VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Прекращение финансирования строительства многихобъектов приводит к остановке на них строительно-монтажных работ. При этом, как правило, не всегда производится необходимая консервация конструкций строящихся объектов. В результате недостроенные здания и сооружения подвергаются многократному неблагоприятному воздействию среды; увлажнению, замерзанию и оттаиванию, нагреву и охлаждению. Конструкции, не рассчитанные на такие воздействия, получают различные повреждения. Работы по строительству останавливаются при разной степени готовности здания или сооружения; от недорытого котлована до полностью смонтированного здания без работающей системы отопления. В таком состоянии эти объекты находятся в течение нескольких лет. При возобновлении работ на объектах строительства или реконструкция которых была прекращена несколько лет назад возникает ряд сложных проблем пока недостаточно изученных. К ним относятся: 1) изменение свойств грунтов основания при периодическом воздействии дождевых и талых вод и промерзании грунтов и возникновение в связи с этим больших неравномерных деформаций фундаментов и надземных частей зданий и сооружений; 2) снижение качественных показателей конструкций зданий и сооружений, вызванное атмосферными воздействиями на неподготовленные к ним незаконченные строительством конструкции. 3) невозможность в ряде случаев получении элементов конструкций, предусмотренных; проектом, в связи с, прекращением их выпуска. 4) отсутствие части или всей проектной документации на недостроенный объект; 5) изменение функционального назначения объекта после перерыва в строительстве. Решение этих проблем осложняется отсутствием нормативной базы и достаточного опыта по этим вопросам у строителей. Здесь приходиться руководствоваться в основном нормативными документами по проектированию, возведению и эксплуатации зданий сооружений и достаточно обширной технической литературой по обследованию зданий и сооружений и усилению строительных конструкций. При решении вопроса о возобновлении строительно-монтажных работ часто требуется проведение в полном объеме инженерно-геологических исследовании площадки строительства, обследование технико-эксплуатационного состояния возведенных конструкций, а в ряде случаев и разработка проекта достройки здания или сооружения с введением, при необходимости, новых конструктивных элементов. Рассмотрим организацию процесса обследования влияния длительного перерыва в производстве строительно-монтажный работ на качественные показатели конструкций на примере существующего объекта.

1. Влияние длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ на свойства грунтов основания и деформаций конструкций зданий и сооружений. Влияние длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ на свойства грунтов основания и деформации фундаментов и надземных конструкций, зданий и сооружений зависит от вида грунтов, типа конструкций, степени завершенности строительства и продолжительности перерыва в работах. Периодическое воздействие дождевых и талых вод на грунты основания повышает их влажность. При отсутствии дренажа, планировки территории и при малой водопроницаемости грунтов котлован может быть постоянно заполнен водой. Длительное воздействие воды увеличивает влажность грунтов, снижая несущую способность основания. Особенно сказывается это воздействие на глинистых грунтах, консистенция которых может изменится от твердой до текучепластичной. Толщина слоя грунта, в пределах которой происходит отрицательное воздействие воды, зависит от водопроницаемости грунта: чем она выше, тем больше толщина слоя, в котором от длительного увлажнения будут ухудшаться механические свойства грунта. Отрицательное влияние на свойства грунтов основания оказывают периодические сезонные замораживания грунтов, особенно пучинистых. Длительное воздействие атмосферных вод в котловане является разрушительным при наличии в основании ленточных глин. Если котлован был отрыт не на полную проекторную глубину, то влияние длительного перерыва в работах на грунтах основания будет не таким значительным. Как при его полной готовности. Изменение механических свойств грунтов основания из-за длительного воздействия дождевых и талых вод и замораживания пучинистых грунтов приводит к большим неравномерным осадкам фундаментов ^:и деформациям надземных конструкций. Следует учитывать, что при возобновлении строительства на замерших пучинистых грунтах можно ожидать в летних условиях больших неравномерных осадков. В этом случае целесообразно начинать строительно-монтажные работы после, оттаивания грунтов основания. Увлажнение грунтов основания атмосферными водами и промораживания пучинистых грунтов угрожает целостности почти полностью готового здания, если не сделана обратная засыпка фундаментов, не выполнена наружная планировка, не закрыты окна подвалов, не включены зимой системы отопления. В настоящее время, как правило, наружное благоустройство выполняется после окончания отделочных работ по зданию и даже после его ввода в эксплуатацию. Неравномерные деформации основания нарушают стыки сборных элементов здания или сооружения. При этом может произойти разрушение закладных деталей и сварных швов в стыках, а также местное раздавливание бетона. При неравномерной осадке колонн каркасного здания со статически неопределенными рамами в элементах рамы появляются дополнительные усилия. В месте присоединение ригеля к стойке, получившей большую осадку, чем соседняя, уменьшается изгибающий момент и даже возможна смена его знака. В стойке при этом несколько уменьшается и продольное сжимающее усилие. Наоборот, в месте присоединении ригеля к стойке .получившей меньшую осадку, чем соседняя, изгибающий момент увеличивается, что может привести к разрушению сжатой зоны бетона или большему раскрытию трещин в растянутой зоне ригеля. В стойке происходит некоторое увеличение сжимающего усилия. В месте присоединения ригеля к просевшей стойке при значении разности осадок S возникает дополнительный изгибающий момент, значение которого можно определить по формуле

