Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы обследования технического состояния зданий и сооружений. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 125 6 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

котлованов или их заливка водой и последующее вымывание грунтов основания при откачивании воды и т.д.

При отрицательных температурах основания под фундаменты, состоящие, в основном, из глинистых и пылеватых грунтов, мелких и среднезернистых песков промерзают, что может вызвать увеличение их объема - пучение грунтов. Происходит это потому, что в этих грунтах вода в связанном состоянии в капиллярах находится выше грунтовых вод, а при замерзании верхних слоев грунта происходит подсасывание воды из нижних слоев. При этом объем увеличивается и при температуре -22

C давление от льда достигает 20 Па, что вызывает разрушение

фундаментов и вышележащих стен.

При отрывке котлованов возможен также излишний выбор грунта в основании и плохое уплотнение вновь подсыпанного.

Еще одной причиной недопустимых дополнительных осадок существующих зданий и сооружений является уплотнение грунтов под воздействием нагрузок, передаваемых на основание новыми постройками, возведенными вплотную к ним или в непосредственной близости от них.

Следует также отметить вибрационные или динамические воздействия на грунты основания от авто- и железнодорожного транспорта, линий метрополитена, оборудования, установленного в сооружении, и промышленных установок, расположенных вблизи существующих зданий.

Наиболее характерные причины развития неравномерных осадок зданий и сооружений в обобщенном виде приведены в табл. 2.1.

Наиболее характерными признаками недопустимой деформации грунтовых оснований являются:

- неравномерные и местные просадки;

- фактические осадки, превышающие допустимые значения;

- выпирание грунта основания из-под подошвы фундамента.

Степень износа фундаментов, относящихся к различным периодам их возведения, различна и не всегда соответствует возрасту зданий. Износ фундаментов обуславливается двумя группами причин - физико- механическими и механическими.

Физико-механические причины являются результатом взаимодействия материала фундамента с окружающей средой. К ним относятся гниение деревянных элементов фундаментов, выщелачивание вяжущего, разрушение кладки в агрессивной среде, коррозия арматуры, особенно интенсивная при агрессивных подземных водах и блуждающих токах, и т.п.

Таблица 2.1

Основные причины развития неравномерных осадок

Вид осадки

Причины развития неравномерной осадки

Степень влияния указанных причин на развитие неравномерной осадки

1 2 3

Осадка от уплотнения грунта

1. Выклинивание отдельных слоев грунта в пределах контура здания;

2. Линзообразное залегание отдельных видов грунта;

3. Неодинаковая мощность слоёв фунта, залегающих в основании.

4. Неодинаковая плотность фунта или неравномерное распределение в фунте различных включении (торф и др.);

5. Неодинаковые нагрузки па отдельные фундаменты и разные размеры фундаментов при равных контактных давлениях;

6. Неодинаковое влияние соседних фундаментов на осадку фундаментов в средних и крайних частях сооружения;

7. Неодновременное загружение фундаментов в период постройки сооружения;

8. Загружение отдельных фундаментов нагрузкой меньше проектной;

9. Неодинаковое набухание фунта вследствие причин указанных в п.п.

1-4;

Основное влияние. Неравномерность осадки определяется расчетом

Вспучивание фундаментов из-за набухания грунта при уплотнении под нагрузкой

10. Откопка одного котлована на различную глубину;

11. Большее набухание грунта под центральной частью котлована, чем под краями и углами;

12. Различная продолжительность набухания грунта в отдельных частях котлована;

13. Неодинаковое сопротивление фунта сдвигу вследствие причин, указанных в п.п. 1-4;

Незначительное влияние может быть при глубине котлована более 5 м. Незначительное влияние при давлении на подошве меньше 0,1 МПа

Окончание табл. 2.1

1 2 3

Осадка разрушения с пластическими деформациями

14. Неодинаковое развитие зон пластических деформаций вследствие причин, указанных в п. 5,

7, 8;

15. Воздействие метеорологических факторов промерзание и оттаивание грунта в основании при устройстве фундаментов и строительстве зданий, набухание и размягчение грунта в основании при увлажнении его атмосферными волами, высыхание грунта в основании под воздействием солнечной радиации и ветра;

