Основные методы восстановления и усиления фундаментов эксплуатируемых зданий

Основные методы восстановления и усиления фундаментов эксплуатируемых зданий включают инъекцию цементных растворов, использование специальных опорных элементов, а также замену или укрепление грунтовой основы. Инъекционные методы позволяют заполнить пустоты и повысить несущую способность фундамента, что особенно актуально для зданий с устоявшимися деформациями.

Кроме того, применение усиленных бетонных плит или свайных систем способствует равномерному распределению нагрузки и снижению рисков просадки. Эти методы помогают не только восстановить функциональность построек, но и продлить их эксплуатационный срок, что важно для обеспечения безопасности и комфорта обитателей.

Ремонт и усиление фундаментов зданий и сооружений

Способ усиления фундаментов выбирается в зависимости от величины и характера нагрузок, грунтовых и гидрологических условий площадки, конструктивных особенностей фундаментов и всего здания в целом.

Основные причины неудовлетворительного состояния фундаментов зданий представлены в табл. 4.2, а основные методы восстановления и усиления фундаментов эксплуатируемых зданий приведены в табл. 4.3.

Основные причины неудовлетворительного состояния фундаментов зданий

Характеристика несоответствия условиям эксплуатации и последствия

Не приняты во внимание все особенности грунтов оснований, включая локальные включения. Например, наличие насыпных грунтов, обладающих сверхнормативными осадками и менее стойких к воздействию протечек хозяйственных вод из неисправных систем инженерных коммуникаций
Несоблюдение установленной глубины заложения (опасность пучения и неравномерных осадок при оттаивании)
Наличие двух рядом расположенных фундаментов, значительно отличающихся глубиной заложения

Характеристика несоответствия условиям эксплуатации и последствия

Нарушение структуры грунтов под фундаментами (например, расположение глинистых грунтов под подошвой фундамента, заложенного на недостаточную глубину)
Использование в технологическом процессе возведения фундаментов машин и механизмов с динамическим характером воздействия на массив грунта (опасным, например, в отношении водонасыщенных пылеватых грунтов)
Засыпка пазух котлованов водопроницаемыми грунтами
Некачественное выполнение отмосток и придомовых замощений
Выполнение ремонтно-строительных работ с нарушением технологии (скажем, устройство проемов в фундаментах без предварительной установки разгружающих балок или отрыв котлованов около существующих фундаментов на глубину, превышающую проектную)

Вымывание, унос (суффозия) или разжижение грунтов при неисправности подземных инженерных систем (водоснабжения, канализации, теплотрасс)
Систематическое замачивание грунтов основания из-за неудовлетворительного состояния отмосток, систем удаления ливневых вод и пр.
Увеличение глубины подвальных помещений с нарушением нормируемого перепада отметок между подошвой фундамента и подготовкой под полы подвала (менее 500 мм)
Перераспределение нагрузок на фундаменты без учета их действительной несущей способности
Устройство пристроек и надстроек без выполнения поверочных расчетов оснований и фундаментов

Основные методы восстановления и усиления фундаментов эксплуатируемых зданий

Метод восстановления или усиления фундамента

Укрепление кладки фундамента без расширения подошвы

Нагнетание (инъекции) цементного раствора в трещины и пустоты в теле фундамента

Снижение прочности кладки

Метод восстановления или усиления фундамента

Исходное состоя- ние фундамента

Штукатурка или торкретирование

Снижение прочности наружного слоя массива фундамента, расслоение кладки

Устройство железобетонных или металлических обойм усиления (в том числе и напрягаемых для столбов простенков)

Недостаточная несущая способность, возможное увеличение нагрузки

Устройство по периметру фундамента приливов-башмаков из монолитного или сборного железобетона

Фундамент находится в удовлетворительном состоянии или предварительно выполнено укрепление цементацией

Передача нагрузки на нижележащие слои грунта

Устройство выносных (набивных или винтовых) свай с включением в работу поперечных балок усиления

То же. Прочный грунт расположен глубоко от подошвы фундамента

Устройство опускных колодцев

То же. Фундамент находится в удовлетворительном состоянии

Подводка новых конструктивных элементов (столбов или сплошной плиты) с предварительным вывешиванием участков стен в местах выполнения работ

Углубление подвала. Устройство пристроек,встроек и подземных сооружений

Методом, обеспечивающим усиление слабого, пониженной прочности или частично разрушенного фундамента, является наращивание фундамента бетоном и железобетоном. Этим достигается увеличение площади опирания фундамента на грунт, а также повышение прочности фундамента, окруженного оболочкой (рис. 4.4—4.6). Такой метод наилучшим образом пригоден для ленточных и столбчатых фундаментов.