М₁= З.В_вS[1 -(0,75В_в /l_в)/(В_сt/1_сt) + В_сl / 1_сl+ 0,75В_в/l_в]/l_в². (1)

где В_ви 1_в- жесткость и пролет ригеля;

В_ct ,l_ct, ,B_cl, 1_cl - жесткостьипролеты стоек, расположенных выше и ниже узла примыкания ригеля.

В сечении ригеля в месте примыкания к соседней стойке изгибающий момент останется равным моменту в пластическом шарнире М_pl2 , т.е. дополнительный изгибающий момент не возникнет. К просевшей стойке при этом приложится дополнительное растягивающее усилие N = М₁/1_в, а к соседней - такое же сжимающее усилие, на которое нужно проверить консоль колонны и наклонное сечение ригеля. На сумму этих дополнительных по всем этажам усилий, необходимо проверить фундамент стойки, соседней с просевшей. Вместе примыкания ригеля к стойке, расположенной рядом с просевшей, произойдет дополнительное раскрытие трещин.

Рис. 1 - Схема дополнительных, усилий в ригеле, возникающих при осадке одной стойки в каркасах серии 1.420-12.

а- эпюра изгибающих моментов в ригеле При отсутствии осадки стойки;

б - эпюра дополнительных изгибающих моментов в ригеле при осадке стойки,

в - суммарная эпюра моментов в ригеле

Раскрытие трещин в сечении, где образовался пластический шарнир, можно ориентировочно вычислить по зависимости

a_crc =a _crc.o + Qh₀.(1-/), (2)

где а_сrc.o ,- раскрытие трещин при упругой работе арматуры когда Qs= Rs, определяемое по известной формуле, взятой из Норм /43/;

Q- дополнительный угол поворота опорного сечения в результате перераспределения усилий между опорным и пролетным сечениями ,при учете пластической работы материала,

Q=dx= 3S [1 – (0,75 B_в / l_в) / (B_ct /l_ct +B_cl / l_cl + 0,75 B_в/l_d)] / 2l (3)

- относительная высота cжатой зоны в сечении ригеля,

= R sAs/(R_в вh₀); (4)

- характеристика сжатой зовы бетона, устанавливаемая по Нормам. Трещины в верхней зоне приопорных частей ригеля при наличии пола практически недоступны для наблюдения во время осмотра конструкций. Признаки же разрушения сжатой зоны ригеля в приопорном сечении обнаружить можно. Максимально допустимое приращение относительных деформаций сжатой зоны бетона ригеля за счет просадки соседней стойки, определяемое по приближенной формуле

_в =2• (5)

не должно превышать 0,002, если принять предельно допустимое значение полных относительных деформаций бетона сжатой зоны ригеля равным 0,004.В противном случае можно ожидать разрушение сжатой зоны бетона ригеля. Следует отметить, что в процессе освидетельствования конструкций трудно установить чем вызвана разность в отметках элементов каркаса: дефектами изготовления и монтажа или неравномерностью осадок фундаментов. Строительство здания может прерваться, когда нагрузки на фундамент неравномерны. Это происходит в тех случаях, когда здание по длине возведено на различную высоту, при этом перепад высот может оказаться большим, чем это предусмотрено нормами производства работ. Встречаются .перепады в два - три этажа. В этом случае даже если не произойдет существенного изменения свойств грунтов в период длительного перерыва в работах, после возобновления строительства разница в осадках фундаментов более или менее достроенных участков здания окажется значительной. Там, где к моменту перерыва в работах была меньшая нагрузка на фундаменты, осадки после окончания строительства будут больше. Произойдет деформация перекоса здания (рис.2), что может потребовать выполнения конструктивных мероприятий по уменьшению чувствительности здания кнеравномерным осадкам.

