Тема 1-3-1 «Причини які спричиняють необхідність підсилення або заміну основ і фундаментів від поверхневих і ґрунтових вод. Підсилення та заміна гідроізоляції фундаментів і стін підвалів»
При проектуванні об'єктів реконструкції необхідно виконувати перевірку споруд, що зводяться, на осідання тих, що існують. На відміну від наземних конструкцій будівлі, його підземна частина, основи і фундаменти, як правило, не доступні для візуальних спостережень, фіксації можливих змін, оцінки фізичних і інших характеристик в процесі тривалої експлуатації будівлі. Різні зміни властивостей основ можуть відбуватися як під час будівництва, так і під час експлуатації будівлі, якщо причини, що привели до їх розвитку, не були своєчасно виявлені і усунені. Певну небезпеку для стійкості будівель представляє незадовільний стан грунтів під підошвою фундаменту. Якщо фундаменти, наприклад, споруди безпосередньо на грунті без механічного його ущільнення і відповідної підготовки, то збільшується вірогідність осідання окремих фундаментів з подальшою появою небезпечних деформацій в наземних конструкціях. У зв'язку з цим не слід споруджувати фундаменти на неоднорідних по щільності грунтах. Заздалегідь необхідно проводити їх ущільнення, наприклад, шляхом вібрації, укочування і утрамбування щебеня. Закріплення грунтів вимагає виконання складних і трудомістких інженерних робіт, вартість яких у багато разів може перевищувати первинні витрати. Причини погіршення властивостей основи не завжди можуть бути виявлені з необхідною точністю, але, як правило, до них відносяться недостатність або неповноцінність інженерно-геологічних досліджень і досліджень грунтів, нераціональний тип фундаменту, порушення при експлуатації споруд і так далі. Таким чином, експлуатація побудованих будівель викликає істотну зміну ґрунтових властивостей, їх основ і впливає на гідрогеологічний режим забудованого району. Плануючи роботи по підсиленню несучої здатності основ, необхідно ці зміни враховувати.
ФУНДАМЕНТ БУДІВЛІ - це несуча конструкція будівлі, призначена для передачі всієї його маси на грунт, який служить основою: стрічкові, стовпчасті, монолітні. Міцність і довговічність будівель багато в чому залежить від надійності основ і фундаментів, їх здібності до довговічної і безвідмовної роботи. Нерівномірні осідання фундаментів І, як результат цього деформації наземних конструкцій можуть бути викликані рядом причин, до яких відносяться:
низька несуча здатність грунтів;
не повноцінність інженерно-геологічних досліджень;
дія карстових процесів з можливим утворенням провальних воронок в зоні розташування будівлі;
перезволоження або розрідження грунту;
спорудження фундаментів на неущільненому грунті;
порушення, викликані із заморожуванням грунтів;
використання в якості основ насипних грунтів без їх відповідної підготовки;
зведення будівель і споруд на території колишніх ярів і глибоких виїмок, засипаних будівельним побутовим сміттям;
зміна фізіко-механічніх властивостей грунтів при підйомі або пониженні рівня ґрунтових вод;
зміна гідрогеоогічних умов при благоустрої території;
аварії підземних комунікацій (водопроводу, каналізації, гарячого водопостачання і т. д.);
знос і пошкодження конструкцій фундаментів унаслідок експлуатації, і їх недостатньої несучої здатності;
зміна динамічних і статичних навантажень на основу, зв'язані на приклад із зміною призначення будівлі або його надбудовою;
прокладка нових і ремонт старих комунікацій, каналізацій і водопостачання;
прокладка підземних транспортних магістралей, наприклад метро;
помилки при проектуванні і плануванні робіт по поліпшенню властивостей основи.
Ці причини окремо або в сукупності з іншими можуть привести до зниження несучої здатості грунтів, а значить несучої здатності основи.Вибір методів збільшення несучої здатності основ, залежить від:
побажання замовника;
наявних фінансових коштів;
стану основи;
характеру пошкодження фундаменту і його елементів;
рівня ґрунтових вод і необхідності водопониження:
а) з використанням голкофільтрових установок і водознижуючих свердловин або б) з використанням спеціальних способів водопониження - вакуумування, електросушки. Порушення гідроізоляції і режиму вологості є причиною багаточисельних дефектів як окремих конструкцій, так будівель і споруд в цілому, усунення яких вимагає великих витрат. Відсутність дренажу і його не якісне виконання « запливання, засмічення » приводять до затоплення підвалів, підмиву і просідання фундаментів.Неякісна гідроізоляція підземних частин будівлі, і_цо знаходяться нижче за рівень ґрунтових вод, також приводить до затоплення фундаментів, приміщень, ускладнює їх експлуатацію і завдає великого збитку устаткуванню, матеріальним цінностям і будівельним конструкціям.