Наиболее широко применяется усиление фундаментов железобетонными обоймами, устраиваемыми как без увеличения фундамента и без увеличения площади подошвы, так и с ее увеличением. Обойма выполняется на всю или часть высоты фундамента. Обоймы могут быть бетонные и железобетонные, охватывая усиливаемый фундамент и обжимая его при усадке бетона.

Для обеспечения сцепления бетона обоймы и существующего фундамента поверхность последнего очищается, обрабатывается для придания шероховатости; у бутовых фундаментов расчищаются швы. При необходимости дополнительного усиления сцепления устраиваются шпуры (перфораторами), в которые заделываются анкерные стержни. В ленточных фундаментах противоположные стенки обоймы соединяются анкерами или балками. Для бетонных обойм применяют бетон класса не ниже В 12,5 с мелким

Рис. 4.4. Уширение опорной площади ленточных фундаментов установкой сборных железобетонных элементов:

1 — усиливаемый фундамент; 2 и 3 — элементы уширения соответственно до и после раздвижки; 4 — отверстие, заделываемое жидким цементным раствором под давлением; 5 — анкер; 6 — зоны уплотненного грунта;
7 — кирпичная стена; 8 — бетон из мелкого заполнителя

Рис. 4.5. Уширение опорной площади ленточных фундаментов устройством приливов из бетона с установкой металлических балок и штырей:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — кирпичная стена; 3 — приливы из бетона; 4 — металлические балки, устанавливаемые в пробитые отверстия; 5 — металлические штыри из арматурной стали; 6 — металлические балки, закрепляемые с помощью сварки к поперечным балкам; 7 — зоны уплотненного грунта гравием, хорошо подвижный. Уплотнение бетонной смеси производят игловибратором или простым штыкованием.

Усиление фундаментов производят захватами длиной 1,5—2 м для исключения нарушения устойчивости слабой безрастворной (ослабленной) кладки фундаментов. Работы выполняют на 2—3 захватках. Другими способами усиления и укрепления тела бутовых и кирпичных фундаментов является инъецирование цементным и силикатно-полизапианитным раствором, торкретированием бетоном. Данный метод позволяет с наименьшими затратами материалов восстановить тело фундамента без увеличения сечения (рис. 4.7—4.9).

Рис. 4.6. Уширение опорной площади ленточных фундаментов устройством одностороннего бетонного банкета:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — монолитный бетонный банкет; 3 — несущая балка; 4 — подкос; 5 — анкер; 6 — упорный уголок; 7 — распределительная балка; 8 — кирпичная стена

Рис. 4.7. Закрепление бутовой (кирпичной) кладки фундамента цементацией и силикатно-полизацианитным раствором:

1 — усиливаемый фундамент; 2 — инъекторы для нагнетания жидкого цементного раствора; 3 — наплывы раствора; 4 — кирпичная стена

Рис. 4.8. Устранение разрыва ленточного фундамента цементным раствором: 1 — усиливаемый фундамент; 2 — разрыв фундаментов в следствие морозного пучения и просадки грунта основания; 3 — жидкий цементный раствор; 4 — инъекторы; 5— непучинистый грунт; 6 — кирпичная стена

Рис. 4.9. Закрепление бутовой (кирпичной) кладки фундамента торкретбетоном:

1 — существующий фундамент, имеющий расслоение бутовой (кирпичной) кладки; 2 — набрызг бетонной смеси под высоким давлением;
3 — торкретированная поверхность фундамента; 4 — цемент-пушка для набрызга бетонной смеси; 5 — кирпичная стена; 6 — вскрытый пазух фундамента

Для увеличения несущей способности фундаментов в отдельных случаях используют глубоко залегающие прочные грунты, применяя сваи различного типа. Этот способ особенно оправдан при высоком уровне грунтовых вод. Сваи выполняются выносными или подводятся под подошву фундамента.

При усилении ленточных фундаментов выносные сваи размещаются либо с одной в виде консольной системы, либо с двух сторон (рис. 4.10). Головы свай с усиливаемым фундаментом соединяются ростверками в виде железобетонных поясов для ленточных фундаментов или железобетонными обоймами — для столбчатых.

Рис. 4.10. Усиление ленточных фундаментов передачей нагрузки на сваи:

1 — усиливаемый ленточный фундамент; 2 — буронабивные железобетонные сваи; 3 — железобетонная обойма; 4 — основная рабочая арматура усиления; 5 — отверстие, проделываемое в швах между фундаментными блоками; 6 — кирпичная стена

Передача части нагрузки на выносные сваи выполняется также балками, проходящими через фундамент. Сложность усиления фундаментов состоит в необходимости вскрытия полов и отрывки фундаментов вручную.

При наличии перегруженного грунта основания может возникнуть необходимость изменить тип фундамента. Например, вместо столбчатых отдельных фундаментов произвести переустройство их в ленточные или ленточные фундаменты превратить в сплошную плиту в зданиях с подвалами. Под дополнительную ленту или плиту до несущего грунта насыпается гравий или укладывается тощий бетон.