16. Воздействие грунтовых вод: разрушение слоев грунта гиростатическим давлением, разрушение грунта в результате гидродинамического воздействия, суффозия грунта потоком грунтовых вод в котлован или приямки;

Большое влияние при недостатках в организации работ

Осадка разрушения вследствие нарушения структуры грунта при производстве работ

17. Динамическое воздействие на водонасыщенные очень пористые пылеватые и глинистые грунты при перемещении механизмов по дну котлована, при ударах землеройных машин о грунт, например, при разработке прочного или мерзлого грунта; при выполнении взрывных работ около возводимого сооружения

Небольшое влияние

К механическим причинам относятся неравномерные деформации основания и различные внешние воздействия (земляные работы вблизи здания, динамические воздействия транспорта и строительных механизмов, необоснованное увеличение нагрузок и т.д.). Характерными видами разрушения здесь являются расслоение кладки и выкрашивание раствора из швов, трещины в бетонных и железобетонных фундаментах, приводящие к потере не только их прочности, но и жесткости.

Причиной разрушения фундаментов или их преждевременного износа могут явиться и следующие обстоятельства: неудовлетворительное качество строительных материалов; ошибки конструктивного характера при проектировании фундаментов; ошибки технического и технологического характера, допущенные при производстве строительно-монтажных работ (смещение фундаментов с проектной оси, укладка фундаментов на промороженный грунт и т.п.).

Отдельно следует отметить разрушение гидроизоляции фундаментов и нарушение работы дренажей, что особенно важно при

наличии заглубленных помещений. Причиной разрушения гидроизоляции и нарушения работы дренажных систем могут быть как физико-механические, так и механические воздействия на фундамент и дренаж, дефекты смотровых колодцев, засорение дрен и коллекторов, разрушение выпусков дренажа (устья), а последствиями - замачивание материалов фундаментов и их преждевременное разрушение, а также повышенная влажность в помещениях.

Наиболее характерными дефектами и повреждениями фундаментов являются:

- недопустимые значения величин деформаций и смещений

фундаментов в плане и по высоте (наклоны, прогибы, осадки и т.п.);

- трещины, сколы, изломы и вывалы в теле фундаментов;

- оголение арматуры, коррозионные явления в теле железобетонных

фундаментов;

- разрушение материала камней и раствора в швах каменной кладки

фундаментов;

- гниение элементов деревянных фундаментов;

- повреждение вертикальной и горизонтальной гидроизоляций

фундаментов.

2.4.2. Признаки аварийного состояния грунтового основания

Аварийным состоянием грунтового основания является такое его состояние, когда конструкции здания или сооружения, опирающиеся на это основание, находятся в аварийном состоянии по причине неудовлетворительной работы основания.

Следовательно, об аварийности грунтового основания судят по состоянию конструкций, опирающихся на него.

Нормы проектирования оснований зданий и сооружений ограничивают относительную разность осадок, среднюю и максимальную осадку фундаментов. При превышении предельных значений этих деформаций в конструкциях, опирающихся на основание, следует ожидать появления трещин. Однако не всегда при этом наступает аварийное состояние конструкций зданий и сооружений. Во многих случаях происходит лишь нарушение нормальных условий эксплуатации.

Естественное основание, если исключить стихийные бедствия (землетрясение, оползни), может прийти в аварийное состояние в случаях, когда:

- при проектировании здания или сооружения неправильно оценены

прочностные и деформативные свойства грунтов основания;

- нарушена технология котлованных работ;

- допущено замораживание пучинистых грунтов;

- нарушены правила эксплуатации зданий и сооружений.

При реконструкции здания часто устраивают эксплуатируемые технические подвалы вместо существующих ранее полупроходных подполий. При этом обычно углубляют подвал так, что расстояние между подошвой фундамента и поверхностью пола подвала составляет менее 50 см, а иногда подошва оказывается даже выше пола подвала.

В последнем случае всегда наступает аварийное состояние грунтового основания. Если отметка пола подвала приближается к отметке подошвы фундамента на расстояние менее 50 см, то необходимо сделать расчет основания по несущей способности (по первой группе предельных состояний), т.е. проверить основание на возможность выпирания грунтов из-под подошвы фундаментов.

2.4.3. Признаки аварийного состояния фундаментов

Аварийное состояние фундаментов наступает из-за неудовлетворительной работы грунтового основания или из-за недостаточной прочности тела фундамента.

При неудовлетворительной работе грунтового основания в фундаменте образуются сквозные трещины, они обычно сильно раскрыты, редко расположены, пересекают фундамент по всей высоте и заходят в стены.

Эти трещины не всегда приводят к аварийному состоянию надземных конструкций. Трещины вызывают перераспределение усилий по длине фундаментов, что может привести к перегрузке их отдельных участков и их разрушению. Это обычно сопровождается и местными разрушениями тела фундамента у перемычек над проемами. В местах перегрузки образуются слабо раскрытые часто расположенные вертикальные трещины и наблюдается вертикальное расслоение тела фундамента. Последнее определяется при простукивании вертикальных поверхностей фундаментов. В местах расслоения звук при простукивании глухой. Такое состояние участков фундаментов следует считать аварийным.

При недостаточной прочности тела фундаментов в них также появляются часто расположенные слабо раскрытые трещины и наблюдается вертикальное расслоение. Это аварийное состояние.

Появление трещин в стенках фундаментов стаканного типа под отдельные колонны, отсутствие должного омоноличивания стыка колонны с фундаментом следует признать аварийным состоянием фундамента, так как в этом случае не обеспечивается предусмотренная проектом заделка колонны в фундаменте, что приводит к увеличению усилий в отдельных

элементах каркаса. В практике обследования встречался случай, когда в полностью смонтированном двухэтажном каркасном здании заделка колонн в фундамент осуществлялась только с помощью временных деревянных клиньев, без бетона омоноличивания [10].

При реконструкции здания, когда производят углубление подвалов, не всегда обращают внимание на конструкцию фундаментов. В домах постройки прошлых веков часто нижняя часть фундамента выполнялась из камней округлой формы в распор со стенками траншей без применения связующего раствора. Углублять пол при этом ниже верха такой кладки недопустимо.

2.5. Основные дефекты и повреждения строительных конструкций

2.5.1. Дефекты и повреждения железобетонных конструкций

Характерными повреждениями железобетонных строительных конструкций от силовых воздействии являются нормальные и наклонные трещины в элементах конструкций, чрезмерные прогибы, выпучивание сжатой арматуры, выкрашивание бетона в сжатой зоне и др.

Основными дефектами конструкций, возникающими от воздействия внешней среды, является коррозия бетона и арматуры, разрушение материалов от попеременного замерзания и оттаивания и других факторов.

Дефекты, возникающие от воздействия высоких температур, характеризуются, как правило, изменением цвета бетона, образованием на поверхности бетона сетки из мелких трещин с отслаиванием защитного слоя, также появлением в растянутой зоне бетона вертикальных и наклонных трещин, появлением сверхнормативного прогиба и др.

Для железобетонных конструкций факторами, обусловливающими проявление дефектов, могут быть отклонения в качественных показателях бетона, толщины защитного слоя, геометрических размерах конструктивных элементов и узлов их сопряжений и т.д. К повреждениям относятся такие показатели как: появление трещин там, где они не допустимы или чрезмерное раскрытие трещин, чрезмерные прогибы, уменьшение по тем или иным причинам прочности бетона или размеров поперечных сечений и т.д.

В железобетонных конструкциях может иметь место значительное по характеру многообразие трещин. При этом трещины во многих случаях не только допустимы, но и свидетельствуют о нормальной работе конструкций. В целом же ряде случаев трещины являются признаком

неблагополучного состояния конструкций в результате изменения условий работы их элементов и сечений.

Следует различать трещины, появление которых вызвано напряжениями, проявившимися в железобетонных конструкциях в процессе изготовления, транспортировки и монтажа, и трещины, обусловленные эксплуатационными нагрузками и воздействием окружающей среды.

К трещинам, появившимся в доэксплуатационный период, относятся: технологические, усадочные трещины, вызванные быстрым высыханием поверхностного слоя бетона и сокращением объема, а также трещины от набухания бетона; трещины, вызванные неравномерным охлаждением бетона: трещины, возникшие в сборных железобетонных элементах в процессе складирования, транспортировки и монтажа, при которых конструкции подвергались силовым воздействиям от собственного веса по схемам, не предусмотренным проектом.

Технологические дефекты очень разнообразны и зависят от значительного количества факторов и, прежде всего, от таких как: геометрическая форма и размеры конструкции, особенностей армирования, для предварительно напряженных конструкций технологии натяжения и отпуска натяжения арматуры, конструкции опалубочных форм, способа укладки и уплотнения бетона, способа и режима тепловлажностной обработки, профессионального уровня изготовителей и качества их труда, способа транспортировки и монтажа. При изготовлении конструкций возможно образование различных видов трещин. Помимо технологических трещин при изготовлении могут возникнуть дефекты, не имеющие внешнего проявления, но которые при эксплуатации будут способствовать появлению повреждений, выявляемых визуально. Например, заниженная толщина защитного слоя бетона может привести к коррозии арматуры и появлению трещин, направленных вдоль арматуры. Кроме этого, к наиболее характерным дефектам сборных железобетонных конструкций, выпускаемых заводами следует отнести: несоответствие арматурных стержней проекту по диаметрам, количеству или классам стали; снижение классов бетона против проектных; пропуски закладных деталей или их непроектное положение; несоответствие проектному положению или отсутствие выпусков арматуры в стыковых узлах сопряжения элементов.

К трещинам, появившимся в эксплуатационной период, относятся: трещины, возникшие в результате температурных деформаций из-за нарушений требований устройства температурных швов: трещины, вызванные неравномерностью осадок грунтового основания, что может быть связано с нарушением требований устройства осадочных

деформационных швов, проведением земляных работ в непосредственной близости от фундаментов без обеспечения специальных мер; трещины, обусловленные силовыми воздействиями, превышающими несущую способность железобетонных элементов.

В железобетонных конструкциях наиболее часто встречаются

следующие виды трещин:

а). В изгибаемых элементах, работающих по балочной схеме (балки,

прогоны), возникают трещины, перпендикулярные (нормальные) продольной оси, вследствие появления растягивающих напряжений в зоне действия максимальных изгибающих моментов и трещины, наклонные к продольной оси, вызванные главными растягивающими напряжениями в зоне действия существенных перерезывающих сил и изгибаемых моментов.

Нормальные трещины имеют максимальную ширину раскрытия в крайних растянутых волокнах сечения элемента. Наклонные трещины начинают раскрываться в средней части боковых граней элемента - в зоне действия максимальных касательных напряжений, а затем развиваются в сторону растянутой грани.

Образование наклонных трещин на опорных концах балок и прогонов свидетельствует о недостаточной их несущей способности по наклонным сечениям.

Вертикальные и наклонные трещины в пролетных участках балок и прогонов свидетельствуют о недостаточной их несущей способности по изгибающему моменту.

Раздробление бетона сжатой зоны сечений изгибаемых элементов указывает на исчерпание несущей способности конструкции:

б). В плитах возникают следующие трещины:

- в средней части плиты, имеющие направление поперек рабочего

пролета с максимальным раскрытием на нижней поверхности плиты:

- на опорных участках, имеющие направление поперек рабочего

пролета с максимальным раскрытием на верхней поверхности плиты;

- радиальные и концевые, с возможным отпаданием защитного слоя

и разрушением бетона плиты:

- вдоль арматуры по нижней плоскости стены.

Трещины на опорных участках плит поперек рабочего пролета свидетельствуют о недостаточной несущей способности по изгибающему опорному моменту.

Характерно развитие трещин силового происхождения на нижней поверхности плит с различным соотношением сторон. При этом бетон сжатой зоны может быть не нарушен. Смятие бетона сжатой зоны указывает на опасность полного разрушения плиты:

в). В колоннах образуются вертикальные трещины на гранях колонн и горизонтальные.

Вертикальные трещины на гранях колонн могут появляться в результате чрезмерного изгиба стержней арматуры. Такое явление может возникнуть в тех колоннах и их зонах, где редко поставлены хомуты.

Горизонтальные трещины в железобетонных колоннах не представляют непосредственной опасности, если ширина их невелика, однако через такие трещины могут в арматуру попасть увлажненный воздух и агрессивные реагенты, вызывая коррозию металла.

Появление продольных трещин вдоль арматуры в сжатых элементах свидетельствует о разрушениях, связанных с потерей устойчивости (выпучиванием) продольной сжатой арматуры из-за недостаточного количества поперечной арматуры.

г). Появление в изгибаемых элементах поперечной, практически перпендикулярной продольной оси элемента, трещины, проходящей через все сечение, может быть связано с воздействием дополнительного изгибающего момента в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости действия основного изгибающего момента (например, от горизонтальных сил, возникающих в подкрановых балках). Такой же характер имеют трещины в растянутых железобетонных элементах, но при этом трещины просматриваются на всех гранях элемента, опоясывают его;

д). Трещины на опорных участках и торцах железобетонных конструкций.

Обнаруженные трещины у торцов предварительно напряженных элементов ориентированные вдоль арматуры, указывают на нарушение анкеровки арматуры. Об этом же свидетельствуют и наклонные трещины в приопорных участках, пересекающие зону расположения предварительно напряженной арматуры и распространяющиеся на нижнюю грань края опоры.

е). Элементы решетки раскосных железобетонных ферм могут испытывать сжатие, растяжение, а в опорных узлах - действие перерезывающих сил. Появление горизонтальных трещин в нижнем преднапряженном поясе свидетельствует об отсутствие или недостаточности поперечного армирования в обжатом бетоне. Нормальные (перпендикулярные к продольной оси) трещины типа появляются в растянутых стержнях при необеспеченности трещиностойкости элементов. Появление повреждений в виде лещадок свидетельствует об исчерпании прочности бетона на отдельных участках сжатого пояса или на опоре.

Дефекты в виде трещин и отслоения бетона вдоль арматуры железобетонных элементов могут быть вызваны и коррозионным разрушением арматуры. В этих случаях происходит нарушение сцепления продольной и поперечной арматуры с бетоном. Нарушение сцепления арматуры с бетоном за счет коррозии можно установить простукиванием поверхности бетона (при этом прослушиваются пустоты).

Продольные трещины вдоль арматуры с нарушением сцепления ее с бетоном могут быть вызваны и температурными напряжениями при эксплуатации конструкций с систематическим нагревом свыше 300 °C или последствиях пожара.

В изгибаемых элементах, как правило, появлению трещин способствует увеличение прогибов и углов поворота. Недопустимыми (аварийными) можно считать прогибы изгибаемых элементов более 1/50 пролета при ширине раскрытия трещин в растянутой зоне более 0,5 мм.

Наиболее часто встречающимися случаями отступлений от технических условий монтажа конструкций являются:

- отклонение от вертикальности установленных колонн;

- неустановка монтажных связей по колоннам на время монтажа;

- несовпадение оголовков колонн в стыках;

- смещение колонн, ригелей, балок и ферм и т.п. от оси;

- несоблюдение высотных отметок колонн и их консольных

выступов;

- недостаточные длины опирания элементов;

- непроектное расположение плит по маркам в различных зонах

покрытий и перекрытий, их зазоров в стыках, отсутствие связывающих деталей;

- нарушение последовательности монтажа сборных элементов и в

результате этого образование в них недопустимых по раскрытию трещин и прогибов, их смещения и подвижки;

- низкое качество монтажных соединений и последующей их

заделки, некачественное выполнение сварных соединений;

- механические повреждения в виде трещин и сколов бетона и др.

К наиболее серьезным повреждениям, возникающим при неправильной эксплуатации конструкций и от агрессивного воздействия производственной среды, относятся:

- потеря поверхностными слоями бетона конструкций защитных

свойств по отношению к арматуре;

- коррозия арматуры и отслаивание в связи с этим бетонных

защитных слоев;

- образование в элементах конструкций различных трещин;

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 125 6 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]