ПП.04. Восстановление и усиление конструктивных элементов здания
 Скачать 381.5 Kb.
|
 бурозабивное оборудование, если это позволяют размеры помещения. Оборудование для запрессовки свай обычно упирается в покрытие или перекрытие, чем и определяется размер свай.1.3 Ремонт и усиление фундаментов зданий и сооружений Усиление фундаментов зданий относится к самым тонким операциям. Поэтому, если эта проблема возникает, то исходят от обратного: снижением нагрузок стремятся избежать усиления фундаментов. Всякое усиление фундаментов связано с подвижками существующего здания, что приводит к изменениям его состояния, создает трудности в эксплуатации здания. Основные причины неудовлетворительного состояния фундаментов зданий представлены в приложении 2. Если усиление фундамента становится неизбежным, то целесообразно одновременно с усилением выполнять реконструкцию или модернизацию здания. Усиление фундаментов следует производить следующими методами:
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. Такой метод наилучшим образом пригоден для ленточных и столбчатых фундаментов. Способ усиления фундаментов выбирается в зависимости от величины и характера нагрузок, грунтовых и гидрологических условий площадки, конструктивных особенностей фундаментов и всего здания в целом (приложение 3). 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, охватывающие усиливаемый фундамент и обжимающие 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 В12,5 с мелким гравием, хорошо подвижный. Уплотнение бетонной смеси производят игловибратором или простым штыкованием. Усиление фундаментов производят захватами длинной 1,5 – 2 м, для исключения нарушения устойчивости слабой безрастворной (ослабленной) кладки фундаментов. Работы выполняют на 2 – 3 захватках. Усиление и укрепление тела бутовых и кирпичных фундаментов осуществляется также инъецированием цементным и силикатно-полизацианитным раствором, торкретированием бетоном. Данный метод позволяет с наименьшими затратами материалов восстановить тело фундамента без увеличения сечения.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. Головы свай с усиливаемым фундаментом соединяются ростверками в виде железобетонных поясов для ленточных фундаментов или железобетонными обоймами – для столбчатых. Передача части нагрузки на выносные сваи выполняется также балками, проходящими через фундамент. Сложность усиления фундаментов состоит в необходимости вскрытия полов и отрывки фундаментов вручную. Изменение типа фундаментов. 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 уширением подошвы должна быть следующая: 1) фундамент отрывается участками с обеих сторон; 2) пробиваются отверстия для пропуска металлических балок и арматурных элементов; после их установки отверстия тщательно заделывают мелкозернистым бетоном; 3) для сборных железобетонных приливов заделываются анкеры либо пропускаются стяжные шпильки; 4) поверхность существующих фундаментов очищается от грязи металлическими щетками, продувается струей сжатого воздуха и перед укладкой монолитного бетона обильно смачивается водой или цементным молоком; 5) уплотняется грунт основания в местах расположения приливов: 6) устанавливается арматура, опалубка и укладывается бетон.Разгружение фундаментов. Для усиления фундаментов, потерявших прочность, применяется метод разгружения. 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 подведении свай под подошву фундамента. Для передачи нагрузки от усиливаемых фундаментов на сваи используют систему монолитных железобетонных (или стальных омоноличиваемых) 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 задавливаемые; 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. Восстановление гидроизоляции. Нарушенные участки горизонтальной гидроизоляции необходимо восстанавливать, соблюдая правила непрерывности гидроизоляционного слоя. Кладку с нарушенной горизонтальной гидроизоляцией частично разбирают участками длиной 1 – 1,5 м, а затем вновь укладывают два слоя рулонного материала на мастике внахлестку с сохранившимися или ранее уложенным гидроизоляционным рулонным материалом. Гидроизоляционный ковер должен полностью перекрывать стену и внутреннюю штукатурку. Зазор между восстановленной и сохраняемой кладкой необходимо тщательно зачеканить полусухим цементным раствором. Восстановление или устройство вновь горизонтальной гидроизоляции в стенах выполняют также с помощью стенорезной машины. Первоначально устраивают (прорезает) горизонтальную сквозную щель высотой 60 мм, участками до 1,5 м. Интервал между отдельными участками должен быть не менее 4 – 5 м. Работы ведутся в шахматном порядке через 3-4 захватки. Поверхность кирпичной кладки тщательно очищается от пыли сильной струей сжатого воздуха, увлажняется и покрывается холодной битумной пастой. Гидроизоляционный слой включает три слоя холодной асфальтовой мастики (каждый последующий слой наносится после высыхания предыдущего). После затвердевания последнего нанесенного слоя мастики оставшуюся щель заделывают полусухим цементным раствором с тщательной расчеканкой.