Грунт вблизи фундамента можно вынимать только отдельными участками. В качестве дополнения к фундаменту устраивают буронабивные сваи небольшого размера. Их разгружающая способность такая же, как и у дополнительных фундаментов.

Последовательность работ по усилению фундаментов с ушире- нием подошвы должно выполняться в следующей последовательности:

фундамент отрывается участками с обеих сторон;
пробиваются отверстия для пропуска металлических балок и арматурных элементов; после их установки отверстия тщательно заделывают мелкозернистым бетоном;
для сборных железобетонных приливов заделываются анкеры либо пропускаются стяжные шпильки;
поверхность существующих фундаментов очищается от грязи металлическими щетками, продувается струей сжатого воздуха и перед укладкой монолитного бетона обильно смачивается водой или цементным молоком;
уплотняется грунт основания в местах расположения приливов;
устанавливается арматура, опалубка и укладывается бетон.

Разгружение фундаментов применяется для усиления фундаментов,

потерявших прочность. Фундаментную ленту усиливают установкой стальных балок, подкосов, разгрузочных железобетонных плит, передачей нагрузки на сваи. Метод передачи нагрузки на сваи предполагает использование вновь устраиваемых свай (как вариант — опускных колодцев).

Подошва фундамента не затрагивается (за исключением случаев, когда поперечные опорные балки или опускные колодцы находятся под подошвой). Смысл усиления — это перенос фундамента на выносные сваи или подведение свай под подошву фундамента. Для передачи нагрузки от усиливаемых фундаментов на сваи используют систему монолитных железобетонных (или стальных омоноличивае- мых) поперечных балок.

При расчетах работа грунта основания под существующими фундаментами не учитывается. Предполагается, что вся нагрузка должна восприниматься вновь устраиваемыми элементами усиления существующего фундамента. В рассматриваемом решении применяются сваи различной конструкции: буронабивные; короткие залавливаемые; составные из отдельных звеньев; винтовые и буроинъекционные.

Усиление столбчатых фундаментов возможно переустройством их в ленточные при значительных неравномерных деформациях. При этом методе между существующими фундаментами выполняется железобетонная стенка в виде перемычки. Нижняя часть стенки может выполняться уширенной. Нижняя часть перемычки подводится под существующий фундамент.

Усиление фундаментов под колоннами и столбами путем увеличения площади подошвы выполняется и устройством обойм усиления, охватывающих существующие конструкции со всех сторон. По уступам существующего фундамента забивают штыри (диаметром 12—16 мм с шагом 200—250 мм) или пробивают горизонтальные штрабы (борозды), в которых размещают стальные балки. Наружное расположение разгружающих балок (т.е. не заводя их в штрабы) допускается при высоте обоймы усиления больше 2 м. Разгружающие балки расклиниваются в теле существующего фундамента с помощью обрезков металла и привариваются к вертикальным элементам армирования обойм усиления.

Фундаменты мелкого заложения можно усиливать, уширяя и углубляя их путем подведения конструктивных элементов (блоков, железобетонных плит, столбов). Углубление фундаментов и подводку столбов, как правило, выполняют в сухих и маловлажных грунтах.

Способы реставрации фундамента

Фундамент – опора здания, важнейший элемент, от которого зависит состояние всего сооружения. Поведение этой конструкции в ходе эксплуатации чрезвычайно сложно смоделировать, поскольку на нее постоянно действуют трудно просчитываемые факторы. Сбои в нормальной работе фундамента редко сопровождаются серьезным разрушением здания, однако отсутствие своевременного ремонта в перспективе обернется достаточно печальными последствиями.

Как понять, что фундаменту нужен ремонт

Реставрация фундамента – процедура дорогая и трудоемкая, поэтому решение о ремонте принимается после тщательного обследования конструкций, которое бывает плановым и внеплановым. Поводом для экстренной проверки является просадка здания, появление трещин в стенах и цоколе, проблемы с открыванием-закрыванием окон и дверей, а также ряд других причин.

Первичное плановое обследование на эксплуатируемых объектах проводится не позже двух лет с даты ввода в эксплуатацию. Последующие проверки организуются не реже одного раза в десять лет, а при жестких эксплуатационных условиях – в пять лет. За состоянием фундамента на уникальных объектах наблюдают постоянно.

Обследование на незавершенных или брошенных объектах проходит при возобновлении строительства. Проверка обязательна, если с момента консервации прошло более трех лет либо ею вообще не занимались.

Принципы обследования едины для всех зданий, процедура осуществляется поэтапно. Реальный объем мероприятий зависит от конструктивного решения фундамента, уровня износа, наличия проектной и исполнительной документации.

