При каких условиях у фундамента могут возникнуть деформации подъема

1.3. Деформации фундаментов при изменении свойств основания (ч. 1)

Деформации фундаментов при изменении свойств основания и его недостаточной несущей способности освещены в ряде работ [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и др.]. Основными причинами отказа оснований являются: длительные простои разработанных котлованов, изменение влажностного режима грунтов (в том числе насыщение их химическими растворами), динамические воздействия и др.

Наибольшее количество воды в грунты основания попадает из подземных коммуникаций. Так, поступление воды в грунт из нового водопровода может составлять 15—18 %, а с увеличением срока его эксплуатации этот процент увеличивается [18]. Большую опасность для оснований фундаментов представляют поверхностные воды, отводу которых часто не уделяется должного внимания. Между тем замачивание оснований из поверхностных источников, как правило, приводит к неравномерным деформациям зданий. Особенно опасно замачивание оснований, сложенных структурно неустойчивыми грунтами — просадочными, набухающими, засоленными, пылеватыми и песчаными.

Как показывают наблюдения, в ряде крупных промышленных городов страны отмечается интенсивный подъем уровня грунтовых вод. Например, за период 1965—1977 гг. в Днепропетровске, Запорожье, Херсоне, Ростове-на-Дону и других городах уровень грунтовых вод поднялся на 10—15 м. Причинами этого являются интенсивная застройка территории, нарушающая условия поверхностного стока, утечки из коммуникаций, отстойников, резервуаров, а также подтопление водами вследствие строительства плотин, водохранилищ. В результате названных явлений во многих случаях изменяется несущая способность основания, обусловливая возникновение значительных осадок оснований и деформаций существующих зданий и сооружений. При этом возникает проблема обеспечения нормальных условий эксплуатации зданий и сооружений на обводненных основаниях.

Рассмотрим несколько характерных примеров деформации фундаментов при изменении свойств грунтов основания. При изысканиях под промышленное здание в г. Днепропетровске грунтовые воды не были обнаружены до глубины 30 м. Здание было запроектировано и возведено на коротких (10—12 м) виброштампованных сваях. К моменту сдачи здания в эксплуатацию были зафиксированы значительные осадки с тенденцией нарастания их во времени. Обследованием было установлено, что причиной осадок является подъем уровня грунтовых вод до глубины 14 м. Из-за значительных деформаций здание не было принято в эксплуатацию и потребовалось выполнение дорогостоящих работ по усилению фундаментов колонн залавливаемыми сваями длиной до 30 м.

Представляют интерес данные о неравномерных деформациях оснований фундаментов 10 дымовых труб на Баглейском коксохимическом заводе (рис. 1.3). Трубы высотой 80—100 м возводились в 1951—1958 гг. на фундаментной плите диаметром 18 м и глубиной заложения 7,3 м. Основанием фундаментов являлись лессовые просадочные грунты с толщиной слоя 10—16 м, подстилаемые непросадочными плотными суглинками. В период строительства грунтовые воды не были обнаружены на глубине 20 м.

При эксплуатации дымовых труб были отмечены неравномерные осадки фундаментов, обусловившие значительные крены. Наблюдения за грунтовыми водами установили повышение их уровня в виде куполов, приуроченных к отдельным источникам увлажнения. Скорость повышения уровня составляла 1—1,5 м/год. Источниками замачивания явились тушильная башня со шламоотстойником, канализация, градирни, коммуникации ТЭЦ завода и др. С увеличением зон увлажнения неравномерность осадок фундаментов с течением времени увеличивалась. Наблюдения за развитием кренов велись в течение 20 лет; результаты их представлены в табл. 1.2. Направление кренов совпадает с направлением подъема уровня грунтовых вод.

Таблица 1.2. Крены дымовых труб

№ труб	Абсолютный крен, мм	Относительный крен
1	611	0,006
2	521	0,005
3	1369	0,014
4	878	0,009
5	284	0,003
6	946	0,009
7	555	0,006
8	606	0,006
9	372	0,005
10	1212	0,015

Фундамент трубы №5 был выполнен на основании на всю толщу просадочных грунтов, уплотненном грунтовыми сваями диаметром 400 мм с шагом 1200 мм, устроенными в шахматном порядке. Основание под трубами № 6—8 по кольцевым сечениям вокруг фундамента было упрочнено термическим способом. Как следует из табл. 1.2, все трубы за исключением трубы №5 получили крены более предельного значения, равного 0,005 [19].

Источник

Виды деформаций фундаментов

Основа любого здания — фундамент. Ошибки в проекте, природные факторы или недобросовестность подрядчиков часто приводят к его деформации, последствия которой исправить сложно, а иногда и невозможно. Процесс восстановления требует серьезных материальных вложений и профессиональных знаний.