Рис. 2 - Схема, деформации здания при значительной разности высот стен к моменту перерыва в строительных работах:

1 - фундамент, 2 - участок стены, выполненной до перерыва в работах, 3 - то же после перерыва в работах

В реконструируемых зданиях глубина залегания подошвы фундаментов ниже пола подвала обычно составляет 0,5...0,7 м. В процессе реконструкции здание обычно не отапливают, а окна подвалов оставляют открытыми. В этих условиях зимой грунты под подошвой фундаментов промерзают. Если в основании фундаментов залегают пучинистые грунты, то это может привести к значительным деформациям надземных частей здания, которые будут нарастать с каждым циклом замораживания и оттаивания грунтов так же,как и в недостроенных зданиях.

2. Влияние длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ на качественные показатели строительных конструкций. Материал конструкций в недостроенном здании испытывает воздействие атмосферных осадков, сезонных колебаний температуры в условиях, отличных от воздействия этих факторов на конструкции эксплуатируемых зданий. Под действием внешней среды в бетоне может происходить коррозия трех видов. Коррозия I вида возникает в бетоне при действии мягких вод, когда составные части цементного камня растворяются и уносятся водой, особенно при фильтрации ее через бетон. К коррозии 2 вида относится те ее процессы, которые развиваются в бетоне при действии вод, содержащих химические вещества, вступающие в реакцию с составляющими цементного камня. При коррозии 3 вида в порах и капилляры бетона происходит накопление малорастворимых солей, кристаллизация которых вызывает возникновение значительных напряжений в бетоне и приводит к разрушению структуры бетона. В естественных условиях один из видов коррозии обычно является ведущим. Коррозия бетона 1 вида опасна при наличии пористого, недостаточно уплотненного бетона и фильтрация воды через бетон, поскольку при этом происходит его выщелачивания (потеря СаО). В случае потери бетона 33% СаО наступает его разрушение. Коррозия бетона 2 вида наблюдается при воздействии на бетон либо воды, содержащей углекислоту H ₂ СО₃, либо других неорганических кислот (Н₂SО₄, 2НNO₃, НСl и др.). В процессе реакции образуется соль и происходит разрушение цементного камня. Углекислота, как правило, присутствует во всех водах, особенно рядом с промышленными предприятиями. Различные неорганические кислоты встречаются в водах рядом с химическими и металлургическими предприятиями. Коррозия 2 вида протекает быстрее в пористом бетоне. При коррозии бетона 3 вида в порах образуется малорастворимые соли. При воздействии сульфатов такими солями являются гипс и гидросульфоалюминат кальция. Особенно разрушительным оказывается образования льда в пустотах многопустотных плит перекрытий. Вода от таяния снега при оттепели попадает в пустоты плит через отверстия. Имеющиеся у монтажных петель, и частично через торцы плит, пройдя сквозь кирпичную кладку. Замерзшая в пустотах вода вызывает образование трещин вдоль пустот и отрыв кусков бетона на нижней поверхности плиты (рис.3).

Рис. 3 - Разрушение плиты, происшедшее в результате замерзания талой воды в пустотах:

1 – выкол бетона; 2 – трещина возле пустоты

Кроме коррозии бетона в железобетонных конструкциях может происходить коррозия стальной арматуры. Она приводит к уменьшению расчетного сечения арматуры и нарушает сцепления с ней бетона. Продукты коррозии стали увеличивают объем арматуры, что вызывает разрушение защитного слоя бетона. Защитное действие бетона по отношению к стальной арматуре определяются способностью цементного камня пассировать сталь. Если эта его способность нарушается, то происходит коррозия арматуры. В подавляющем большинстве случаев коррозия металлов осуществляется по электрохимическому механизму /2, 5/. Чтобы началась коррозия стали, необходимо наличие: 1) разности потенциалов на поверхности металла, 2) электролитической связи между участками поверхности металла с различными потенциалами, 3) активного состояния на анодных участках, где происходит растворение металла; 4) достаточного количества деполяризаторов, в частности кислорода. Первое условие соблюдается всегда, поскольку технические металлы имеют неоднородную структуру, а в железобетоне, кроме того, неодинаковы условия контакта поверхности стали и бетона. Второе и четвертое условия соблюдается в бетоне с физически связанной водой, которая может служить электролитом. В бетонах высокой плотности отмечается замедление коррозии арматуры при увеличении относительной влажности воздуха сверх 80-85% /5/. Для стали в бетоне существует критическая влажность воздуха, ниже которой пленки, влаги не могут обеспечить перемещение ионов между анодными и катодными участками его поверхности. Критическое значение относительной влажности воздуха для бетона, не содержащего добавок _:хлористых солей, составляет 50...60%. Третий процесс - активное состояние поверхности арматуры - подавляется щелочной средой окружающего арматуру бетона. Дня сохранения пассивности стали в бетоне необходим ее постоянный контакт с паровой жидкостью, щелочность которой должна иметь водородный показатель рН > 11,8 /5/. Это условие обычно соблюдается в плотных бетонах на портландцементе и его разновидностях (шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе).

3. Мероприятия по устранению последствий отрицательного влияния длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ. При возобновлении строительных работ в целях ликвидации последствий отрицательного влияния долгого перерыва на свойства грунтового основания необходимо выполнить ряд мероприятий, перечень и объем которых зависит от грунтовых условий, конструктивного решения здания, степени его готовности и длительности перерыва в работах. Если до перерыва в работах котлован здания был отрыт не на полную глубину, то при возобновлении работ производится копка котлована до проектной отметки. Если при этом произошло недопустимое ухудшение свойств грунтового основания на глубину, большую, чем проектная глубина котлована, то при благоприятных грунтовых условиях котлован можно углубить до грунтов с ненарушенными естественными свойствами, а затем выполнить песчаную или щебеночную подушку до проектной отметки его дна. Когда позволяют грунтовые условия, вместо углубления котлована ниже проектной отметки можно произвести закрепление грунтов основания с помощью известных способов (цементация, силикатизация, нагнетания синтетических смол). Если перед перерывом в работах котлован был отрыт полностью, то при возобновлению работ (если позволяют грунтовые условия) можно углубить его до грунтов, свойства которых не нарушались в результате длительного перерыва. Здесь целесообразно также использовать закрепление грунтов основания, если углубление котлована по грунтовым условиям сделать нельзя или нецелесообразно. Следует рассмотреть и возможность уширения подошвы фундаментов и применение свайных фундаментов. Правильный выбор способа производства котлованных работ при возобновлении строительства можно сделать только после изучения геологических и гидрогеологических условий, сложившихся на строительной площадке после перерыва в работах. Как отмечалось выше, фундаменты неглубокого заложения и свайные в большей степени будут подвергнуты повреждениям от ухудшения свойств грунтового основания при длительном перерыве в строительных работах, если до этого они не были загружены надземными конструкциями. Особенно отрицательно сказывается на таких фундаментах наличие пучинистых грунтов. В ряде случаев целесообразно усилить фундаменты при недостаточной несущей способности грунтового основания с помощью буро-инъекционных свай. Если в конструкциях фундаментов имеется трещины, вызванные неравномерной осадкой основания и силами морозного пучения, то можно рекомендовать устройство железобетонного распределительного пояса по верху фундаментов. Можно рекомендовать устройство такого пояса на всю ширину обреза фундамента высотой сечения 5-6 см из бетона класса В15, армированного четырьмя-пятью стержнями диаметром 12 см из стали класса А-Ш. Такой пояс будет полезен и для работы надземной части, возводимой при возобновлении работ, в случае возникновения в последующем неравномерных осадок, вполне вероятных в этих условиях. Распределительный пояс в уровне верха фундамента или низа стены при возведенных стенах можно выполнить стальным или железобетонным по схеме, изображенной на рис. 4.