В настоящее время широкое применение получил способ восстановления горизонтальной гидроизоляции инъецированием жидким цементным раствором с полимерными присадками ПЕНЕТРОН и АКВАТРОН. При взаимодействии с влагой присадки образуют монолитную отсечную стенку, по эффективности ничем не уступающую рулонному ковру. При замене вертикальной гидроизоляции с наружной стороны фундамента отрывают траншею. Лицевую сторону конструкции очищают от грязи, промывают цементным молоком и наносят выравнивающий слой раствора. После схватывания раствора по этой поверхности наносят слой горячей битумной мастики и наклеивают слой рубероида, затем еще один. После наклейки гидроизоляционного ковра устраивают глиняный замок из жирной мятой глины толщиной не менее 200 мм и засыпают траншею с послойным трамбованием. Работы выполняют участками (захватками) по 1 – 1,5 м с перехлесткой гидроизоляционного ковра на 0,15 – 0,2 м. Конструкцию гидроизоляции в подвальных помещениях назначают в зависимости от уровня грунтовых вод. В качестве гидроизоляционных материалов используют рулонные материалы, холодную асфальтовую мастику и водонепроницаемые бетоны. Изолируемые поверхности должны быть предохранены от увлажнения в течение всего времени производства работ, для чего необходимо обеспечить понижение уровня грунтовых вод ниже уровня щебеночной подготовки (дно водоотливного колодца должно находиться минимум на 40 см ниже щебеночной подготовки будущего пола). При применении рулонных материалов на битумной и дегтевой основе стены подвала и поверхность пола должны быть просушены с помощью временных отопительных и вентиляционных установок. Рулонный материал приклеивают по двум слоям горячей битумной мастики: кусками по 1,5 – 2 м, с перекрытием не менее 15 см, ступенчатыми швами. Синтетические гидроизоляционные материалы (винипласт, полиэтилен и пр.) можно укладывать на влажное основание без приклейки мастиками. 1.4 Ремонт и усиление стен1.4.1 Ремонт и усиление каменных стен Наиболее нагружены элементами каменных конструкций несущие стены, столбы, простенки и перемычки над проемами. Соответственно в этих элементах чаще всего наблюдаются силовые повреждения, проявляющиеся в виде вертикальных и наклонных трещин на их поверхности. Выявленные в результате обследования элементы каменных конструкций с силовыми трещинами подлежат усилению. Кроме того, усиление каменных конструкций (стен, пилястр, столов, простенков, перемычек) производится в том случае, когда их несущая способность может оказаться недостаточной из-за наличия дефектов в кладке, вызванных неравномерной осадкой основания под фундаментами, длительным замачиванием и многоцикловым попеременным замораживанием и оттаиванием кладки и другими причинами. Усиление элементов каменных конструкций может быть выполнено путем устройства различных обойм, увеличением сечения столбов или простенков, заменой кирпичных перемычек над проемами на железобетонные или металлические, установкой систем металлических тяжей и накладок. В одно- и многоэтажных зданиях с продольными несущими стенами нагрузка на поперечные и торцевые стены приходится значительно меньше, чем на продольные. Это приводит к возникновению разности осадок основания под стенами. Поэтому в зоне примыканий торцевых и поперечных стен к продольным стенам возникают расчленяющие их трещины. Трещины возникают также и в средней зоне продольных стен при наличии участков с просадками основания. Для предотвращения разрушения производится их усиление постановкой системы местных металлических накладок, сеток или устройством горизонтальных металлических тяжей и накладок. Накладки выполняют из швеллера или двутавра №16...20, а тяжи из круглой стали диаметром 25...30 мм. Металлические тяжи на концах имеют винтовую нарезку. Предварительное натяжение тяжей осуществляется гайками на концах, окончательное – муфтами с двойной резьбой (талрепами), размещенными на тяжах внутри здания. Натяжение считается достаточным, если при простукивании тяжей слышан звук высокого тона. При наличии в стенах трещин шириной более 10 мм, а также при местном повреждении кладки наружные слои стен перекладываются и армируются. Один из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки – включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях ограничения поперечных деформаций, что существенно повышает сопротивление кладки воздействию продольной силы. Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные. Эффективность железобетонных и растворных обойм определяется процентом поперечного армирования обоймы, классом бетона или маркой раствора, состоянием кладки и схемой передачи усилия на конструкцию.