Как выбрать способ реставрации и подготовиться к ней

Прежде чем приступить к ремонту, проводят инженерные изыскания, цель которых – определить причины и характер повреждений, категорию грунта основания, условия работ. По результатам изысканий составляется технический отчет с заключением о возможности реставрации фундамента. На основе сделанного анализа вырабатывается перечень восстановительных мероприятий. К ремонту приступают только при наличии утвержденного проекта.

На подготовительном этапе также необходимо выявить и устранить причины, которыми вызвано разрушение фундамента. В первую очередь речь идет о воздействии грунтовых вод, проблемах с дренажной системой, промерзании или ослаблении грунта основания. Без реализации подобных мероприятий результат реставрации будет во многом нивелирован.

Торкретирование

Этим способом пользуются, если повреждения незначительны. Как правило, к торкретированию прибегают при ремонте фундамента из бутовой или кирпичной кладки, в легкой степени затронутой выветриванием, и при отсутствии крупных трещин.

Конструкцию восстанавливают путем нанесения на боковую поверхность цементно-песчаного раствора или бетона. Нанесенный слой помимо того, что укрепляет фундамент, играет роль вертикальной гидроизоляции и защищает от неблагоприятного воздействия грунтовых вод.

Растворная смесь подается торкрет-установкой и наносится на рабочее основание струей сжатого воздуха. Состав соприкасается с поверхностью на большой скорости, в результате контакта происходит сильное уплотнение.

В чем плюсы торкретирования:

Растворная смесь проникает даже в микроскопические трещины
Защитный слой при таком нанесении намного сильнее сцепляется с основанием, более долговечен, отличается повышенной водонепроницаемостью и морозостойкостью
Прочность нанесенного слоя выше даже по сравнению с вибрационным бетоном с очень мелким заполнителем

Торкретирование выполняется по арматурной сетке, закрепленной на поверхности фундамента анкерами и проволокой. На бетонном основании, чтобы сцепление было крепче, устраиваются насечки.

Недостаток пространства не мешает процессу нанесения растворной смеси. Оборудование компактно, смесь поступает по гибкому шлангу. Торкретирование обычно сочетается с другими мерами укрепления фундамента.

Усиление обоймой

Подобный метод применяется при появлении трещин в конструкциях по причине неравномерной осадки, а также при существенном увеличении нагрузок на фундамент. Усиление обоймой широко популярно на практике, это самый простой и надежный способ реставрации после инъектирования.

Обойма представляет собой рубашку из бетона или железобетона, сооруженную с одной или двух сторон конструкции. Ее можно устроить на всю высоту фундамента или частично, в зданиях с подвалом и без. Жесткая связка со старым фундаментом происходит при помощи шпоночного соединения в виде бетонного зуба, металлических балок или анкерных стержней, а также за счет неровностей кладки либо нанесения насечек на рабочую поверхность.

Обоймы без увеличения площади подошвы устраиваются редко. Это происходит, если фундамент недостаточно прочен, но состояние самой подошвы и грунтового основания не вызывает подозрений. Обоймы с уширенной подошвой используют, если нужно увеличить нагрузку на фундамент при нехватке несущей способности грунтового основания.

Перекладка ленточного фундамента

При локальных разрушениях такой фундамент может быть заменен частично. В этом случае перекладка осуществляется без временного крепления стен.

Если конструкция существенно ослаблена, а нагрузка растет, ленточный фундамент требуется полностью разобрать и возвести новый, более заглубленный. Тут уже конструкцию приходится разгружать путем вывешивания стен.

Для этого в стенах пробивают отверстия и пропускают через них железобетонные или стальные балки. В качестве опор для балок используют шпальные клетки либо домкраты, что удобнее, поскольку позволяет регулировать положение балок.

Замена ведется поэтапно отдельными участками – захватками, чтобы сильно не обнажать конструкцию и избежать новых деформаций. Перекладывать фундамент начинают с углов, общая протяженность одновременно ремонтируемых захваток не превышает 20% периметра. Длина захваток, очередность работы с ними и выбранный вариант крепления фиксируется в проекте.

По окончании перекладки в щель между новым фундаментом и стеной закачивается цементно-песчаный раствор под давлением. Затем траншея засыпается, разгружающие балки демонтируются.

Инъектирование укрепляющим составом

Технология применяется при расслоении фундаментной кладки, появлении трещин в бетоне или на стыках блоков ФБС. Суть этого способа реставрации фундамента состоит в точечной закачке ремонтного состава в тело конструкции под сильным давлением. Закачка происходит через инъекционные приспособления – пакеры, установленные в пробуренных отверстиях – шпурах.

За счет высокой текучести, сравнимой с водой, ремсостав легко проникает даже в мельчайшие поры конструкции. После отверждения образуется прочный водонепроницаемый монолит. Инъектирование – оптимальный способ восстановления фундамента, если дополнительно надо устроить отсечную гидроизоляцию в уже эксплуатируемых зданиях.