Рис. 4 - Схема устройства распределительных поясов:

а - стального, б- железобетонного, 1 - фундамент; 2 - стена; 3 - швеллер; 4 - стяжном болт; 5 - железобетонный пояс б - соединительный стержень

Если деформации фундаментов произошли из-за морозного пучения грунтов основания, то железобетонный пояс нужно выполнить в летнее время, когда грунты основания полностью оттают и произойдет максимальное опускание тела фундаментов. Деформированный ростверк свайного фундамента при отсутствии на нем надземных конструкций можно усилить с помощью железобетонной полуобоймы (рубашки), размещенной по верхней и обеим боковым поверхностям ростверка (рис. 5.).

Рис. 5 - Схема усиления ростверка при отсутствии на нем стены:

1 - свая; 2 - ростверк, 3 - железобетонная полуобойма, 4 – стена

Деталь «А»

Рис. 6 - Схема установки напряженных стальных тяжей в уровне перекрытия:

1 – стена; 2 – тяжи, 3 – дополнительные тяжи, 4 _– шайба; 5 – углубление, выбитое в кладке; 6 – штукатурка; 7 – трещины в стенах

Рис. 7 - Схема устройства анкера стен в скважине:

1 - наружная стена; 2 - внутренняя стена, 3 -трещина; 4 - анкер; 5 - цементный раствор

В результате неравномерной деформации грунтов основания возможны нарушения стыков железобетонных элементов друг с другом. При наличии трещин в опорных частях плит и ригелей, а также при уменьшении опорных площадей в результате горизонтальной сдвижки плиты или ригеля можно усилить узел сопряжения плиты с ригелем или ригеля с колонной с помощью дополнительных стальных опор. Схемы устройства таких опор изображены на рис. 9 и 10. При наличии трещин в консолях колонн они могут быть усилены с помощью железобетонных или стальных коротких обойм (рис. 8) или стальных напрягаемых тяжей (рис. 12). Если в результате неравномерных; деформаций грунтов основания произошло отклонение колонны от вертикали, то такую колонну нужно соединить с соседними стальными тяжами или между отклоненной колонной и соседней сделать вертикальную диафрагму жесткости из стальных прокатных профилей (рис. 13). Длительный перерыв в строительных и ремонтных работах может привести к уменьшению прочности бетона, коррозии арматуры и стальных конструкций, разрушению кирпичной кладки, гниению деревянных конструкций. Для устранения возникших дефектов может потребоваться усиление конструкций или их разборка и возведение новых. Если в верхних слоях бутовых фундаментов произошло сильное уменьшение прочности раствора или расслоение камня из известняка, то при отсутствии стен можно рекомендовать разборку части фундаментов до места, где кладка не подверглась атмосферному влиянию. При большом объеме кладки бутовых фундаментов, прочность которой обоймы (рубашки), расположенной по нижней и обеим боковым поверхностям ростверка с обеспечением передачи усилия от полуобоймы на сваи (рис.8).

Рис. 8 - Схема усиления свайного ростверка при наличии на нем стены

а - сечение между сваями; б - сечение по свае; 1 - свая; 2 - ростверк; 3 - стена; 4 - железобетонная полуобойма