Железобетонная обойма выполняется из бетона класса В12,5 – В15 с армированием вертикальными стержнями диаметром 6 – 12 мм и горизонтальными сварными хомутами с шагом не более 15 см и диаметром 4 – 10 мм. Толщина обоймы определяется расчетом и принимается в пределах от 6 до 10 см. Бетонирование обойм выполняется в опалубке или торкретированием. Обоймы растворные армируются аналогично железобетонным, а выполняются набрызгом или торкретированием. Марка раствора 50 – 100. Толщина обойм 3 – 4 см. Стальная обойма состоит из вертикальных уголков и хомутов из полосовой стали толщиной 6 – 8 мм и шириной 100 – 120 мм или из круглых стержней, приваренных к уголкам. Вертикальные уголки устанавливаются по углам усиливаемого элемента на цементном растворе. Расстояние между хомутами не должно превышать меньший размер сечения и быть не более 50 см. Металлические планки привариваются после предварительного нагрева для обеспечения более плотного обжатия усиливаемого участка. Стальная обойма защищается от коррозии цементным раствором толщиной 25 – 30 мм (оштукатуривается) или окраской. При усилении широких простенков при соотношении сторон более 1 : 2 необходимо устанавливать промежуточные вертикальные планки из полосовой стали, связанные между собой через кладку стяжными болтами. Шаг полос и болтов по горизонтали не более 2 толщин стены или 100 см, по вертикали – не более 75 см. Расчет усиленных элементов производится по методике СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции». Если простенок с наружной стороны по архитектурным или иным соображениям нарушать запрещается, то усиление простенка может быть выполнено устройством металлического или железобетонного сердечника, размещаемого в вертикальной нише, вырубленной в простенке. Прикладку стен выполняют из тех же материалов, что и усиливаемая стена. Для повышения несущей способности и долговечности при существенном повреждении (размораживание, выветривание) кладка армируется сетками и каркасами. Толщина прикладки (наращивания) определяется расчетом, составляя 12 – 38 см и более. Совместная работа новой и старой кладки обеспечивается конструктивно перевязкой, шпонками, штырями, сквозными стержнями. Набетонка стен выполняется из тяжелого или легкого бетонов В7,5 – В15, армированных сетками из стержней диаметром 4 – 12 мм. Толщина слоя определяется расчетом, но не менее 4 – 5 см (до 12 см). Набетонка выполняется на требуемую высоту в опалубке или послойно торкретированием. Арматурные сетки крепятся к стальным стержням диаметром 5 – 10 мм, заделанным на цементном растворе M 100 в швы кладки или просверленные отверстия.Для стен из кирпича глубина заделки штырей 8 – 12 см, шаг штырей по длине и высоте – 60 – 70 см, при шахматном расположении – 90 см. При двусторонней набетонке стен и фундаментов из бутовой кладки устанавливают сквозные связующие стержни диаметром 12 – 20 мм. Шаг стержней при хорошем сцеплении бетона с бутовой кладкой 1 м. Расчет стен, усиленных набетонкой, производится по СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции». Усиление каменных конструкций (стен, простенков, сводов и пр.) инъекцией состоит в нагнетании под давлением в поврежденную кладку жидкого цементного или цементно-полимерного раствора, что способствует замоноличиванию в кладке трещин, пор, пустот. В результате происходит общее замоноличивание кладки в месте с поврежденными участками, восстанавливается ее несущая способность. Применение метода инъекции позволяет выполнить усиление без остановки производства, с использованием небольшого количества материалов, без увеличения поперечных размеров усиливаемых конструкций. При инъецировании применяются следующие материалы: в качестве вяжущего для цементных и цементно-полимерных растворов используется портланд цемент марки не ниже 400 тонкостью помола не менее 2400 см2/г и нормальной густотой цементного теста в пределах 22 – 25 % и шлакопортландцемент марки 400, обладающий небольшой вязкостью в разжиженных цементных растворах. Песок для раствора применяется очень мелкий или тонкомолотый. Модуль крупности песка должен находиться в пределах 1,0 – 1,5 (ГОСТ 8736-77), а тонкомолотый – до тонкости помола цемента. Для раствора используют пластифицирующие добавки: нитрит натрия NaNO2 в количестве 5 % массы цемента. Составы инъекционных растворов в каждом отдельном случае назначаются в соответствии с требованиями проекта и корректируются на месте производства работ с учетом применяемых материалов. Раствор нагнетается под давлением до 0,6 МПа. Шланг, подающий раствор от насоса, снабжен металлическим регулировочным штуцером диаметром 1/2" и накидной гайкой для соединения его на резьбе к инъекционным патрубкам диаметром 1/2", изготавливаемыми из обрезков газовых труб. Предел прочности кирпичной кладки, усиленной инъецированием раствора в трещины, принимается по главе СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции» с введением поправочных коэффициентов mк. Ориентировочная прочность инъекционных растворов на сжатие составляет 15 – 25 МПа. Усиление конструкций стальной обоймой и инъецированием раствора в трещины поврежденной кладки рекомендуется в тех случаях, когда |