Преимущества инъекционной технологии:

Ремонтные работы могут вестись круглый год, эксплуатация сооружения продолжается в прежнем режиме
При ремонте не нужно разбирать конструкцию, что особенно актуально при реставрации объектов культурно-исторического наследия
Земляные работы в ходе восстановительных мероприятий отсутствуют, для гидроизоляции снаружи также не требуется отрывать траншею по периметру здания

Наряду с восстановлением фундамента инъектирование используется для закрепления слабых грунтов основания и создания противофильтрационной завесы для грунтовых вод. Ремонтный состав нагнетается в толщу грунта через пробуренные отверстия – шурфы.

В зависимости от категории грунта в качестве ремсостава используют цементный раствор, жидкое стекло, синтетические смолы или водный раствор аммиака. В крупные полости дополнительно может заливаться горячий битум.

Не откладывайте реставрацию фундамента в долгий ящик, это грозит неприятными последствиями. Заказывайте услуги восстановления, усиления и гидроизоляции строительных конструкций в компании «ИнъектирЪ». Мы применяем в работе комплексный подход и найдем выход из самых сложных ситуаций.

МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИХ РАЗРУШЕНИЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Текст научной работы на тему «МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИХ РАЗРУШЕНИЕ»

4. Металлические конструкции: Учебник для строит, вузов. Под ред. В.В. Горева, 2-е издание. М.: Высшая школа 2001 г. — 551 с.

5. Михайлов А. М. Сварные конструкции. М.: Стройиздат, 1983. — 367 с.

6. Полтораднев А.С. Эффективность балок с гибкой стенкой. — Соискатель, 2010 г. — 46-48 с.

7. Ржаницын А.Р. Составные стержни и пластины. — М.:Стройиздат, 1986. — 316 с.

8. Столбов Н.В. Оценка эффективности применения балок с гофрированной стенкой в сравнении с обычными сварными балками. — 196-199 с.

МЕТОДЫ УСИЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ

НА ИХ РАЗРУШЕНИЕ.

Федотова Екатерина Андреевна

Кубанский Государственный Технологический Университет,

город Краснодар Акопьян Кристина Андреевна

Кубанский Государственный Технологический Университет,

Основания и фундаменты — это важнейшие элементы зданий и сооружений, которые являются сложными техническими системами. Разрушение или значительные деформации оснований и фундаментов чаще всего приводят к выходу из строя (отказу) всего здания. В домостроении, особенно если речь идёт о сооружениях значительного возраста, нередки случаи, когда фундамент начинает разрушаться и требует укрепления. Главное в этом вопросе — вовремя заметить проблему, так как разрушение фундамента — одна из основных причин появления трещин в стенах зданий и сооружений, а также их проседания и полного разрушения. [2, с.412]

Классификация методов восстановления и усиления конструктивных элементов зданий и сооружений:

1) Основание — усиление можно производить с помощью инъекции, дополнительного уплотнения (упрочнения). Восстановить или заменить основание нельзя.

2) Фундаменты — усиление можно произвести устройством обойм, разгрузочными конструкциями, изменением конструктивной схемы. Восстановить фундамент можно с помощью инъекций, штукатурки, гидроизоляции, замену фундамента произвести нельзя.

Усилением называют действия и мероприятия, которые либо изменяют механические свойства самого элемента, либо изменяют конструктивную схему узла, в котором находится ослабленный элемент, разгружая его. Восстановление элемента и продление его сроков службы предполагает приведение его внешнего вида к первоначальному состоянию путём оштукатуривания либо торкретирования, а также удается повысить механические свойства с помощью инъекций или обработкой пропитками глубокого проникновения.

Известно множество случаев замены основания путём полного отрыва здания от цоколя и перемещение его на новый участок. Однако очевидно, что такой способ может в несколько раз превышать стоимость самого здания.

Железобетонные фундаменты бывают трех типов: отдельные — под каждой колонной, ленточные — под рядами колонн и под несущими стенами, сплошные — под всем сооружением. Отдельные устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фундаменты под рядами колонн делают тогда, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг другу (при слабых грунтах и больших нагрузках).

