§ 8. Виды коррозии материала конструкций и методы их защиты от преждевременного износа 145

§ 9. Техническая эксплуатация оснований, фундаментов, подвальных помещений и придомовых территорий 201

hfoiX\ 228

\ 229

ii 234

V 251

Its* Г 283

~ ГоТ ^14е~⁽²⁴~⁶⁾¹ = °.^63е~² = °.°⁸⁵- 294

Иногда для закрепления грунтов применяют элек­троосмос — явление переноса воды под действием электрического тока. При таком движении вода за­хватывает с собой частицы грунта. Если процесс элек­троосмоса протекает длительное время и при этом во­да, собирающаяся у катодов, откачивается, то грунт будет обезвоживаться и уплотняться.

В глинистых грунтах повышение эффекта откачки воды создается путем сочетания работы иглофильтров с электроосушением (рис. 71).

Метод электроосмоса можно применять также в со­четании с химическим методом. Длительная работа электродов под действием постоянного тока приводит к их разрушению, при этом продукты разрушения

Рис. 72. Схема битумнзацин грунтов / — битумоварка; 2 — насос; 3 — скважина; 4— трансформатор; 5 — нагне­тательная труба; 6 — тампонаж цементным раствором; 7— укрепляемый

грунт

электродов, соединяясь с частицами глинистого грун­та, увеличивают его прочность. Иногда через трубы (анод) в грунт подают водные растворы солей много­валентных металлов, которые, соединяясь с глинистым грунтом, коагулируют глинистые частицы, цементиру­ют их между собой гелями солей железа и алюминия.

Способ цементации грунтов заключается в нагне­тании в грунт под давлением 0,3...0,6 МПа цементного раствора, который, затвердевая в порах грунта, свя­зывает между собой частицы, увеличивая прочность грунта и уменьшая фильтрацию воды. Цементацию можно применять для грунтов с крупными порами, так как частицы цемента могут проникать в щели разме­ром не менее 0,1 мм. К таким грунтам относятся пес- чано-гравийные, галечниковые и гравийные отложения, а также крупнообломочные грунты в сухом и во- донасыщенном состоянии с коэффициентом фильтра­ции 80...200 м/сут.

Для увеличения водонепроницаемости грунтов и уменьшения их коэффициента фильтрации приме­няют также битумизацию. Разогретый битум нагнета­ют через инъекторы в поры грунта под давлением до 2,5 МПа (рис. 72).

ЖоВ

Рис. 73. Столбчатые фундамен­ты

1 — стена; 2 — райдбалка; 3 — уро< веиь пола первого этажа

Для получения особо прочных песчаных грунтов (1...3 МПа) используют карбамидные смолы. Закреп­ление песчаных грунтов карбамидными смолами осу­ществляют по той же технологии, как и при силикати­зации двухрастворным методом: закачивают по двум трубам смолу и щавелевую кислоту. Оба вещества можно подавать по одной трубе поочередно. Однако следует иметь в виду, что закрепление грунтов карба- миднымн смолами очень дорогой способ и его можно применять только в том случае, если другими мето­дами нельзя достичь желаемых результатов.

Имеются и другие способы упрочнения грунтов, но все они связаны с дополнительными затратами. По­этому при технической эксплуатации зданий необходи­мо принимать меры, исключающие увлажнение грун­тов илн нарушение их структуры по другим причинам (авария инженерных коммуникаций, неграмотная ор­ганизация земляных работ при возведении новых зда­ний рядом с существующими и др.).

Фундаменты относятся к основным конструктивным элементам зданий, воспринимающим нагрузки от над­земных частей и передающим их основанию. Для проч­ности и устойчивости здания необходимо, чтобы в про­цессе эксплуатации фундаменты удовлетворяли сле­дующим требованиям:

нагрузка на единицу площади основания, переда­ваемая фундаментом, была бы одинаковая для одно­родных грунтов;

исключалось влияние факторов, нарушающих жест­кость и массивность фундаментов;

загружать фундаменты усилиями, передающими на основание только вертикальные нагрузки;

следить при производстве планировочных работ за тем, чтобы не было промерзаний оснований фунда­ментов.

Следует учитывать, что эксплуатационные свойст­ва фундаментов в значительной мере определяются их конструктивной схемой (рис. 73).

