Текст книги "Современные работы по закладке фундамента. Виды работ, материалы, технологии"

Автор книги: Валентина Назарова

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 4 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]

Гидроизоляция фундаментов

При возведении фундаментов важно знать местоположение уровня грунтовых вод, а также возможность его повышения или понижения, связанную с застройкой территории.

При высоком стоянии уровня грунтовых или производственных вод, когда последние омывают фундаменты, устанавливается их агрессивность путем лабораторных исследований. Все данные по уровню грунтовых вод и их агрессивности должны быть показаны в инженерно-геологических изысканиях площадки строительства.

Гидроизоляция фундаментов применяется в тех случаях, когда можно ожидать проникновения влаги в подвальные помещения или помещения цокольного этажа, а также в случае возможного разрушения фундаментов агрессивными грунтовыми водами.

Гидроизоляция вертикальных поверхностей фундаментов может выполняться одним из следующих традиционных способов:

• путем обмазки изолируемых поверхностей холодным и горячим битумами или битумными мастиками двумя-тремя слоями;

• путем оклейки изолируемых поверхностей рулонными или листовыми гидроизоляционными материалами – гидроизол, изол, гидростеклоизол, стеклоткань и др.

Гидроизоляция горизонтальных поверхностей может осуществляться путем наклейки на бетонную подготовку ковра из рулонных гидроизоляционных материалов с последующим нанесением на него асфальта, цементной стяжки и др.

В настоящее время все большее применение в качестве гидроизоляции находят рулонные, листовые и жидкие синтетические материалы: этиленовые краски, эпоксидные смолы, перхлорвиниловые эмали, полихлорвинил, винипласт, полиэтилен и др.

К новым материалам относится гидроизолирующая смесь на базе цемента «Гидро-S».

Цемент «Гидро-S» предназначен для производства водонепроницаемых растворов, бетонов и железобетонных конструкций, применяющихся без дополнительной гидроизоляции. Бетоны и растворы приобретают свойства самозалечивания сквозных и несквозных трещин и незначительных дефектов без участия человека. Бетонные растворы на базе цемента «Гидро-S» являются эффективным средством защиты помещения подвала и цокольного этажа от напорных грунтовых вод.

Горизонтальная гидроизоляция стен на отметке – 0, 030 выполняется из двух слоев толя, наклеиваемых на выровненную цементным раствором поверхность слоем битумной мастики.

Выбор того или иного типа гидроизоляции зависит:

• от напора грунтовых вод;

• влажностного режима помещений;

• местных климатических условий;

• возможных силовых воздействий на гидроизоляцию;

• агрессивности воды.

Рассмотрим четыре примера устройства гидроизоляции:

1. Устройство гидроизоляции в фундаментах здания без подвала при отсутствии грунтовых вод ( рис. 14).

В этом случае при отсутствии грунтовых вод достаточно горизонтальной гидроизоляции стен на отметке – 0,030 для защиты стен и помещений 1-го этажа от проникновения снизу капиллярной влаги.

Если грунтовые воды встречены в пределах фундаментов, то кроме гидроизоляции стен на отметке – 0, 030 необходимо еще выполнить оклеечную или обмазочную гидроизоляцию пола 1-го этажа для защиты стен и помещений 1-го этажа от проникновения снизу капиллярной влаги.

Кроме того, если в соответствии с инженерно-геологическими изысканиями грунтовые воды являются агрессивными по отношению к бетону, то необходимо для защиты фундаментов выполнить следующие защитные мероприятия:

• ввести в бетон для фундаментов специальные добавки, нейтрализующие агрессивность воды (для монолитных фундаментов);

• выполнить обмазочную или оклеечную гидроизоляцию вертикальной поверхности фундаментов;

• под фундаментом устроить щебеночную подготовку толщиной 80 мм и пропитать ее битумом или битумной мастикой до полного насыщения.

2. Устройство гидроизоляции в зданиях с подвалом при отсутствии грунтовых вод ( рис. 15).