Какими бывают деформации фундаментов

В зависимости от процессов, протекающих внутри — в самом фундаменте и снаружи — в почве, выделяют следующие типы деформаций:

Перекос. Может возникнуть, как результат неравномерных осадок, двух соседних фундаментов. Характерен для зданий каркасной системы.

Крен может произойти с высотным зданием при его высокой изгибной жёсткости. Возникает такая деформация вследствие неравномерного проседания почвы и характеризуется разными её уровнями в крайних точках основания здания. Если величина крена растёт, то это грозит полным разрушением строения.

Прогиб. Такая деформация фундамента возникает в домах, которые не обладают высокой жёсткостью. Чем выше жёсткость, тем меньше значение прогиба. Характерными признаками таких изменений в фундаменте являются трещины, которые похожи на перевёрнутую букву Y.

Осадка – это вид деформации, характеризующийся вертикальным смещением грунта под подошвой фундамента, происходящий при уплотнении грунта. Такая проблема может произойти в результате увеличения нагрузки самим зданием либо рядом стоящими сооружениями. Структура грунта при этом не изменяется.

Просадка. По своей сути — это та же осадка, но с изменением структуры грунта под действием дополнительных факторов, например, грунтовых вод. Характеризуют просадку вертикальные трещины, которые кверху расширяются. Их начало указывает на место изгиба. Такое нарушение основания строения вызвано, обычно, естественными процессами, происходящими в грунте.

Признаки, указывающие на изменения в фундаменте

Если вами замечены следующие изменения в здании, то это является поводом для вызова специалиста, который сможет провести оценку состояния фундамента и степень необходимости проведения ремонтных работ.

• Появились сложности при открывании и закрывании окон и дверей;
• Образуются трещины на стенах;
• Подтопление подвальных помещений;
• Изменения в лестницах и стенах, видимые глазом.

Причины, провоцирующие деформацию фундамента

Среди причин, которые могут привести к разрушению фундамента, можно выделить основные:

• Изменение конструкции самого строения. Например, постройка дополнительного этажа. Результатом такой модернизации может стать осадка;
• Проведение строительства рядом с исследуемым зданием других сооружений. Следствием различной нагрузки на грунт может стать крен или перекос здания;
• Несоответствующая подготовка почвы под новый фундамент;
• Некачественный состав цемента, который может стать причиной прогиба готового основания;
• Отсутствие слоя гидроизоляции или её неправильный монтаж;
• Неверно выбраны материалы либо их низкое качество;
• Ошибки в проекте или неверный расчёт глубины фундамента. Несоблюдение правил его возведения;

Но, несмотря на множество причин, провоцирующих деформации, на первом месте стоит вода.

• Влага за счёт пористой структуры цемента, находит себе дорогу внутрь фундамента, где планомерно ведёт свою разрушающую деятельность. Превращаясь в лёд в холодное время года, она расширяет поры цемента;
• Грунтовые воды могут изменять свой уровень или увеличивать объём. Это приводит к изменениям состава почвы, что провоцирует просадку строений.

В зависимости от причин, вызывающих разрушение фундамента можно судить о том, можно ли устранить последствия самостоятельно либо придётся вызывать специалистов. Кроме того, некоторые деформации не подлежат восстановлению совсем.

Источник

Дефекты и повреждения фундаментов и грунтовых оснований

Деформации грунтовых оснований, дефекты и повреждения фундаментов сказываются на техническом состоянии всех строительных конструкций. Учитывая, что основания и фундаменты скрыты грунтом, основными косвенными признаками их неблагополучного технического состояния и одновременно поводом для проведения обследования здания являются:

• деформации зданий, сооружений и их отдельных строительных конструкций (крены, выгибы, перекосы, трещины);
• осадка грунтов вокруг зданий и сооружений, а также просадка полов в подвальных помещениях;
• деформации и разрушение фундаментов и стен с внутренней стороны подвальных помещений;
• подтопления территорий вокруг зданий и сооружений, а также подвальных помещений из-за изменения уровня грунтовых вод, аварий бытовых и технологических систем водоснабжения и канализации;
• нарушение наружного водоотвода (разрушение отмостки, водосточных труб), а также нарушения целостности вертикальной планировки.

Основными причинами дефектов и повреждений фундаментов являются:

1.Ошибки при проведении инженерных изысканий и проектировании.
2.Нарушение технологии работ при подготовке основания:

• переборы грунта;
• некачественное уплотнение грунта;
• промерзание грунта;
• замачивание грунта.

3.Нарушение технологии работ при возведении фундаментов:

• несоответствие марок раствора и класса бетона проекту;
• нарушение правил армирования;
• несоответствие марок кирпича и бутового камня;
• отсутствие перевязки фундаментных блоков;
• выполнение обратной засыпки пазух пучинистыми грунтами.

4.Нарушение правил технической эксплуатации фундаментов:

• подтопление подвалов;
• повышение агрессивности грунтовых вод;
• промерзание оснований;
• перегрузка фундаментов;
• механические повреждения при вскрытии фундаментов, вводе и замене коммуникаций;
• устройство подземных технологических помещений;
• динамические воздействия (сейсмические и взрывные, изменение или нарушение режима работы оборудования, движение транспорта, строительные работы вблизи здания);
• резкие колебания температуры в помещениях;
• старение материалов фундамента и гидроизоляции;
• ведение строительства рядом с существующими зданиями без принятия соответствующих мер по их защите.

Наиболее характерными признаками деформаций грунтовых оснований являются:

• неравномерные и местные просадки;
• фактические осадки, превышающие допустимые значения;
• выпирание грунта основания из-под подошвы фундамента.

Основными причинами деформаций грунтового основания являются:

• превышение нагрузок на основание;
• внешние динамические воздействия (сейсмические и взрывные, изменение или нарушение режима работы оборудования, движение транспорта, строительные работы вблизи здания);
• изменение уровня грунтовых вод, температурного и аэрационного режима, а также физико-механических характеристик грунтов основания в период строительства и эксплуатации;
• малая глубина заложения фундаментов;
• ошибки при проведении инженерно-геологических изысканий и проектировании.

Наиболее характерными дефектами и повреждениями фундаментов являются:

• местные просадки оснований, в результате которых в стенах кирпичных зданий появляются трещины; в крупнопанельных и крупноблочных зданиях расходятся швы, вызывая появление течей и сквозняков; в производственных зданиях возникает опасность падения мостовых кранов из-за перекоса колонн;
• появление вертикальных и косых трещин в теле самих фундаментов;
• сколы, изломы и вывалы в теле фундаментов;
• выщелачивание солей из цементно-песчаного раствора и бетона;
• оголение арматуры, коррозионные явления в теле бетонных фундаментов;
• расслоение кладки и выпадение отдельных камней в бутовых фундаментах;
• разрушение материала камней и раствора в швах каменной кладки фундаментов;
• отслоение или разрушение защитного слоя бетона в железобетонных панелях стен подвала;
• появление сырости;
• вымывание основания;
• пучение грунтов;
• гниение элементов деревянных фундаментов;
• повреждения вертикальной и горизонтальной гидроизоляции фундаментов.

Источник

Причины деформации фундамента

Возникновение трещин и изломов в стенах построений, как правило, объясняется деформацией фундамента. Выделяют два вида разрушения оснований зданий:

• деформация механической природы. При таком виде разрушений основы здания деформация проявляется в виде трещин и изломов.
• коррозия строительных материалов. Деформация такого вида может привести к значительному снижению прочности фундамента здания или к полному его разрушению. Это зависит от источника, влекущего за собой разрушение и времени его воздействия.

Причины деформации фундамента могут быть строительного характера или природного, который совершенно не зависит от добросовестности бригады рабочих и качества выполнения работ по возведению здания. К строительным причинам относятся: прежде всего, неправильный выбор типа фундамента будущего здания, которого недостаточно для того, чтобы выдержать вес стройматериала или самой постройки, ошибки в просчетах или при проектировании, отсутствие проведения в полном объеме гидроизоляции, армирования, неуместная экономия строительных материалов, нарушение последовательности этапов работы по возведению фундамента и технологий. Невыполнение инженерно-геологических изысканий на строительном участке также влекут за собой неприятные последствия. При сооружении фундамента здания необходимо учитывать целый комплекс критериев, поэтому к каждому проекту очень важен индивидуальный подход.

К причинам природного характера относятся: болотистые почвы, подвижный неоднородный грунт, изменения в движении, объемах, интенсивности течения грунтовых вод, промерзания. Природные катаклизмы могут вносить свои коррективы, но все эти моменты необходимо обязательно учитывать при проектировании и расчетах возводимого фундамента.

Еще одна немаловажная причина, которая может повлечь за собой деформацию фундамента – изменение нагрузок выше допускаемых. Полная перепланировка здания, расширение его площади, достройка верхних этажей, замена кровли, декорирование фасада тяжелыми материалами и многие другие весьма существенные изменения в строении невозможны без укрепления уже имеющегося фундамента.

Также к деформации фундамента приводит неправильная эксплуатация построения:

• вымывание, разжижение и унос грунта, возникающие в результате неисправности подземных систем водоснабжения;
• периодическое замачивание грунтов и оснований здания вследствие неисправного состояния водосточных труб или неудовлетворительного состояния отмостки, тротуаров по периметру построения.

Определить возможную причину разрушения здания и его характер — задача не из простых. Для этого владельцу стоит провести исследовательские работы. Конечно же, серьезное, максимально достоверное обследование основания здания самостоятельно осуществить не получится. Для таких работ требуется наличие специальных инструментов и приборов, поэтому вполне рациональное решение – вызов представителей строительной лаборатории.

Источник