей грунта;
• частичное вымывание грунта, приводящее к образованию пустот под фундаментом и всем основанием здания. Чаще обычного это происходит на супесчаных и песчаных породах;
• вспучивание почвы, происходит вследствие промерзания перенасыщенного влагой грунта;
• проседание и смещение породы вызывает дефекты оснований фундамента и всего здания в целом.

Помимо ухудшения качественных характеристик почвы грунтовые воды способны также нарушить целостность фундамента. При продолжительном воздействии на основание здания они разрушают раствор, в фундаменте появляются пустоты и трещины, которые со временем только увеличиваются.

По конструктивным причинам возникают дефекты фундаментов, связанные с ошибками при строительстве. Провоцирующими факторами в этом случае могут быть:

• неправильный выбор типа фундамента в отношении площади и тяжести здания;
• неправильно выполненные технологические расчеты при проектировании фундамента;
• неравномерная нагрузка на фундамент;
• несоблюдение технологии возведения фундаментного основания дома;
• повышение массы объекта в процессе его эксплуатации, например, надстройка дополнительного этажа.

К причинам конструктивного характера относят также отсутствие гидроизоляции и армирования фундамента, использование некачественных материалов при заливке основания.

Признаки того, что фундамент с дефектами

Понять, что в фундаменте здания образовались дефекты можно по следующим признакам:

• проседание конструкции;
• появление воды в подвале дома;
• образование перекосов;
• локальное или масштабное выпучивание;
• разрушение боковых поверхностей;
• появление высолов на цоколе;
• разрушение кладки.

Наличие хотя бы одного из этих или других признаков – сигнал того, что в структуре фундамента происходят изменения и он утрачивает свои технико-эксплуатационные качества.

Характерные дефекты

Нарушение несущих способностей фундамента может произойти как в процессе возведения конструкции, так и во время ее эксплуатации. Наиболее часто возникают следующие характерные дефекты и повреждения фундаментов:

• просадки оснований, в результате чего в стенах здания появляются трещины;
• изломы, вывалы и сколы в теле фундамента;
• появление в теле конструкций вертикальных и косых трещин;
• расслоение кладки и выпадение отдельных камней – распространенные дефекты бутового фундамента;
• смещение свай от проектного расположения, отсутствие объединяющего сваи ростверка характерны для свайных конструкций;
• выпучивания, перекосы, прогибы, трещины в теле и стыках, следы сырости и высолы, выпадение раствора из мест сопряжений – основные дефекты и повреждения фундамента ленточного типа;
• коррозия арматуры и бетона, приводящая к отслоению или разрушению защитного слоя, встречается в железобетонных фундаментах.

Среди всех встречающихся повреждений наиболее серьезными считаются дефекты, вызванные деформациями оснований фундаментов. Они могут возникать по всему периметру конструкций или на отдельных ее участках.

Способы устранения дефектов

В результате воздействия грунтовых вод, осадочных трещин, механических повреждений и других неблагоприятных факторов с течением времени фундаменты теряют свою прочность, и конструкция становится легко разрушимой. Своевременное устранение дефектов фундаментов позволит предотвратить разрушение здания и продлить срок его эксплуатации.

В зависимости от типа фундамента, видов разрушений и причин по которым они возникли существуют разные способы восстановления конструкций.

Основной и самый опасный дефект – неравномерное проседание фундамента. Исправить его крайне трудно, а в некоторых случаях невозможно. Когда проседание незначительно, то устранить его можно путем подсыпки грунта по всему периметру основания, увеличивая таким образом глубину заложения.

Наиболее эффективные способы устранения дефектов фундаментов из кирпича, бутового камня и ж/б конструкций – укрепление оснований специальными железобетонными обоймами с последующим инъектированием синтетическими смолами, цементными растворами или другими материалами.

Дефекты фундаментов мелкого заложения устраняются путем их углубления и расширения с одновременным укреплением дополнительными конструктивными элементами. Это могут быть столбы, плиты или сплошные стены.

Устранять дефекты гидроизоляции фундамента нужно учитывая тип материала, который использован при устройстве гидроизоляционного слоя. Ремонтные работы основаны на создании водонепроницаемой герметичной оболочки между внешней средой и основанием с заменой поврежденных участков путем оклеивания новыми пленочно-рулонными материалами.

Если обнаружены масштабные дефекты ленточных фундаментов, вследствие которых произошла потеря прочности всего основания, то устранить их можно путем капитального ремонта или замены разрушенной конструкции на новую.

Чтобы избежать повторного появления дефектов все восстанавливающие работы необходимо выполнять со строгим соблюдением технологий и требований СНиП.

Определение технического состояния и степени износа фундаментов

Долговечность и безопасность эксплуатации любого капитального здания напрямую зависит от исправного состояния фундамента. Своевременно выявить дефекты, повреждения и установить соответствие конструкций общепринятым законодательным нормам позволит регулярное обследование фундамента.

ИЦ «СтройЭксперт» оказывает услуги по техническому обследованию. Специалисты с точностью определят возникшие в основаниях дефекты, установят причины их появления и порекомендуют эффективные способы их устранения.

При заказе услуги техобследования заказчик получает отчет, в котором есть подробное описание всех выявленных повреждений. Отчет выступает основанием для проведения работ по ремонту и восстановлению фундаментов.

Источник