Ленточный фундамент требует укрепления при проявлении вертикальных трещин, которые свидетельствуют о том, что, либо часть фундамента, не выдержав нагрузки, стала погружаться глубже, уводя за собой опирающуюся на неё стену, либо фундамент стал разрушаться под воздействием каких-либо других факторов. Если происходит постепенное погружение всего строения или его части в грунт ниже запланированного уровня без появления трещин, то причиной данной проблемы является неправильный расчёт ширины нижней части подушки фундамента. Для принятия решения об укреплении столбчатого фундамента достаточно таких признаков, как: трещины в стенах при разрушении одного из столбов, перекос строения при погружении столба фундамента под весом здания. Чтобы установить причину появившихся признаков разрушения дома необходимо откопать повреждённую часть фундамента. [1, с.96]

Существует множество факторов, влияющих на разрушение фундамента:

1. Фундамент подвергся долгому воздействию подземных вод и оказался не защищенным от них. Об этом свидетельствует то, что в фундаменте появились разрушения (трещины, углубления, ставшие

видимыми арматурные каркасы и пр.). При этом сам фундамент не углубился в землю (т.е. его нижняя плоскость находится на одной линии с остальной частью фундамента).

2. Вспучивание грунта — это причина характерна для тех фундаментов, которые были недостаточно заглублены. Глубину заложения фундамента можно определить, обратившись к специалистам.

3. Чрезмерный для фундамента вес здания, неправильные расчёты. Признаками этого являются: разрыв — вертикальная трещина в теле ленточного фундамента; чрезмерно заглубленный один столбик, в том случае, если сооружение было возведено на столбчатом фундаменте. [5, с.108]

Причины неудовлетворительного состояния фундаментов эксплуатируемых зданий на сегодняшний день подразделяются на три основные группы:

• Ошибки проектировщиков: недостаточность обследования грунтов, не учтены каверны, мульды и провалы; не соблюдены условия глубины заложения (влияние морозного пучения и осадки); не учтено влияние фундаментов соседних зданий, лежащих на различных глубинах.

• Ошибки производства работы: нарушение структуры грунтов под фундаментами, засыпка не проектных грунтов; использование тяжелой техники с динамическими воздействиями на основания; обратная засыпка пазух котлована водопроницаемыми и мёрзлыми грунтами; некачественное исполнение или разрушение отмостки и придомовых замощений; нарушение технологии ремонтно-строительных работ или их полное игнорирование.

• Ошибки эксплуатации здания: вымывание, унос (суффозия), разжижение грунта от протечек воды и канализации; постоянные замачивания фундаментов и грунтов ливневыми и талыми водами; перераспределение нагрузок на фундаменты без учёта их несущей способности; устройство пристроек и надстроек без выполнения проверочных расчётов.

— Каким образом можно решить проблему по укреплению фундамента?

— Если сооружение имеет больше одного этажа, или его стены выложены из тяжелых материалов, таких как кирпич или блок, то для укрепления фундамента в некоторых случаях необходимо приподнять здание, чтобы вернуть его перекрытиям горизонтальность. Если пострадал фундамент под деревянным зданием, то работы по его укреплению или восстановлению состоят из последовательных действий: строение сначала необходимо приподнять до первоначального горизонтального уровня, затем удалить повреждённую часть фундамента и на месте повреждённой части возвести новый фундамент, при этом ленточный фундамент можно не менять, а усилить его, залив рядом ещё один фундамент так, чтобы под нижней плоскостью старого фундамента оказалась подушка, составляющая единое целое с новым фундаментом. Обе конструкции (старая и новая) должны быть соединены между собой арматурными стержнями. [3, с.13—16]

— Для тех случаев, когда фундамент сооружения оказался недостаточно заглублен, необходимо произвести следующее: приподнять строение таким образом, чтобы его вес не давил на ремонтируемую часть фундамента, забетонировать под ним недостающую часть — фундаментную подушку. Такая операция потребует специального оборудования. Если здание небольшое, то можно сначала выкопать траншею по периметру, постепенно откапывая пространство под фундаментом и заполняя его бетоном. Если сделать это сложно, то можно попробовать способ возведения параллельного фундамента, о котором говорилось выше. По периметру здания следует уложить новую отмостку с внутренним теплоизоляционным слоем. Её ширина не должна быть меньше 1 м. Отремонтированный фундамент обязательно нужно защитить от воздействия грунтовых вод нанесением на его вертикальные поверхности гидроизоляционного состава. [4, с.816]

Основные методы восстановления и усиления фундаментов:

1. Усиление монолитных ленточных фундаментов устройством продольных балок со стойками на ступенях.

2. Увеличение опорной площадки устройством продольных балок на уровне подошвы фундамента.

3. Увеличение опорной площадки фундамента сборными элементами.

4. Устройство продольных балок на ступени фундамента совместно с железобетонной рубашкой.

5. Усиление плитной части фундамента устройством железобетонной обоймы.

6. Увеличение опорной части фундамента сборными элементами с обжатием грунта основания.

7. Увеличение ширины подошвы ленточного фундамента устройством приливов из бетона.

8. Увеличение опорной площадки отдельно стоящего железобетонного фундамента.

9. Усиление фундаментов инъекционными сваями.

10. Устройство буронабивных свай для усиления фундамента.

Чтобы получить бетон, обладающий заданной прочностью, морозостойкостью, жаростойкостью производится подбор необходимых составляющих материалов по количественному соотношению: цементы различного вида, крупные и мелкие заполнители, добавки различного вида, обеспечивающие удобоукладываемость смеси. [6, с.108—110]

Существенно важным фактором, влияющим на структуру и прочность бетона, является количество воды, применяемое для приготовления бетонной смеси. Для химического соединения воды с цементом необходимо, чтобы W/C^0,2, где W — количество воды, С — количество цемента в единице объема бетонной смеси.

По данным исследований поры занимают около трети объема цементного камня. С уменьшением водоцементного отношения пористость цементного камня уменьшается, и прочность бетона увеличивается.

Одним из примеров качественно произведенных работ по восстановлению фундамента может служить Церковь Всех Святых на Кулишках, которая была возведена в конце 16-го века.

За последние четыре столетия поверхностная эрозия грунтов и техногенез погрузили нижний ярус церкви на 4 м ниже сегодняшней дневной поверхности. До начала работ состояние памятника архитектуры оценивалось как аварийное. Под существующими ленточными фундаментами, сложенными из глыб известняка на известково-песчаном растворе, были обнаружены круглые деревянные сваи с деструктированными оголовками. Результатом взаимодействия стен нижнего яруса с техногенными грунтами, ливневыми стоками и паводковыми водами стало переувлажнение, сезонное промерзание стен, разрушение и потеря значительной части несущей способности. Для решения данных проблем специалисты «Реконфисс—Ярославль» предложили произвести реконструкцию фундаментов с устройством технологического этажа для последующего подъема церкви. [7, с.319]

Сначала был демонтирован белокаменный пол нижнего яруса церкви. Для размещения оборудования возле стен были устроены технологические приямки. Затем установкой алмазного сверления без динамических воздействий были высверлены участки фундамента.

После этого, во избежание капиллярного подсоса влаги, в существующую кладку в зоне её контакта с железобетонным поясом нанесли гидроизоляцию. Чтобы предотвратить осадку кладки существующих стен, в устроенный зазор установили распорное устройство. Следующей операцией было армирование и бетонирование верхнего монолитного железобетонного пояса захватками без вывода из эксплуатации значительной части фундаментов. Стыковка арматурных каркасов смежных захваток выполнялась с применением резьбовых соединений. Далее произвелся переход к свайным работам.

Устройство свай проводилось по технологии вдавливания с использованием составных железобетонных элементов. Данная технология наиболее щадящая по отношению к зданию и его эксплуатационному режиму. Кроме того, она позволяет обеспечить контроль несущей способности каждой отдельно взятой сваи.

Для того, чтобы устранить эффект релаксации напряжений, каждая свая была зафиксирована в предварительно напряженном состоянии. Само свайное поле устраивалось по методу последовательного сближения. По окончанию свайных работ грунт внутри нижнего яруса храма был разработан до проектной отметки для устройства дренажа и пола технологического этажа.

Под всем пятном здания был устроен пластовый дренаж, состоящий из подстилающего геотекстиля, дренирующегося слоя щебня, верхнего слоя геотекстиля, бетонной подготовки, пропитки праймером и наплавления рулонной гидроизоляции, силового поля и нижнего монолитного железобетонного пояса.

Монолитное перекрытие технологического этажа опирается на специально предусмотренный паз в верхнем монолитном железобетонном поясе. На этом комплекс работ по реконструкции фундаментов был окончен.

Результатами проведённых работ стали: стабилизация осадок здания, создание под всем зданием единого свайного фундамента на монолитном ростверке, устройство технологического этажа под нижним ярусом церкви для осуществления её подъема. Фирма выполнила весь комплекс работ за полтора года в условиях плотной городской застройки центра Москвы. Представленная технология позволила не выводить здание из эксплуатации за счет использования специального малогабаритного оборудования собственной разработки и щадящих технологических процессов [8].

Таким образом, на сегодняшний день существует множество факторов, влияющих на разрушение фундаментов. При отсутствии необходимых своевременных действий по его восстановлению и укреплению, происходит появление трещин в стенах зданий и сооружений, а Возможно их проседание и полное разрушение. Выявить скрытые признаки деформации фундамента неопытным глазом достаточно сложно, необходимы специальные измерения и обследования. Для того чтобы продлить срок службы фундамента следует периодически проводить осмотр и обследование стен здания, его отделки, это позволит предотвратить преждевременное разрушение фундамента.

1. Абрашитов В.С. «Техническая эксплуатация и обследование строительных конструкций»: учебное пособие. — М.:ИАСВ, 2002. — 96с.

2. Баркан, Д.Д. Динамика оснований и фундаментов / Д.Д. Баркан. — М.: Стройвоенмориздат, 1985. — 412 с.

3. Белый Д.А., Леонова А.Н. Способы усиления фундаментов мелкого заложения/Экологические, инженерно-экономические, правовые и управленческие аспекты развития строительства и транспортной инфраструктуры/Краснодар, 27—28 ноября 2017. — 13—16с.

4. Вильман, Ю. А. Механизированная технология вертикальной планировки и возведение монолитных железобетонных фундаментов зданий. Учебное пособие / Ю.А. Вильман, С.Б. Сборщиков, А.В. Алексанин. — М.: Стройинформиздат, 2015. — 816 с.

5. Коробова О.А., Максименко Л.А., Федорова Т.М. «Экспертиза объектов недвижимости на основе обследования технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений». Учебное пособие. — Новосибирск: НГАСУ, 2005. — 108 с.

6. Поддубский А.В., Леонова А.Н./ Современные технологии строительства фундаментов в сейсмоопасных районах/Актуальные вопросы городского строительства, архитектуры и дизайна в курортных регионах Материалы Третьей Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. 2016. — 108—110с.

7. Шевцов В.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты. Учеб. для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1997. — 319 с.

8. Шишлов С. Б., Кириллов В. М. Инженерная геология и свойства грунтов. — СПб.: СПГУВК, 2005.

ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЖИЛИЩНОЙ АРХИТЕКТУРЫ В

УСЛОВИЯХ ПУСТЫНИ САХАРА

Яссин М. Бенюсеф

Российский университет дружбы народов, Инженерный факультет Кафедра архитектуры и градостроительства 117193 Москва, ул. Миклухо-Маклая,6

TRADITIONAL METHODS FOR HOUSING ARCHITECTURE FORMATION

IN THE SAHARA DESERT

Yassine M. Benyoucef

Postgraduate Student, Architecture and Urban Development Chair, Engineering Faculty,

Peoples’ Friendship University of Russia, Moscow 6 Miklukho-Maklaya str., Moscow, 117193

Аннотация. В статье рассматриваются климатические условия, в которых были построены жилища в пустыне Сахара, а также современные архитектурные и градостроительные методы проектирования жилищ в условиях жаркого сухого климата. Современные архитектурные методы и градостроительные стратегии помогают создать комфортное и долговечное жилище в условиях пустыни и стать источником вдохновения для новых архитектурных проектов.

Abstract. The article discusses the climatic conditions in which the dwellings in the Sahara Desert were built and the important strategies and passive techniques of dwellings design and presents a review of the various techniques developed. These various passive methods and strategies give the Saharan dwellings, adaptation, efficiency, and durability in these hot-arid conditions of the desert and can be a great source of architectural inspiration for new projects.

Ключевые слова: Сахара, климат, индивидуальные дома, народная архитектура.

Keywords: Sahara, climate, individual houses, vernacular architecture.

Сегодня горячие пустыни являются наиболее сложными регионами с точки зрения потребления энергии в зданиях из-за интенсивного спроса на охлаждение, поскольку они испытывают экстремальную максимальную температуру воздуха свыше 50 ° С, растет потребление энергии, и здания несут ответственность за увеличение более чем на 40% мирового потребления энергии [1], климат оказал сильное влияние на формирование пустынного жилья, по этим причинам проблемы проектирования жилья и его адаптации к климату сильно Связаны. В настоящее время большинство городов Сахары потребляют много энергии, и из-за высоких цен на энергоносители эти проблемы привели к переосмыслению дизайна домов.

Сейчас слишком много исследований изучают возможности для разработки новых методов, чтобы сэкономить больше энергии в качестве устойчивых вариантов для зданий за счет их улучшенных энергетических, экологических и тепловых характеристик. В пустыне Сахара средняя эффективная продолжительность инсоляции составляет более 3 978 часов в год, регулярно регистрируется более 10 часов в день, но в центральной Сахаре более 4000 часов дневного светового дня в год (более 11 часов день) [2]. С площадью 9 065 000 км2 и территорией, охватывающей более десяти стран: Алжир, Чад, Мали, Египет, Сенегал, Мавритания, Марокко, Нигер, Ливия, Судан, Тунис и Западная Сахара. Сахара является самой большой горячей пустыней в самая низкая в мире зона снабжения и рассматриваемая как лучшая иллюстрация жарких пустынь в мире, обширная жаркая пустыня, расположенная в северной части африканского континента [3]. В самые жаркие месяцы температура может подняться выше 50 ° С Зарегистрированы единичные суточные колебания от 0,5 ° C до 37,5 ° C [4].

Народная архитектура и урбанизация в Сахаре. Традиционная или Народная архитектура, достигнутая путем проб и ошибок на протяжении многих лет, по своей природе обеспечивает эстетические качества, адаптивность к климату и экономическую осуществимость в отношении окружающей природы,

Эффективные методы восстановления и усиления фундаментов зданий в эксплуатации