Рис. 13. Цоколи:
1 — конструкция каменной (деревянной и др.) стены; 2 — цоколь из кирпича; 3 — гидроизоляция из двух слоев толя или подкладочного рубероида; 4 — вторая гидроизоляция по фундаменту или в теле цоколя; 5 — керамическая плитка на цементно-песчаном растворе; 6 — цоколь; 7 — облицовочный фризовый камень; 8 — сетка 150х150х4, привязанная к выпускам арматуры; 9 — облицовочная плитка из естественного камня; 10 — жесткий цементный раствор; 11 — выпуски арматуры, заделанные в кладку; 12 — бетонная подушка; 13 — фундаментные бетонные блоки; 14 — фундамент (из сборных блоков, бутовой кладки, бута и т. п.) 15 — облицовочный кирпич; 16 — цементная штукатурка
На цоколе размещают две гидроизоляции, каждая из которых состоит из двух слоев рубероида на битумной мастике. Первую гидроизоляцию устраивают на высоте около 200 мм от уровня отмостки, вторую — по верху самого цоколя. Назначение гидроизоляций — отсекание проникновения влаги в стены из-за капиллярного подсоса воды из грунта и увлажнения стен от таяния снега и дождевых брызг.
Еще совсем недавно делали одну гидроизоляцию на уровне верха цоколя. Такая гидроизоляция отсекала подсос воды в стены, но сам цоколь при этом находился в увлажненном состоянии. Внимательный читатель может нередко заметить разрушенные цоколи домов в городских кварталах. Влага, скапливающаяся в капиллярах материала цоколя, при зимних замерзаниях увеличивается в объеме и рвет капилляры. Повторяющийся из года в год циклический процесс разрушает материал цоколей.
Теперь стали делать две гидроизоляции цоколей. Для защиты его от атмосферного увлажнения цоколь облицовывают лицевым кирпичом, плитами из естественного камня или прислонными керамическими плитками.
Характерные уязвимые места и дефекты фундаментов и способы их восстановления
На основе опыта эксплуатации сооружений выявлены характерные уязвимые места, в которых начинается разрушение. Обычно это сопряжения конструкций с основанием фунта, высотные переломы ступенчатых фундаментов, опорные узлы и т. д. Важно своевременно выявить эти места и провести мероприятия по восстановлению и усилению конструкций. Необходимо четко установить причину разрушений или деформаций и лишь затем приступить к восстановительным работам. Работы по усилению фундаментов относятся к особо сложным и ответственным, так как дальнейшее повреждение фундаментов может вызвать разрушение всего здания.
Повреждения фундаментов чаще всего возникают вследствие увлажнения оснований грунта при неправильной эксплуатации здания. А также под действием сил пучения при промерзании глинистых фунтов, либо из-за недостатков и ошибок при расчете фундаментов и при ведении строительных работ.
Известен, например, случай, когда здание, простоявшее десяток лет, вдруг разрушилось. Произошло это в результате аварийного подтопления фундамента водопроводной водой (в силу этого произошло намокание грунта и его более глубокое промерзание, чем во все предыдущие годы). Вывод простой: на фундаменты влияют не только объективные природные явления, но и субъективный человеческий фактор, связанный с эксплуатацией здания.
Уязвимыми местами в фундаментах являются: в цоколях — места сопряжений стен с отмосткой, облицовочный защитный слой, горизонтальная гидроизоляция; в фундаментах — места сопряжений с отмосткой, зона увлажнения и зона промерзания фунта; в основаниях — зоны застоя или притока воды, увлажнение и вымывания основания, зона перегрузки.
Чаще всего о деформациях фундаментов можно судить по внешним проявлениям разрушения стен и перекрытий, реже — при визуальном осмотре фундамента из подполья или подвала.
Осадка части здания, отклонение одной из стен от вертикали, осадка внутренней капитальной стены (продольной или поперечной) либо перегородок на грунте (рис. 14) — вот краткий перечень этих дефектов.
Рис. 14.Причины трещинообразования в стенах здания:
а — осадка средней части здания; б — осадка крайней части здания; в — осадка части здания, трещина постоянной величины по всей высоте здания; г — отклонение стены от вертикали; д — разница в осадках пересекающихся стен здания (внутренних и наружных); 1 — трещины; 2 — осадочная воронка (о существовании которой можно только предполагать); 3 — отклонение стены; 4 — наружные стены; 5 — внутренняя стена
Причины дефектов и повреждений:
а) ошибки при изысканиях и в проекте (при оценке прочности основания на различных участках не выявлены своевременно засыпанные канавы и местные жесткие опоры: например, забетонированные колодцы, валуны и т. д.); при конструировании фундаментов под здание с разной этажностью не учтены различные силовые нагрузки на них;
б) недостатки в подготовке основания: излишне вынут грунт в основании и плохо уплотнен вновь подсыпанный; вымывание основания при откачке из котлована грунтовых вод;
в) недостатки в устройстве фундаментов: некачественный раствор, бетон или камень, несоответствующий по прочности или стойкости агрессивной среде;
г) недостатки эксплуатации: подтопление и вымывание основания атмосферными или бытовыми водами (особенно на участках со слабыми или просадочными грунтами); подсыпка или снятие поверхностного грунта, повлекшие за собой изменение температурно-влажностного режима работы фундамента, ведущее к увлажнению стен или к промерзанию и пучению самого фунта.
При отклонении стены от вертикали и осадке внутренних стен к выше перечисленным причинам могут добавиться: недостаточная жесткость продольной стены; отсутствие поперечных связей; большой распор от стропил; пропуск арматурных сеток в пересечениях стен.
Способы восстановления и укрепления зданий:
1. Усиление стен тяжами в местах перекрытий (рис. 15).
Рис. 15.Усиление стен стальными тяжами:
а — с наружной стороны здания напрягаемыми тяжами; б — то же, с внутренней стороны здания, в — установкой ненапрягаемых тяжей; 1 — тяж; 2 — уголок; 3 — опорная стальная пластина; 4 — швеллер
Для установки поясов к углам здания на всю высоту закрепляют стальные уголки, к которым приваривают стержни диаметром 25–40 мм, и стягивают здание через стяжные муфты. Уголки и пояса размещают в специально подготовленных штрабах, которые впоследствии оштукатуривают, либо на поверхности стен. В последних случаях после оштукатуривания на фасаде здания появляются новые архитектурные детали в виде выступающих поясков.
Этот способ усиления здания относится к таким примерам, когда лечат не болезнь, а ее последствия. Тем не менее эти сравнительно нетрудоемкие работы повышают жесткость здания настолько, что позволяют избежать трудоемких операций по усилению фундаментов.
2. Применение стяжных поясов, опоясывающих все здание эффективно, но не всегда оправданно, чаще применяются локальные меры, приостанавливающие процессы трещинообразования. К таким мерам относятся: заделка стабилизировавшихся трещин, усиление перемычек, усиление простенков и столбов, устранение разрушающихся участков кладки от смятия под плитами перекрытия (рис. 16, 17).
Рис. 16. Устранение дефектов в аварийных каменных стенах:
а — вставкой простых кирпичных замков в широких трещинах; б — то же, замков с металлическим якорем (якорь устанавливают с той стороны, в которую развивается трещина, если трещина расширяется кверху, якорь устанавливают вверху, расширяется книзу — внизу); в — натяжными болтами по полосовым стальным накладкам на сквозные трещины по глади стены; г — то же, в углу; д — то же, скобами; е — усиление узла опирания железобетонной плиты перекрытия на стену при размере ее опирания менее проектного; ж — усиление кирпичных простенков стальной обоймой при отношении размеров простенка 2/1; з — то же, при отношении размеров более 2/1; 1 — усиливаемая стена; 2 — трещина; 3 — кирпичный замок толщиной в полкирпича, устанавливаемый по обе стороны стены; 4 — цементный раствор; 5 — стяжной болт; 6 — якорь из прокатного профиля (швеллер); 7 — стальная накладка; 8 — стальные скобы шагом 500 мм; 9 — железобетонная плита; 10 — кирпичный простенок; 11 — стальной уголок; 12 — штукатурка
Рис. 17. Усиление кирпичных перемычек:
а — расклинивание трещин стальными пластинами; б — стальными уголками; в — то же, при более длинном пролете, с дополнительной подвеской; г — стальными уголками, соединенными со стальной обоймой простенков; 1 — кирпичная стена; 2 — трещина; 3 — усиливаемая перемычка; 4 — стальные пластины-клинья; 5 — стальной уголок; 6 — тяжи из полосовой стали; 7 — стальная обойма простенка
Необходимо подчеркнуть, что при ведении работ в аварийных зданиях степень риска должна быть определена достаточно объективно. Ветхие и аварийные строительные конструкции, подлежащие восстановлению, должны быть временно закреплены. Например, при работе под плитами перекрытия, опирание которых в результате образования трещин стало меньше проектного, необходимо установить временные подпорки из бревен и т. п.
3. Усиление фундаментов (рис. 18).
Рис. 18.Усиление фундаментов:
а — простое уширение фундамента; б — углубление фундамента с уширением; в — уширение фундамента железобетонными балками; г — перенос нагрузки от веса стены на буронабивные (или забивные) сваи, выполненные с двух сторон;