Если при устройстве фундамента к моменту перерыва в работах были забиты только сваи без устройства но ним ростверка, то целесообразно осуществить добивку свай до полного отказа, учитывая возможность поднятия их касательными силами морозного пучения грунтов. Если до перерыва в работах был возведен свайный ростверк и стены на нем, то сваи, поднятые касательными силами морозного пучения, можно додавить в грунт с помощью домкратов. Допогружение свай является очень трудоемкой, технически сложной, но вполне выполнимой работой. Основным дефектом стен при ухудшении грунтовых условий в результате длительного перерыва в строительных работах является возникновение в них трещин, вызванных неравномерной осадкой фундаментов. В целях снижения чувствительности здания к неравномерным осадкам фундаментов можно выполнить по всем стенам армированные пояса в уровне первого (возводимого после возобновления работ) ипоследнего перекрытия. Это в равной степени касается кирпичных, крупноблочных и крупнопанельных зданий. В трещины кирпичных стен следует произвести инъекцию цементного раствора. Трещины в стеновых панелях заделываются цементно-известковым раствором или раствором с добавлением мелкого искусственного песка, приготовленного из мелкого пористого материала объемной массой, не превышающей объемную массу бетона реконструируемой панели. Трещины в панелях внутренних стен можно заделывать путем нагнетания в них цементного раствора. Если в результате неравномерной осадке фундаментов произошло перераспределение усилий и в сильно нарушенных простенках появились трещины от их перегрузки, то необходимо произвести усиление этих простенков с использованием обойм. Восстановить пространственную жесткость здания, нарушенную в результат появления трещин, можно с помощью стальных тяжей-парных и одинарных, устанавливаемых над или под перекрытиями. У внутренних стен предпочтение следует отдавать парным тяжам, у наружных (в целях сохранения фасада) - одинарным с внутренней стороны стен. Чтобы не произошло выпучивания наружных стен при установке одинарных тяжей, посередине внутренних стен нужно установить дополнительные тяжи. Натяжение тяжей необходимо производить посредством стяжных муфт либо путем нагрева их паяльными лампами или электрическим током. Постановка тяжей в зданиях с повреждениями от морозного пучения грунтов стенами, для уменьшения объема разрушения, может выполняться в зимних условиях. По мере оттаивания грунтов основания трещины будут закрываться, поэтому тяжи должны подтягиваться до окончания осадки фундаментов. В тех случаях , когда постановка стальных тяжей для восстановления пространственной жесткости здания нецелесообразно или трудновыполнимо, можно применить анкеровку стен, через высверленные скважины. Для этой цели в местах пересечения наружных и внутренних стен по оси внутренней стены просверливают скважину диаметром 50-60 мм.Скважина должна заходить за трещину, отделяющую внутреннюю стену от наружной, на глубину, равную расстоянию от трещины до внешней поверхности наружной стены. В скважину вставляют стержень диаметром 16-18 мм из арматурной стали класса А-П или А-Ш и производят нагнетание в нее цементного раствора. Таких анкеров при необходимости можно сделать несколько в пределах этажа. Преимущество этих анкеров перед тяжами состоит в том, что они не ухудшают интерьер помещений и их можно делать, не прерывая эксплуатацию помещений оказалась недостаточной, или значительном объеме кладки над фундаментами целесообразно устройство железобетонной обоймы (рис.1.14).

Рис. 9 - Схема исправления узлов операния ребристых плит перекрытий на ригель: а - приваркой опорных столиков; б - подвеской опорных столиков с помощью тяжей, в - то же с помощью балочек коромысел; 1 - ригель; 2 - плита; 3 - закладная деталь ригеля;4 - опорный столик из отрезков уголка или швеллера с обрезанной полкой; 5 -ребра жесткости; 6 - отрезок уголка; 7,9 - тяжи, 10 - пластина; 11 - опорный лист; 12,13 -уголки шайбы, 14 - отрезок швеллера; 15 - прокладка; 16 - балочка из уголка

Рис. 10 - Схема усиления узлов сопряжения ригеля с колонной при недостаточном его оперании на колонну путем устройства дополнительного опорного столика, подвешенного к хомуту, охватывающему колонну:

а - в каркасах серии 1.420-12; б - в каркасах серии 1.020-1; 1 - колонна, 2 - ригель; 3 -охватывающий хомут из отрезков уголков; 4 - стяжной болт, 5 - упорный уголок; 6 - дополнительный опорный лист; 7 - ребра жесткости

Рис. 11 - Схема усиления консолей колонн с помощью местных железобетонных обойм:

а - в каркасах серии 1.020-1; б - в каркасах серии 1 420-12; 1 - колонна; 2 - продольная арматура колонны; 3 - продольная арматура обоймы; 4 - поперечная арматура обоймы, 5-П или Z-образные вставки для приварки продольной арматуры

Рис. 12 - Схема усиления консолей колонн каркасов серии 1.420-12 предварительно напряженными тяжами: а - наклонными; б - горизонтальными; в - горизонтальными со стягиванием ветвей; г - наклонными со стягиванием ветвей для консоли колонн крайних рядов; 1 - колонна; 2 - тяжи; 3 - опорные стержни из отрезков уголка и круглых стержней; 4 - упоры из листовой стали и уголков; 5 - швеллеры; 6 - стяжные устройства, 7 - болт; 8 - шайба с захватом; 9 - гайка с контргайкой

Рис. 13 - Схема усиления колонн, имеющих отклонение по вертикали:

а - расчетная схема одноэтажной рамы с наклонной стойкой; б - деталь присоединения связи-распорки к колонне; в - дополнительные связи у наклонных колонн многоэтажного здания; 1 - наклонная колонна, 2 - смежные вертикальные колонны; 3 - ригель рамы; 4 - распорка связей; 5 - раскосы связей, 6 - опорная закладная деталь оголовка колонны; 7 - опорный лист строительной конструкции; 8 - анкерные болты; 9 - соединительная накладка; 10 - торцевой опорный лист связи-распорки; 11 - уголки связи-распорки

Рис. 14 - Схема усиления бутового фундамента железобетонной обоймой:

1 - фундамент; 2 - арматурная сетка; 3 -стена; 4 - связующие стержни

Толщина обоймы делается 10... 15 см. Бетон обоймы применяется класса В12,5 или В15, Связующие стержни, пропущенные сквозь кладку через просверленные скважины, изготавливаются из стержней диаметром 12...16 мм класса А-1. Расстояние между связующими стержнями по вертикали и горизонтали должно быть 60...70 см. Связующие стержни привариваются к горизонтальным или вертикальным стержням диаметром 12...16 мм. К последним приваривается сварная арматурная сетка из стержней диаметром 8. ..10 мм из стали класса А-1, А-П или А-Ш с размером ячеек 150x150 мм. Обойма может устраиватъся по всему фундаменту или только на части, имеющей пониженную прочность. Эффективным способом увеличение несущей способности бутовой кладки фундаментов является инъекция цементного раствора в кладку через заделанные в просверленных скважинах инъекционные трубки диаметром 1/2". Расстояние между инъекционными трубками по вертикали и горизонтали делается равным 60...70 см. Нагнетание цементного раствора производится под давлением до 0,5 МПа. Чтобы предотвратить вытекание нагнетаемого раствора через швы кладки, поверхности фундамента предварительно штукатурят цементным раствором. Более эффективно, чемоштукатуривание фундамента, устройство до инъекции цементного раствора армированных растворных обойм. Армированная растворная обойма имеет тоже армирование, что и железобетонная, но вместо бетона в ней применяется цементный раствор марки 100. Толщина армированной растворной обоймы около 4 см. Бетонный фундамент недостаточной прочности можно усилить также с помощью железобетонной обоймы (рис. 15).

Рис. 15 - Схема усиления бетонного фундамента железобетонной обоймой:

1 - фундамент, 2- железобетонная обойма, 3 - колонна

Железобетонный ростверк по сваям, не имеющий требуемой прочности, можно усилить полуобоймами (рубашками) по схемам, изображенным на рис. 5 и 6. В стенах из крупных бетонных блоков, если не произошло недопустимого снижения прочности блоков, а только выветрился раствор в швах кладки, восстановить прочность последней можно путем инъекций в ее швы цементного раствора. В крупнопанельных зданиях при длительном перерыве в строительных работах может снизиться прочность бетона панелей и бетона омоноличивания в вертикальных стыках, а также произойти коррозии арматуры панелей. При недопустимом снижении несущей способности стеновых панелей, вызванном уменьшением прочности бетона и коррозией арматуры, их можно усилить односторонним или двухсторонним (для внутренних стен) наращиванием. Присоединить арматуру наращивания к усиливаемой панели можно с помощью «глухих» или сквозных анкеров. При устройстве наращиваний лучше всего применять торкет-бетон или набрызг-бетон.

Рис. 16 - Схема усиления стеновых панелей наращиванием:

а - наружной с одной стороны; б - внутренней с двух сторон, 1 - стеновая панель,

2 -наращивание; 3 - арматурная сетка; 4 - «глухой» анкер; 5 - сквозной анкер;

6 - плита перекрытия

3.Рекомендации по выполнению строительных работ при усилении каркаса здания. Перед началом производства СМР необходимо разработать график последовательности выполнения работ, рассчитать потребность в механизмах, инструменте и приспособлениях. Начинать строительные работы необходимо с восстановления несущей способности фундаментов, очистке и промывки стыков и узлов, сварке и бетонированию их по проекту. Сварные швы должны быть защищены, подварены и защищены от коррозии. Монтаж последующих конструкций можно осуществлять только после полного выполнения стыков и узлов смонтированных конструкций по проекту. При производстве работ по усилению многопустотных железобетонных плит перекрытий путем наращивания их сверху необходимо: 1.Подготовить поверхность усиливаемого участка ж/б перекрытия под укладку монолитного бетона, для чего рекомендуется очистить поверхности этого участка от грязи, мусора; промыть их водой, при необходимости (гладкие поверхности) сделать насечки. 2.Установить опалубку. 3.Установить арматурные сетки в проектное положение, при этом обратить внимание на образование соответствующего защитного слоя бетона. 4.Произвести укладку в опалубку монолитного бетона, выполнить его уплотнение. 5.Произвести соответствующий уход за бетоном до набора его прочности, равной 70% от проектной.

