Дефекты конструкции ленточных фундаментов

Расчет осадки фундамента

Рассчитать осадку фундамента можно несколькими способами. Основным и самым проверенным способом определения конечной, полной осадки является метод суммирования осадок отдельных слоев. Для каждого из слоев необходимо определить свое значение степени деформации. Слои следует рассматривать в пределах определенной толщи грунта — в активной зоне, а деформации, которые происходят ниже этого уровня грунта, можно исключить. Метод суммирования осадок отдельных слоев можно использовать для определения любых осадок.

Также рассчитать осадку можно методом эквивалентного слоя, который позволяет определить осадку с учетом ограниченного бокового расширения. Эквивалентный слой — это такая толщина грунта, которая в условиях невозможности бокового расширения (при загруженности всей поверхности сплошной нагрузкой) дает осадку, которая равна по величине осадке фундамента, имеющего ограниченные размеры при нагрузке той же интенсивности. То есть, в этом случае пространственная задача расчета осадок может заменяться одномерной.

Признаки и причины

Выявить начальные стадии разрушений возможно по нескольким признакам. Они могут быть явные или скрытые. К явным признакам, т.е. которые возможно определить невооруженным глазом можно отнести:

Появление маленьких трещин на поверхности стен и цоколе;
Дефекты во внешней отделке или ее разрушение;
Появление деформаций поверхности пола;
Локальные разрушения в сооружении;
Дефекты проявленные в виде разрушения участков;
Изменение уровня грунта около цоколя или появились провалы.

Если имеются скрытие повреждения, то их обнаружить самостоятельно проблематично. Для их выявления необходимо специальное оборудование.

Дефекты фундаментов могут возникать по многим причинам. Одна из них – негативное влияние окружающей среды: повышенная влажность, рыхлые или пучинистые (чрезмерное содержание влаги) почвы, резкие перепады температуры, грунт с неоднородным составом и т.п. Предсказать заранее окружающее влияние невозможно. Однако этот фактор должен учитываться еще на стадии проектирования основы дома.

К числу факторов, приводящих к возникновению проблем, можно отнести человеческое влияние. Сюда можно отнести:

Серьезные ошибки на стадии проектирования;
Неверно подобранный тип основы;
Не выполнение правил армировки и проведения гидроизоляционных мероприятий;
Применение материалов не высокого качества;
Недостаточное мастерство во время заливки;
Нарушение правил работы и ее последовательности.

Для того, чтобы фундамент стал разрушаться будет необходимо одной или нескольких причин. Он может прекращать справляться со своими задачами. В итоге потеряется прочность и будут происходить деформации.

К числу наиболее распространенных можно также отнести следующие проблемы.

Неверно заложенная глубина

Этот дефект обычно проявляет себя в виде неравномерного проседания сооружения. Следствием могут стать разрушения, трещины по стенам и перекос всего здания.

Устранить будет достаточно сложно. Он является наиболее трудоемким процессом и зачастую полностью проблему исправить не получается. В отдельных случаях поможет усиление основы. Оно предполагает процесс расширения и углубления и по потребности перемещение частичной нагрузки стен на выносные сваи. В отдельных ситуациях проблема устраняется изменением ленточного типа в плитный под фундаментной подошвой. Однако этот вариант доступен лишь на стадии его возведения.

Чрезмерное увлажнение

Итогом этого факта становится промерзание и основы, и стен под оконными проемами. Происходит это, в основном, в связи с повреждением гидроизоляционного слоя или же при использовании некачественных гидроизоляционных материалов, а также при полной отсутствии гидроизоляционной защиты.

Устранение заключается в следующем: обустройство гидроизоляции вместо разрушенной или новой. Допускается обработка проникающими гидроизоляционными составами.

Расслоение кладки

Эта проблема характерна для фундамента, который сложен из блоков или кирпичей. Основной причиной являются нарушения во время возведения и строительства, не выполнение связки при кладке, перегрузка основы и малая прочность.