В этом случае для защиты стен здания и помещений подвала от проникновения капиллярной влаги необходимо предусмотреть следующие мероприятия:

• выполнить горизонтальную гидроизоляцию стен на отметке – 0,30;

• выполнить оклеечную или обмазочную гидроизоляцию пола подвала;

• под фундаментом устроить щебеночную подготовку толщиной 80 мм и пропитать ее битумом или битумной мастикой до полного насыщения;

• боковые поверхности фундаментов окрасить горячим битумом или битумной мастикой за 2 раза.

3. Устройство гидроизоляции в зданиях с подвалом при наличии грунтовых вод.

В этом случае необходимо предусмотреть следующие мероприятия:

• выполнить горизонтальную гидроизоляцию стен на отметке 0,030 для защиты стен и помещений здания от проникновения капиллярной влаги;

• выполнить гидроизоляцию стен и пола подвала.

От проникновения напорных грунтовых вод предлагается два варианта.

Вариант 1с оклеечной гидроизоляцией показан на рис. 16.

Выполнить оклеечную гидроизоляцию боковой поверхности фундаментов и пола подвала из двух слоев гидроизола, гидростеклоизола и др. при высоте уровня грунтовых вод от пола подвала до 1,0 м. При более высоком уровне грунтовых вод на каждый метр высоты грунтовых вод необходимо добавлять один слой оклеечной гидроизоляции.

На боковую поверхность фундамента оклеечная гидроизоляция наклеивается по выровненной поверхности и защищается от повреждений прижимной стенкой (например, кирпичной толщиной ¹/ ₂кирпича).

В полу подвала оклеечная гидроизоляция укладывается на бетонной подготовке из бетона марки не ниже 100 толщиной 100 мм и выравнивающей стяжке из цементного раствора толщиной 25 мм.

Поверх гидроизоляции укладывается защитная стяжка из цементного раствора толщиной 25 мм для предотвращения повреждения гидроизоляции, далее монолитная железобетонная плита для восприятия нагрузки от напора грунтовых вод и, наконец, конструкции пола.

Вариант 2(с использованием цемента «Гидро-S») приведен на рис. 17.

В полу подвала уложить бетонную подготовку из бетона марки не ниже 100 толщиной 100 мм. Выше уложить монолитную железобетонную плиту с использованием цемента «Гидро-S». Далее по стенам и полу подвала уложить слой цементного раствора на базе цемента «Гидро-S» толщиной 30 мм.

4. Гидроизоляцию необходимо выводить на 500 мм выше максимального уровня грунтовых вод.

При выполнении оклеечной работы или обмазочной гидроизоляции необходимо выполнить следующие требования:

• перед наклейкой или обмазкой изолируемые поверхности должны быть тщательно выровнены штукатуркой и огрунтованы разжиженным гидроизоляционным материалом;

• все гидроизоляционные слои обмазочной или оклеечной гидроизоляции должны наноситься со стороны гидростатического давления;

• в оклеечной гидроизоляции необходимо тщательное перекрытие продольных и поперечных стыков.

Для крепления слоев оклеечной гидроизоляции к конструкциям и между собой используется горячий битум.

Приведенные выше примеры устройства гидроизоляции подвала при наличии грунтовых вод выше пола подвала показывают, насколько это трудоемкое и дорогостоящее дело. Поэтому подвал целесообразно устраивать только в том случае, если грунтовые воды залегают на глубине 0,5–1,0 м от пола подвала, в противном случае от устройства подвала лучше отказаться.

Деформация оснований

При строительстве зданий и сооружений деформация оснований, фундаментов и надфундаментных конструкций должна быть в пределах, при которых осуществляется нормальная эксплуатация объектов и отсутствуют недопустимые перемещения (садки, крены, трещины, расстройство соединений и т. д.).