Досвід експлуатації підземних споруд показує, що проникнення ґрунтових вод відбувається зазвичай через не щільність в бетоні в місцях примикання стін до днища, де найчастіше відбуваються перерви в бетонуванні, в результаті яких і погіршується зчеплення нового і старого бетонів. Протечки можуть відбуватися також в місцях розташування заставних деталей, оглядових люків і так далі. У теж час при якісному виконанні монолітний залізобетон забезпечує надійний захист від проникнення ґрунтових вод, про що може свідчити багатолітній досвід експлуатації тунелів метрополітену, розташованих під річками і водоймищами, доків і шлюзів. Відновлення гідроізоляції і режиму вологості в підземних спорудах досить трудомістко, оскільки на відміну від наземних частин будівлі при виявленні цих дефектів зустрічаємо серйозні труднощі. Вогкість і протечки можуть з'являтися в одному місці, а дефекти, що їх викликали, - в іншому. Асфальтові і інші покриття одночасно із змінами теплового режиму викликають конденсацію і скупчення вологи в грунтах. Поповненню запасу підземних вод сприяють атмосферні осідання, дощові і талі води, поверхневий стік з навколишніх територій. Підйом рівня підземних вод також викликає зміну прочностних і деформаційних властивостей грунтів. Гідростатична взаємодія може ущільнити грунт при підйомі рівня підземних вод. Замочування приводить до того, що в просадочних грунтах починають з'являтися просадки, а в тих, що набрякають набухання. Деякі зв'язні грунти розмокають, змінюється їх пористість і коефіцієнт фільтрації. У деяких районах спостерігається пониження рівня ґрунтових вод. Це викликається, наприклад, тривалими відкачуваннями для водопостачання населення або для експлуатації в осушених грунтах заглиблених і підземних спорудах. Зниження рівня підземних вод може також негативно впливати на стан ґрунтового масиву і розташовані в нім споруди, зокрема в них можуть виникати тріщини. Як правило простим способом відновлення або влаштування гідроізоляції полягає в тому, що заглиблена ділянка фундаменту, стіни відкопується і ізолюється. Роботи виконуються на ділянці в середньому довжиною 3,6 м-шириною 0,6 - 0,8 м. Виконавши гідроізоляцію на одній ділянці і влаштувавши обрамну засипку переходять на другу ділянку. На підготовлену поверхню може наклеюється руберойд на бітумній мастиці 3-4 шари. Аналогічним чином можуть наклеюватися і інші рулонні гідроізоляційні матеріали з використанням синтетичних клеїв. Типова гідроізоляція такого типа - звичайна гудронова або бітумна гідроізоляція фундаменту. У сучасному будівництві часто як гідроізоляція
застосовується поліетиленова плівка або полівінілхлоридна, яку з наружі наклеюють на фундамент.
Лише ізолюючі матеріали здатні захистити фундамент від зовнішнього підпору води, особливо якщо вода досить висока. До цього класу засобів захисту відносяться також масляні і акрилові фарби, широко вживані для фасадних робіт. Поряд з перевагами гідроізоляції фундаментів, цей спосіб захисту від вологості володіє рядом недоліків:
порушення цілісного шару різко знижує ефективність гідроізоляції, аж до його повної втрати;
непридатність надземної частини будівлі, так, як це типові« не дихаючі» матеріали, які підсилюють розморожування фасадів, перешкоджаючи видаленню вологості з будівлі. Нездатність масляних і акрилових фарб пропускати пари води, приводить до утворення міхурів і відшарування фарби. Таким чином, матеріали, призначені для ізоляції кам'яних конструкцій, дуже всілякі і лише спеціальні дослідження можуть дати рекомендації по конкретному вживанню тих або інших матеріалів.
При вживанні гідроізоляції методом напилення здійснюють набризг гідроізоляційних розчинів мастик за допомогою насосів високого тиску або установками, що працюють з використанням стислого повітря. У першому випадку використовуються автогудранатори, в яких розігрівається мастика і насосами подається по шлангах до місця виробництва робіт. На кінцях шлангів встановлені наконечники
- розпилювачі, за допомогою яких формується струмінь мастики, що направляється ізолювальником на поверхню.