Ленточные фундаменты равномерно распределяют нагрузку на однородные основания. При различных нагрузках в здании делают местные уширения тех Частей фундаментов, которые воспринимают большую нагрузку, а также устраивают осадочные швы на рас­стоянии около 70 м друг от друга (рис. 74); для фун­даментов на просадочных грунтах эти расстояния Уменьшаются. Ленточные фундаменты при незначи­тельных нагрузках можно устроить под столбами и ко­лоннами (рис.75).

В конструкциях крупнопанельных домов в связи с большой жесткостью при неравномерных деформа­циях основания могут возникать значительные допол­нительные напряжения, что следует учитывать при экс­плуатации фундаментов полносборных зданий. Пре­дельные допустимые деформации для них примерно в 1,5 раза ниже, чем для кирпичных.

Наличие подвалов в здании определяет глубину за­ложения фундаментов той части здания, где эти под­валы находятся.

При приемке зданий в эксплуатацию следует особо тщательно проверять качество устройства гидроизо­ляции фундаментов и подвальных частей (рис. 76 и 77), требуя от подрядных организаций представле­ния актов на выполнение этих работ.

Рис. 74. Ленточный фундамент (пунктиром показан осадочный шов)

л — фасад; б — план фундамента; 6, — ширина фундамента; Ьг — то же, в пределах осадочного шва

жнннннн

Рис. 75. Ленточный фундамент

под колонны а — фасад; б — вид сверху; в — рас* четная схема

Ремонт и усиление фундаментов в процессе экс­плуатации, как правило, сопровождается земляными работами по вскрытию фундаментов. При этом следу­ет принимать меры по предупреждению переувлажне­ния грунтов и нарушению их структуры. Отрываемые траншеи должны иметь глубину, не достигающую по­дошвы фундамента на 50 см. Затем (в соответствии с проектом) углубляют траншею (рис. 78) отдельны­ми колодцами на расстоянии 2...2,5 м друг от друга и имеющими размер по длине вдоль фундамента 1,5 м, после чего выполняют работы по усилению фундамен-

Рис. 76. Конструктивная схема гидроизоляции фундаментов зда­ний с подвалом

а — при уровне грунтовых вод ниже пола подвала; б — при невысоком стоянии уровня грунтовых вод; в — при высоком уровие стояния грунто- вых вод; / — гидроизоляционный слой; 2 —обмазка битумом; 3 — мятая жирная глина; 4 — пригрузочный слой бетона; 5 — кладка из • обожжен­ного кирпича; 6 — железобетонная плита; 7 — бетонная подготовка; УГВ— уровень грунтовых вод

тов. По окончании работ на усиливаемом участке тща­тельно послойно засыпают вырытый ранее колодец.

Прочность фундаментов можно восстановить мето­дом цементации, для чего в поры материала фунда­мента нагнетают цементный раствор.

Работы должны производиться по проекту с опре­делением числа просверливаемых отверстий в фунда­менте для инъекторов, с указанием состава нагнетае­мого раствора н других параметров.

Основной причиной физического износа и сниже­ния несущей способности фундаментов является воз­действие на них грунтовых и поверхностных вод, по­этому важное значение среди мероприятий техниче­ской эксплуатации зданий имеет отвод поверхностных и понижение уровня грунтовых вод.

При увлажнении материала фундаментов влага по капиллярам поднимается вверх. При этом влажность в разных сеченнях будет неодинаковой, так как высо­та подъема влаги зависит от размеров сечения капил­ляров: чем меньше сечение, тем больше высота подъ­ема влаги.

Попеременное увлажнение и высыхание материа­ла как при положительных, так и при отрицательных „температурах вызывает дополнительные напряжения, которые в ряде случаев могут оказаться разрушающи­ми. Наибольших значений эти напряжения достигают

Рис. 77. Гидроизоляция фунда­ментов без подвалов

а — выше поверхности землн; б — ниже Поверхности земли; / — гид« роизоляционный слой; 2 — обмазка битумом (2 раза)

ПО ПРОЕКТУ

Рис. 78. Замена участка фундамента _й — разрез; б — план; 1 — металлические балки, подводимые под усили­ваемый участок фундамента перед началом работ (по проекту); 2 —ста­рая кладка фундамента; 3 — вновь возводимая часть фундамента; 4 — * крепление котлована на период производства работ

в поверхностных слоях материала, что приводит к по­степенному разрушению этих слоев. Трещины, являю­щиеся следствием разрушения материала в поверх­ностных слоях, увеличивают влагопроницаемость ма­териала, что еще больше ускоряет процесс разру­шения.

Грунтовая влага, проникая в материал фундамен­тов, может подниматься вверх на высоту более 2,5 м от уровня земли. Наиболее интенсивно всасывают вла­гу фундаменты и стены подвалов, сложенные на из­вестковом растворе из различных мелкозернистых ма­териалов — кирпича, песчаника и др.

При загрязнении почвенной воды органическими веществами грунтовая влага, поднимающаяся по сте­нам, образует на их поверхности налет азотно-калие- вых соединений, так называемую «стенную селитру». Эти соединения белых растворимых солей весьма гиг­роскопичны, притягивают влагу из воздуха и поддер-

Рис. 79. Устройство отмостки вокруг здания

1 — правильно выполненная отмост- ка с уклоном ие менее 0,02 от зда­ния; 2 — неправильно выполненная отмостка с контруклоном (показа­

но пунктиром)

живают сырость в стене. В процессе осмотров подваль­ных помещений следует удалять такие налеты, а так­же принимать меры к предупреждению увлажнения стен и фундаментов грунтовыми водами.

В грунтовых водах могут также содержаться орга­нические, азотная и другие кислоты, которые, соеди­няясь с основными окислами материала фундамента и стен подвалов, образуют растворимые соли. При фильтрации грунтовых вод эти вещества интенсивно вымываются и снижают плотность и прочность мате­риала. Степень агрессивности грунтовых вод зависит от растворимости в воде продуктов новых образова­ний в результате химических реакций, протекающих в материале фундамента: чем больше растворимость вновь образованных солей, тем разрушительнее дей­ствие грунтовых вод на конструкцию.

Источником метеорологической влаги являются ат­мосферные осадки. При сильном ливне за 1 глин по фасадной поверхности стены шириной 1 м и высотой в один этаж стекает до 12 л воды. При неисправной или неправильно выполненной отмостке (рис. 79) эта влага проникает в тело материала фундамента. Кроме того, прониканию атмосферной влаги может способ­ствовать неисправность водоотводящих устройств (рис. 80).

Первой мерой защиты фундаментов и оснований от увлажнения является наличие вокруг здания техни­чески исправных отмосток и лотков. Отмостки долж­ны иметь ширину не менее 0,7 м с уклоном 0,02...0,05. Тротуары следует устраивать с водонепроницаемым

Рис. 80. Установка водосточных труб а — правильно выполненная установка элементов организованного водо­сброса с крыщн; б — неправильно установленные элементы водоотвода; 1 — увлажнение стены из-за неправильно установленной водоприемной во­ронки; 2 — увлажнение нижней части Стены из-за отсутствия отмета

покрытием (асфальт, бетон), если они примыкают не­посредственно к зданию. При водопроницаемых грун­тах подготовку под тротуары выполняют по слою жир­ной глины.

Если грунтовые воды расположены выше отметки пола подвала, для понижения этого уровня устраива­ют дренажи. Дренажная система состоит из закрытых каналов, проложенных ниже отметки, до которой тре­буется понизить уровень грунтовых вод, на 0,3...0,5 м. Каналы прокладывают с продольным уклоном 0,001... 0,01 к сборному каналу, который отводит всю воду в водостоки. Сечения каналов, конструкция дренажей и глубина их заложения определяются проектом.

Горизонтальная противокапиллярная гидроизоля­ция фундаментов и подвальных стен должна пересе­кать всю конструкцию на одном уровне с подготовкой под пол первого этажа или подвала, но не менее чем на 15 см выше отмостки. Если подготовка под пол по обе стороны находится на разных уровнях, то гид­роизоляцию устраивают на уровне пониженной подго­товки.

Цоколи зданий с облицовками находятся в особо неблагоприятных условиях, поэтому кладку цоколя выполняют на цементном растворе не ниже марки 50, с внутренней стороны поверхность кладки изолируют от воздействия влаги.

Наиболее тщательно следует выполнять гидроизо­ляцию подвальных помещений панельных зданий. На­ружную поверхность стеновой панели крупнопанель­ного здания с техническим подпольем, обсыпаемую грунтом, обмазывают два раза горячим битумом. Го­ризонтальную гидроизоляцию из двух слоев гидроизо- ла укладывают между блоком фундамента и нижней гранью Панели. При выборе типа гидроизоляции сле­дует учитывать возможность деформаций в фундамен­тах зданий, а также массу вышележащих стен. При­меняемый иногда в качестве гидроизоляции слой цементного раствора ие может служить надежной вла- гозащитой вследствие его хрупкости.

Здания, возведенные на глинистых грунтах, долж­ны иметь гидроизоляцию с устройством замков в мес­тах сопряжения изоляции пола с изоляцией стен.

При наличии грунтовых вод выше уровня пола под­вала и расчетном напоре до 0,8 м поверх гидроизоля­ции пола подвала следует укладывать дополнитель­ную нагрузку в виде тощего бетона с наибольшей объ­емной массой.

Давление воды с расчетным напором 0,8 м и более воспринимается специально устраиваемой железобе­тонной плитой.

При сильноагрессивных водах, разрушающих даже специальные цементы, необходимо применять сплош­ную гидроизоляцию в виде оболочки из битумных ма­териалов.

Техническая эксплуатация фундаментов и основа­ний предусматривает также меры по содержанию при­домовых территорий. Территория двора должна иметь уклон от здания не менее 0,01 по направлению к во­доотводным лоткам или приемным колодцам ливне­вой канализации.

Иногда происходит осадка засыпки пазух фунда­ментов, вследствие чего между отмосткой и кладкой фундамента образуются щели; такие щели следует за­делывать битумом или асфальтом. Фундаменты и сте­ны подвалов, находящиеся рядом с неисправными тру­бопроводами системы водоснабжения, канализации и теплоснабжения в местах их пересечения со строи­тельными конструкциями, должны быть защищены от увлажнения.

Производить земляные работы вблизи существую­щих зданий разрешается только прн наличии проек­тов, предусматривающих защиту оснований н фунда­ментов от увлажнения, а также от деформаций, вы­званных изменением или перераспределением на­грузок.

При появлении в стенах трещин из-за осадки грун­та надо поставить маяки, установить систематическое наблюдение за их состоянием с регистрацией в специ­альных журналах результатов наблюдений и вызвать специализированную организацию для инженерных исследований причин деформаций.

Необходимо следить за исправным состоянием при­ямков, стенки которых должны быть на один-два ряда кирпичной кладки выше уровня тротуара или отмост­ки. Образовавшиеся трещины и щели в местах при­мыкания элементов приямков к стенам подвала заде­лывают битумом или асфальтом. Имеющуюся вокруг здания дренажную систему регулярно промывают во­дой. Фильтрующую способность восстанавливают про­ведением планово-предупредительных текущих и ка­питальных ремонтов.

В подвальных помещениях необходимо поддержи­вать заданный температурно-влажностный режим. Продухи в цокольной части здания на весенне-летний период следует открывать полностью для проветрива­ния подвальных помещений. Особо тщательно реко­мендуется следить за состоянием инженерных систем и коммуникаций, расположенных в подвалах, и при­нимать меры по своевременному устранению дефектов и неисправностей, чтобы предупредить перерастание их в отказы.

Необходимо ежегодно проверять состояние терри­торий домовладений, проектные уклоны и выявлять места застоев поверхностной воды. Все выявленные не­достатки устраняют в ходе подготовки к весенне-лет- ней эксплуатации зданий.

Ремонт дренажной системы, а также усиление и пе­реустройство фундаментов, водопонижение или строи­тельство водостоков необходимо производить силами специализированных строительных или ремонтно-стро­ительных организаций по утвержденным проектам.

При наступлении оттепелей надо регулярно уби­рать снег от стен здания на всю ширину отмостки или тротуара и принимать меры к ускорению таяния снега путем его рыхления, разбрасывания и скалывания льда. Водосточные лотки и приемные люки для стока талой воды следует периодически очищать.

Опасность для фундаментов и оснований представ­ляют растения, прорастающие на отмостках вблизи Фундаментов, поэтому деревья и кустарники надо са­жать на расстоянии не ближе 5 м от стен здания. Слу­чайную поросль необходимо немедленно удалять.