Вертикальные деформации основания подразделяются на:

• осадки – деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренными изменениями его структуры;

• просадки – деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительно с ним действующих факторов, таких, как например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замершем грунте ит. п.;

• набухание и усадки – деформации, связанные с изменением объема некоторых видов глинистых грунтов при изменении их влажности, температуры (морозное пучение) или воздействий химических веществ;

• оседания – деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий и т. п.

Деформации основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два основных вида.

1-й вид –деформации грунтов от нагрузок, передаваемых на основание зданием или сооружением (осадки и просадки);

2-й вид –деформации, не связанные с нагрузкой от здания или сооружения и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, набухания и усадки).

Наиболее опасными для зданий и сооружений являются неравномерные деформации основания.

Основными причинами неравномерных деформаций основания являются следующие:

1. Для деформаций основания 1-го вида:

• изменение снижаемости обычных грунтов I типа по просадочности из-за неоднородности, выклинивания и непараллельности залегания отдельных слоев, наличия линз, прослоек и других включений, неравномерного уплотнения грунтов, в том числе искусственных подушек, и т. д.;

• особенность деформирования основания как сплошной среды, которая проявляется, например, в том, что осадки основания происходят не только в пределах площадки загружения, но и за ее пределами;

• неравномерное увлажнение грунтов, в том числе просадочных, набухающих и засоленных в пределах деформируемой зоны основания;

• различие величин нагрузок на отдельные фундаменты, их размеров в плане и глубины заложения;

• неравномерное распределение нагрузок на территории в непосредственной близости от сооружения;

• нарушения правил производства строительных работ, приводящие к ухудшению свойств грунтов, ошибки, допущенные при инженерно-геологических изысканиях и проектировании оснований и фундаментов, также нарушение предусмотренных проектом условий эксплуатации здания и сооружения.

2. Для деформации основания 2-го вида:

• замачивание или существенное повышение влажности грунтов на площадках II типа по просадочности;

• подземные горные выработки;

• изменение температурно-влажностного режима некоторых видов грунтов (например, набухающих), изменение гидрогеологических условий площадки;

• влияние динамических воздействий (например, от проходящего по рядом расположенной дороге тяжелого транспорта).

Таким образом, среди перечисленных причин неравномерных деформаций основания, которые необходимо учитывать, имеются не только инженерно-геологические и гидрогеологические факторы, но также конструктивные и технологические особенности строящихся зданий и сооружений, способы производства работ по устройству оснований и фундаментов, особенности эксплуатации зданий и сооружений.

Исходя из изложенного, очень важно, чтобы инженерно-геологические изыскания и расчеты строительной части (фундаменты, стены и т. д.) были выполнены специалистами, имеющими профессиональную подготовку, ведь те большие средства, которые вкладываются в капитальное строительство, могут быть потеряны, если здание или сооружение начнет деформироваться (трещины, осадки и др.) из-за некачественно проведенных изысканий и расчетов (или их отсутствия).

Особенно это касается строительства коттеджей ввиду их большой стоимости.

Проектные решения фундаментов

Мероприятия, направленные на снижение влияния деформаций оснований, можно квалифицировать следующим образом – проектные решения фундаментов; специальная подготовка и уплотнение грунтов основания; предохранение грунтов от изменения строительных свойств, а также конструктивные и строительные.

Если в процессе проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений окажется, что определенные расчетом деформации основания недопустимы или что несущая способность основания недостаточна, должны быть рассмотрены возможность и целесообразность увеличения размеров фундаментов и их глубины заложения либо перехода на иные типы фундаментов, обладающих большей способностью к выравниванию неравномерных деформаций( например, ленточных фундаментов взамен столбчатых и пр.) или применения:

• мероприятий по уменьшению возможных деформаций основания либо увеличению его несущей способности;

• конструктивных мероприятий, уменьшающих чувствительность зданий и сооружений к повышенным деформациям оснований;

• строительных мероприятий, снижающих влияние деформаций основания на здание или сооружение.

Специальная подготовка основания

Специальная подготовка основания применяется для изменения физико-механических свойств грунтов природного залегания или замены грунтов с неудовлетворительными строительными свойствами на грунты с лучшими прочностными и деформационными характеристиками.