Підсилення основ фундаментів
При недостатній несучій здатності ґрунтів основи виникає необхідність в їх зміцненні. Основні способи зміцнення (закріплення) основ будівель та споруд наступні: конструктивні, механічні, фізико-хімічні. спеціальні. Конструктивний спосіб уключає таке: влаштування подушок (із піску чи місцевого зв'язного ґрунту); влаштування шпунтової огорожі; армування ґрунту; створення бокового привантаження; влаштування протифільтраційних завіс.
Шпунтова огорожа виконується, як правило, з металевого прокату спеціального профілю. її влаштування дає можливість підвищити несучу здатність слабкого ґрунту, що підстеляє фундамент (рис 2.1).
Рис. 2.2. Шпунтова стіна в підвалі
будівлі: 1 існуючий фундамент; 2 - Рис. 2.1. Влаштування шпунтових
стінка із сталевого профілю ; 3 — стінок: 1 — стінка; 2 — існуючий
поверхня ковзання при випиранні фундамент; 3 — несучий шар
ґрунту.; підошви фундаменту; 4- (слабкий ґрунт); 4 — підстилаючий
пілюга підвалу шар (міцний ґрунт); 5 цегляна стіна
При цьому за рахунок бокового обтискання слабкого ґрунту невеликої
товщини можна досягти поліпшення його опірності дії вертикальних
навантажень. , : ,
Такий спосіб закріплення ґрунту може бути використаний також для
забезпечення стійкості ґрунту як у середині приміщень (рис. 2.2), так і
назовні
Протифільтраційні, завіси споруджуються в місцях можливого підтоплення
й там, де г ймовірність, підняття ґрунтових вод через фільтрування її з
водоймищ. Найбільш прогресивним на даний час способом виконання таких
завіс є метод стіна в ґрунті" (рис. 2.4).
Механічний спосіб підсилення Ґрунтової ОСНОВИ Полягає В шпунто-
ущільненні ґрунту
Рис. 2.4. Протифільтраційна завіса: 1 - фундаменти будівлі; 2 протифільтраційна завіса; 3,4 — депресійна крива відповідно до та після влаштування завіси
катками, вібраторами. При виконанні глибинного ущільнення можуть бути: влаштовані ґрунтові, шлакові, ґрунтоцементні чи вапняні палі: виконане глибинне віброущільнення,
попереднє замочування ґрунту, попереднє замочування з підводними вибухами, глибинне гідроущільнення вибухами тощо. Попередній обтиск ґрунту реалізується шляхом пониження ґрунтових вод (улаштування водозниження, дренажів), ущільнення зовнішнім привантаженням.
При фізико-хімічному закріпленні в ґрунт закачується ущільнюючий розчин: силікату натрію Рис. 2.5
2.5. Нагнітання розчину (ОДНО- ЧИ ДВОКОМПОНЕНТНИЙ), це -в ґрунт основи через свердловини: 1 - існуючий фундамент; 2 — укріплюється при дії на нього електроіньєктора; 4 — шланг для подачі кріплення та закріплення електро-розчину
Рішення про ви бір способу фізико хімічного закріплення Ґрунту повинне прийматися на основі Проведених досліджень.
Рис. 2.6. Нагнітання розчину з колодязів 1 - лабораторного існуючий фундамент; 2 — технологічні колодязі; 3 — ін'єктори, що занурюються з колодязя ,4 — закріплений ґрунту.
Основним питанням, яке при цьому необхідно визначити, є можливість
просочування вибраного розчину в ґрунті.
Закачування розчинів (силікатного, цементного, бітуму, різних смол тощо) у
ґрунт може проводитися як із денної поверхні (рис. 2.5), так і з попередньо
споруджених колодязів (рис. 2.6).
Під час електрохімічного закріплення ґрунту через нього за допомогою
електродів (рис. 2.7) пропускається постійний струм. Цей струм викликає
хімічні реакції в ґрунті внаслідок чого його фізико-механічні характеристики
поліпшуються. При відповідному обґрунтуванні метоли електрохімічного
закріплення та закачування розчину в ґрунт можуть застосовуватися в
комплексі.
Метод термічного закріплення ґрунту полягає в дії на нього відкритого
Вогню
Контрольні запитання:
Перелічіть причини які спричиняють необхідність підсилення основ ?
Перелічіть причини які спричиняють необхідність підсилення фундаментів?
Перелічіть причини які спричиняють необхідність заміну основ ?
Перелічіть причини які спричиняють необхідність заміну фундаментів?
Які є методи підсилення та заміни гідроізоляції фундаментів і стін підвалів?
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ
ОСТЕРСЬКИЙ КОЛЕДЖ БУДІВНИЦТВА ТА ДИЗАЙНУ
ДИСЦИПЛІНА: «РЕКОНСТРУКЦІЯ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД»