ev-E4183

Рис. 89. Защита подземного помещения от «верховодки»

Усиленную гидроизоляцию устраивают при напоре воды более 5 м и химической агрессивности воды, при интенсивных нагрузках на гидро-

изоляционное покрытие и в других особых условиях. Усиление заключа-

ется в увеличении числа слоёв покрытия либо применении более надёж-

ных материалов. Другим способом усиления гидроизоляции является уст-

ройство в дополнение к наружной гидроизоляции ещё и внутренней.

Обычно внутренняя гидроизоляция выполняется из окрасочных или окле-

ечных покрытий с защитным ограждением.

При химической агрессивности грунтовых или поверхностных вод подземная часть здания должна иметь антикоррозийную защиту, которая проектируется в соответствии с указаниями СНиП и выполняется при пре-

вышении следующих норм агрессивности среды:

1)содержание бикарбонатов более 1,5 мг/л при свободном омывании бетона водой;

2)рН 5,5 (общекислотная агрессия), содержание свободной углекис-

лоты более 50 мг/л, рН 5,5 (углекислая агрессия);

111

3) содержание ионов магния более 1000 мг/л (магнезиальная агрес-

сия);

4) содержание ионов сульфатов более 300 мг/л при содержании ио-

нов хлоридов более 1000 мг/л (сульфатная агрессия); 5) напряжение блуждающих токов выше 3 В.

При химической агрессивности водной среды даже небольшие про-

течки могут привести к коррозионному разрушению несущей конструк-

ции. Нужен специальный подбор состава мастик для окрасочной и штука-

турной гидроизоляции. Не следует применять известняковый, портланд-

цементный и другие нестойкие наполнители. Бетонную подготовку следу-

ет заменять подготовкой из слоя щебня с проливкой горячим битумом БН

30/80 или асфальтобетона, цементную стяжку лучше заменить стяжкой из асфальтобетона. Таким образом, для защиты подвалов и фундаментов зда-

ний от химически агрессивных грунтовых вод можно применять все типы гидроизоляции, но при напорах свыше 5 м или при очень интенсивной аг-

рессивности гидроизоляционное покрытие усиливают путём увеличения числа слоёв гидроизоляционного материала (до 4 - 5).

Рис. 90. Схема усиленной гидроизоляции

112

Кроме устройства гидроизоляции против влаги и сырости успешно применяют пристенный и пластовый дренаж.

Пристенный дренаж применяется при неглубоком залегании водо-

упора в слоистом напластовании (рис. 90).

Рис. 91. Схема пристенного дренажа:

1 – щебень, втрамбованный в грунт; 2 – глинобетон; 3 – мелкий щебень или песок; 4 – песок крупный; 5 – песок среднезернистый; 6 – местный грунт; 7 – обмазка битумом за два раза

Пластовый дренаж представляет собой слой фильтрующего мате-

риала в основании сооружения и выполняется одноярусным или двухъя-

русным одновременно с пристенным дренажём (рис. 92).

113

Пластовый дренаж применяют в слабопроницаемых грунтах и при наличии в этих грунтах маломощных, хорошо проницаемых прослоек и линз. Соединение пластового дренажа с пристенным в зданиях с ленточ-

ными фундаментами осуществляется с помощью труб, а в зданиях с от-

дельными фундаментами – через дренажные прослойки. Пластовые дре-

нажи не защищают подземные сооружения от капиллярной влаги, поэтому следует устраивать дополнительную гидроизоляцию.

Рис. 92. Схема дренажа вместе с пристенным дренажём: 1 – песок; 2 - пристенный дренаж; 3 – гравий или щебень;

4 – рулонная гидроизоляция

Другие виды дренажей в этой части курса лекций не рассматриваются.

Лекция 12 . Реконструкция оснований и фундаментов

Причины реконструкции: увеличение нагрузки на фундамент, нару-

шение структуры грунтов в основании (за счёт суффозии, промерзания, от-

таивания, динамических воздействий), изменение гидрогеологических ус-

ловий (повышение или понижение уровня подземных вод, что может при-

вести к изменению физико-механических характеристик грунтов и гние-

114

нию деревянных деталей в старых конструкциях), подработка территории

(когда рядом с фундаментом прокладывают тоннели, каналы, коллекторы и т.д.), разрушение тела фундамента (от агрессивной среды, блуждающих токов, механических повреждений), пристрой нового сооружения к суще-

ствующему, ухудшение свойств гидроизоляции, разрушение кладки над обрезом фундамента.

Перед реконструкцией делается обследование надземных и подзем-

ных конструкций, прилегающей территории, а также грунтов основания.

Целью обследования является выявление дефектов и неисправностей -со оружения в целом и отдельных его конструкций, установление причин возникновения этих дефектов, выявление запаса прочности конструкций.

До начала следует изучить имеющуюся документацию периода строитель-

ства и эксплуатации.

Методы обследования грунтов: отбор проб режущим кольцом в шурфах на уровне подошвы или несколько ниже; статическое и динамиче-

ское зондирование; лопастное зондирование; вдавливание в грунт стерж-

невого штампа; колонковое бурение вблизи существующих фундаментов.

Методы обследования конструкций: визуальный, с помощью мо-

лотка и зубила, радиометрический, ультразвуковой, шурфование фунда-

ментов в аварийных зонах, натурные испытания. По результатам выпол-

ненных работ по обследованию конструкций, территории и грунтов со-

ставляется технический отчёт, где даётся заключение о физическом и мо-

ральном износе сооружения и возможной реконструкции При обследовании здания большой объём информации дают тре-

щины, которые в целом можно разделить на несколько групп: трещины,

вызванные неравномерностью осадок и морозным пучением(рис. 93); пе-

регрузка участка кладки, или силовые трещины (рис. 94); трещины темпе-

115

ратурного происхождения (рис. 95); усадочные трещины (рис. 96); тре-

щины от динамического происхождения.

.

Рис. 93. Схемы трещин от неравномерных осадок

Рис. 94. Силовые трещины

Рис. 95. Температурные трещины

Рис. 96. Усадочные трещины

116

Расчёт оснований и фундаментов при реконструкции ведётся в сле-

дующей последовательности.

1. Сбор нагрузок старых и новых, определение типа схемы (гибкая или жёсткая).

2. Установление среднего давления по подошве существующего фундамента с новыми нагрузками

Pср11 = Nнов11 /Aсущ .

3. Установление расчётного сопротивления грунтов основания по формуле СНиП 2.02.01-83, если исследования грунтов сделаны незадолго до реконструкции (не более 3 лет). При отсутствии этих данных расчётное сопротивление грунтов определяют по формуле

Rs = R m k,

где m и k – коэффициенты, учитывающие изменение физико-механичес-

ких характеристик грунтов за период эксплуатации и реализацию уже не-

которой осадки фундамента;

R – расчётное сопротивление грунтов основания, вычисляемое по формуле СНиП 2.02.01-83.

4. Дополнительных мер по усилению оснований не требуется при со-

блюдении условия

Pср11 < Rs .

5. Расчёт по деформациям (второму предельному состоянию) произ-

водят согласно СНиП 2.02.01-83 и СП 50-101-2004. Деформация основания не должна превышать предельного значения с учётом понижающего коэф-

фициента

Sдоп < k Smax ,

где k = 0,4 – при износе конструкций 20 %; k = 0,3 – при износе конструк-

ций 40 %; k = 0,2 – при износе более 40 %;

117

Sдоп – расчётная дополнительная осадка.

6. Расчёт по несущей способности (по первому предельному состоя-

нию) делается в случаях, указанных выше в лекции 9.

7. Конструктивный расчёт элементов фундамента (производится при необходимости).

Следует иметь в виду, что на состояние конструкций зданий и со-

оружений значительное влияние оказывает изменение условий работы ос-

нований и фундаментов. При невыполнении условия, указанного в п. 4,

требуется сделать либо усиление основания(закрепление грунтов), либо усиление фундамента. Методы закрепления основания в этой части курса лекций не рассматриваются. Практика показывает, что для надстраивае-

мых зданий возможность повышения нагрузок определяется не столько величиной средней осадки, сколько её неравномерностью. Особое внима-

ние следует уделять расчёту неравномерности осадок.

Существуют различные методы усиления фундаментов: цементиза-

ция тела фундамента, устройство обойм, устройство банкет, увеличение глубины заложения, изменение условий передачи нагрузки.

Цементизация заключается в пробивке перфоратором в теле фунда-

мента для увеличения прочности кладки отверстийø 25 мм и нагнетания через металлические трубки цементного раствора. Так делают в случае сильных нарушений самой конструкции фундамента.

При устройстве бетонных и железобетонных обойм(рис. 97 а) по-

верхность старого фундамента должна хорошо сцепляться с новым бето-

ном, для чего поверхность фундамента чистят от грязи, сажи, масла и т.п.,

оголённую арматуру зачищают металлической щёткой. У бутовых фунда-

ментов удалят 10 мм слоя поверхности, у бетонных фундаментов поверх-

ность делают шероховатой. При этом толщина бетонной обоймы amin = 150

мм, железобетонной обоймы amin = 100 мм. Этот метод применяют так же,

118

как в первом случае, при сильных разрушениях тела фундамента. Площадь существующего фундамента при этом не считается увеличенной. Первые два метода часто совмещают.

Увеличение ширины подошвы фундамента возможно с помощью банкет. Под банкетами, которые можно делать и с одной стороны, и с двух сторон фундамента, обязательно уплотняют грунт со щебнем (рис. 97 б).

Рис. 97. Схемы усиления фундаментов: а – схема обоймы; б – схема бан-

кеты; 1 – существующий фундамент; 2 – обойма; 3 – анкер; 4 – разгру-

жающие балки; 5 – опорные балки; 6 – штыри (связи по высоте); 7 – щебёночная подготовка

119

Уширения вступают в работу только после приложения дополнительной нагрузки, т.е. когда появляются дополнительные осадки. Но уширения фун-

дамента воспринимают только небольшую часть этой дополнительнойна грузки. Чтобы увеличить эту часть и значительно разгрузить существующий фундамент, перед устройством банкет грунт рядом с фундаментом следует предварительно обжать с помощью домкратов(сделать предварительную опрессовку). При таком методе грунт под уширенной частью фундамента сразу вступает в работу, принимая на себя значительно большую нагрузку, и

дополнительных осадок не возникает.

Увеличение глубины существующего фундамента можно осуществить с помощью раскосной системы. В этом случае нагрузку от надземных конст-

рукций передают в стороны на грунт. Грунт при этом обжимается домкра-

тами. Также фундамент можно вывесить и на сваях. Этими методами можно не только увеличивать глубину заложения существующего фундамента, но и выполнять другие работы по усилению фундаментов и оснований.

Рис. 98. Схема пересадки фундаментов на плиту: 1 – распределительная монолитная конструкция; 2 – монолитное перекрытие; 3 – нажимная рама; 4 – существующий фундамент; 5 – сборные плиты

120