Подготовка основания осуществляется:

• уплотнением части или всего грунта основания с неудовлетворительными строительными свойствами;

• полной или частичной (в плане и по глубине) заменой грунтов основания с неудовлетворительными строительными свойствами путем устройства подушки из песка, гравия, щебня или других аналогичных грунтов;

• устройством насыпей, служащих распределительными подушками под фундаментами зданий и сооружений;

• искусственным закреплением грунтов химическим, электрохимическим, термическим и другими способами.

Уплотнение грунтов основания

Уплотнение грунтов основания выполняется:

• трамбованием тяжелыми трамбовками для ликвидации просадочных свойств в верхней зоне просадочной толщи или дополнительного уплотнения недостаточно плотных, например, насыпных грунтов (поверхностное уплотнение);

• грунтовыми сваями, применяемыми преимущественно для ликвидации просадочных свойств грунтов на большую глубину (глубинное уплотнение до 15 м);

• предварительным замачиванием грунтов основания, применяемым преимущественно для уплотнения просадочных грунтов и ликвидации просадочных или набухающих свойств грунтов;

• постоянным или временным водопонижением;

• поверхностным уплотнением песчаных грунтов с использованием вибрационных машин, виброкатков и др.

Способы предохранения грунтов, связанные с изменением их свойств

Мероприятия, предохраняющие грунты от изменения их строительных свойств в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений, а также от изменения нагрузок, против принятых в проекте включат в себя:

• водозащитные мероприятия, обеспечиваемые соответствующей компоновкой генеральных планов, планировкой территории, устройством отмосток вокруг зданий и сооружений, размещением на безопасных расстояниях водоводов и емкостей для воды, не допускающих утечки, устройством в основании зданий и сооружений маловодопроницаемых экранов из уплотненного грунта, организацией контроля за утечкой воды и других жидкостей и т. п.;

• мероприятия, направленные на сохранение природной структуры и состояния грунтов основания под влиянием атмосферных воздействий и грунтовых вод, динамических воздействий от работы землеройных и транспортных машин и т. д.;

• мероприятия, исключающие возможность изменения (против принятых в проекте) нагрузок на фундаменты вследствие односторонней пригрузки или обнажения фундаментов, перегрузки основания, а также бровок откосов отвалами грунта, строительными материалами, конструкциями и изделиями и т. п.

Конструктивные мероприятия

Конструктивные мероприятия, снижающие чувствительность зданий и сооружений к повышенным деформациям оснований, включают в себя:

• повышение прочности и общей пространственной жесткости зданий и сооружений, достигаемое устройством поэтажных железобетонных или армокаменных поясов, разрезкой зданий и сооружений на отдельные отсеки ограниченной длины, назначением вида и степени армирования конструкций в соответствии с результатами расчета зданий и сооружений на возможные деформации основания, усиленной анкеровкой и замоноличиванием сборных и сборно-монолитных элементов, усилением фундаментно-подвальной части зданий и сооружений с применением монолитных и сборномонолитных ленточных фундаментов, перекрестных лент или плитных фундаментов, устройством подвалов и подполий под всей площадью зданий и сооружений или отдельных отсеков и др.;

• увеличение податливости зданий и сооружений за счет применения гибких или разрезных конструкций, если это позволяют технологические требования; при этом необходимо предусматривать меры по обеспечению устойчивости отдельных элементов конструкций при повышенных деформациях оснований, увеличения площадей опирания отдельных конструктивных элементов (балок, плит перекрытия и т. д.), влаго– и водонепроницаемости стыков между взаимно перемещающимися элементами конструкций;

• устройство приспособлений для выравнивания конструкций зданий и сооружений при повышенных деформациях основания;

• мероприятия, обеспечивающие нормальную работу оборудования при деформациях основания (например, принятие соответствующих габаритов приближения котельного оборудования к строительным конструкциям).