Выводы. Исследование показало, что большинство строительных конструкций находятся в удовлетворительном состоянии и при выполнении указаний данной НИР можно приступить к строительно-монтажным работам. Перед началом работ необходимо очистить все закладные детали от ржавчины, выполнить сварку и полное замоноличивание всех узлов в соответствии с альбомом типовой серии 1.020-1/83, вып.6-1.Следует выполнить усиление всех конструкций, потерявших свою первоначальную несущую способность в соответствии с рекомендациями и разработанными вариантами усиления конструкции. Необходимо устранить все дефекты в конструкциях, дефекты монтажа и производства работ. В местах операния ригелей обеспечить достаточную площадь подкладок и выполнить их сварку, отчеканить раствором зазоры между плитой и ригелем, осуществить сварку между плитами и ригелями с колонной. Выполнить защиту всех закладных деталей и соединительных элементов, сварных швов в соответствии с проектом металлизацией цинком и цементным раствором состава 1:1,5, с толщиной слоя до 40 мм. При восстановлении несущей способности строительных конструкций следует строго соблюдать необходимую технологию производства работ, особенно при выполнении усиления плит и конструкций ж/б колонн.

Библиографический список

1.Рекомендации по проектированию и устройству оснований фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки, МГСН 1998 г.

2.Гроздов В.Т. Признаки аварийного состояния несущих конструкций зданий и сооружений, С.-Петербург, 1999 г.

3.Гроздов В.Т. Дефекты каменных зданий и методы их устранения, С.-Петербург, 1994 г.

4.Ройтман А.Г. Предупреждение аварий жилых зданий – М.Стройиздат, 1990г.

5.Сендеров Б.В. Аварии жилых зданий – М.,Стройиздат, 1991 г.

6.Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений – М., Стройиздат, 1986 г.

7.Шкинев А.Н. Аварии в строительстве – М.Стройиздат, 1984 г.

8. Мелькумов, В.Н. Возможность совмещения технико-методического подхода и метода экспертных оценок в диагностике признаков потери несущей способности строительных конструкций / В.Н. Мелькумов, Р.Ю. Мясищев, Ю.Д. Сергеев. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №4(36), 2014. - 54-64 с.

9. Мищенко, В.Я. Мониторинг дефектов и учет старения строительных конструкций жилого фонда / В.Я. Мищенко, Д.А. Драпалюк, Е.А. Солнцев. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №4, 2009. - 118-123 с.

10. Мищенко, В.Я. Прогнозирование темпов износа жилого фонда на основе мониторинга дефектов строительных конструкций / В.Я. Мищенко, П.А. Головинский, Д.А. Драпалюк. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №4, 2009. - 111-117 с.

11. Мищенко, В.Я. Пути совершенствования планирования работ по строительству и технической эксплуатации комплекса объектов недвижимости / В.Я. Мищенко, Д.И. Емельянов, Е.Г.Аноприенко. - Воронеж: Промышленное и гражданское строительство. №6, 2006. - 38-40 с.

12.Мищенко, В.Я. Стохастические алгоритмы в решении многокритериальных задач оптимизации распределения ресурсов при планировании строительно-монтажных работ / В.Я. Мищенко, Д.И.Емельянов, А.А .Тихоненко, Р.В. Старцев. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №1, 2012. - 92-97 с.

13. Мищенко, В.Я. Обоснование целесообразности использования генетических алгоритмов при оптимизации распределения ресурсов в календарном планировании строительства / В.Я. Мищенко, Д.И.Емельянов, А.А .Тихоненко. - Воронеж: Промышленное и гражданское строительство. №10, 2013. - 69-71 с.

Код для цитирования: Скопировать