Выбор одной из групп мероприятий или их сочетания производится в зависимости от конструктивных особенностей зданий и сооружений, а также их технологического назначения и условий эксплуатации.

В зависимости от конструктивных особенностей и чувствительности к неравномерным деформациям грунтов основания здания и сооружения подразделяются на:

• жесткие – малочувствительные к неравномерным деформациям грунтов, которые оседают как одно пространственное целое, равномерно или с креном и в которых возникающие дополнительные усилия от неравномерных деформаций полностью воспринимаются конструкцией (например, дымовые трубы, водонапорные башни и т. п.);

• относительно жесткие – чувствительные к неравномерным деформациям грунтов, состоящие из жестко связанных между собой элементов, взаимное смещение которых приводит к значительным дополнительным усилиям в конструкциях (например, жилые дома, хозяйственные постройки и т. п.);

• податливые и гибкие – элементы которых шарнирно связаны между собой и взаимные смещения которых вследствие неравномерных деформаций грунтов оснований не приводят к существенным дополнительным усилиям в конструкциях (например, одноэтажные хозяйственные постройки каркасного типа).

Мероприятия по повышению прочности и общей пространственной жесткости зданий и сооружений включают:

• разрезку зданий и сооружений осадочными швами на отдельные отсеки;

• устройство армированных поясов;

• изменение вида и степени армирования отдельных железобетонных элементов;

• усиление прочности стыков между отдельными элементами конструкций;

• устройство жестких горизонтальных диафрагм из сборных железобетонных элементов;

• усиление фундаментно-подвальной части зданий и сооружений путем применения монолитных или сборно-монолитных фундаментов.

Здания и сооружения в плане проектируются такой конфигурации, при которой обеспечивается возможность их разрезки осадочными швами на отдельные достаточно жесткие и прочные отсеки прямоугольной формы в плане.

Осадочные швы, как правило, должны располагаться в местах резкого изменения высоты зданий и нагрузок на фундаменты, изменения толщины слоя просадочных грунтов и конструкции фундаментов, у поперечных стен и т. п.

Расстояние между осадочными швами назначается по расчету и ориентировочно принимается равным 20,0–40,0 м.

Конструкция осадочных швов принимается такой, при которой обеспечивается возможность вертикальных и горизонтальных перемещений отдельных отсеков.

В местах устройства осадочных швов обычно делаются парные стены или колонны.

Осадочные швы должны, как правило, разделять смежные отсеки зданий по всей высоте, включая кровлю и в отдельных случаях фундаменты. При одинаковых нагрузках на фундаменты смежные стены допускается ставить на общую фундаментную подушку.

Армированные пояса устраиваются с целью повышения прочности стен и увеличения общей жесткости зданий.

В кирпичных зданиях поэтажные пояса обычно располагаются:

• в одноэтажных домах – над оконными и дверными проемами;

• в многоэтажных домах – под перекрытиями.

Пояса должны быть непрерывными по всем несущим стенам в пределах здания или отсека.

Поскольку замачивание просадочных грунтов и, следовательно, искривление здания могут происходить в любом месте с прогибом и выгибом, то и пояса следует располагать как в верхней, так и в нижней части стен.

Изменение вида и степени армирования отдельных железобетонных элементов осуществляется как путем увеличения диаметра арматуры, ее количества, так и характера армирования. При этом, как правило, должны сохраняться опалубка железобетонных элементов, порядок их монтажа и способ замоноличивания стыков.

Жесткие горизонтальные диафрагмы из сборных железобетонных плит выполняются с целью повышения общей жесткости зданий или их отсеков путем устройства прочных стыков между отдельными плитами перекрытий и покрытий. Стыки выполняются на сварке через закладные детали по углам и через 2,0–3,0 м по длине плит. Стыки между плитами целесообразно соединять с помощью накладок между подъемными петлями плит и анкеровкой их в кладке стен.

Ленточные фундаменты, как правило, должны иметь два армированных пояса, расположенных в нижней и верхней части фундамента.