Устранение таково: осуществляется восстановление – меняется раствор и части фундамента в поврежденных точках. После этого производится расширение или же переносится часть нагрузки на вынесенные сваи.

Вертикальные разрывы

Чаще всего это возникает при воздействии морозных пучений грунта. Причиной является неправильное проектирование и возведение.

Устраняется дефект путем заделыванием поврежденных точек цементным раствором и удалением пучинистых грунтов около основания. Вместо удаленной почвы помещается непучинистая почва. В зависимости от ситуации осуществляется установка глубинного дренажа и отмостки с утеплением.

Два вида причин дефектов фундаментов

Нарушение несущей функции фундамента может быть вызвано двумя видами причин: природными и конструктивными.

Первый вид связан, прежде всего, с изменением несущих свойств самого грунта, на котором заложено основание дома. Так, например, с течением времени может произойти перенасыщение грунта водой из-за подмывания его грунтовыми водами, а также из-за паводков или аномального количества осадков. Это приводит к утрате грунтом прочности. Тогда в теплое время года фундамент может сильно проседать и подтапливаться.

Вторая причина дефектов фундаментов из этой категории – частичное вымывание грунта из-под основания дома.

Сам грунт при этом не меняет своих свойств, но под фундаментом образуются пустоты. Чаще всего такое явление наблюдается на песчаных и супесчаных почвах – в силу своей легкой и рыхлой структуры они наиболее подвержены вымыванию. Пустоты могут возникнуть и на почвах, богатых известняком, особенно если почвенные воды имеют выраженную кислую среду, разрушающую соединения кальция.

Третий фактор, который может спровоцировать нарушение основание здания, – вспучивание почвы. В зимнее время при сильных морозах почва промерзает на довольно большую глубину. Если грунт насыщен влагой, промерзание приводит к существенному увеличению его в объеме (известно, что лед больше по объему, чем вода). Наиболее характерно сезонное вспучивание для глинистых почв, поскольку они более других видов способны удерживать влагу. В идеале уровень промерзания почвы необходимо установить еще перед строительством фундамента и сделать глубину закладки такой, чтобы его подошва (основание) находилась ниже этого уровня. Тогда сезонное вспучивание грунта не сможет существенно повлиять на прочность фундамента.

Еще одной причиной дефектов оснований зданий, условно отнесенной к категории природных (но, по сути, имеющей техногенную природу), является смещение и проседание породы под воздействием ведущихся в данной местности разработок нефти или угля, высокого потребления артезианской воды или каких-либо других работ, связанных с существенным перемещением слоев породы.

Кроме того, по природным причинам может произойти разрушение самого фундамента. Грунтовые воды могут нарушить прочность не только грунта, но и основания дома. Например, с течением времени они подмывают и разрушают раствор, соединяющий кирпичную кладку. Или вода может попасть в мелкие трещины и поры фундамента, а зимой, при замерзании, из года в год увеличивать эти трещины в размере.

Конструктивные причины возникновения дефектов фундаментов связаны с технологическими просчетами или небрежностью при строительстве основания дома. Так, например, мог быть изначально выбран неподходящий вид фундамента. Скажем, под массивный дом заложили не более уместный в этом случае ленточный фундамент, а свайный – более простой в выполнении, но подходящий лишь для небольших и достаточно легких сооружений, например каркасных.

Еще один вид конструктивных недочетов, приводящий к дефектам оснований – неверный расчет при расчете фундамента. Если неправильно рассчитать общую тяжесть дома, можно соорудить недостаточно мощное основание, даже если сам его вид был выбран правильно. Сюда же можно отнести и неправильный расчет глубины заложения фундамента, что также существенно влияет на его несущую способность.

Впоследствии такой фундамент будет проседать неравномерно. Это приведет, как минимум, к рассоединению строительных швов между верандой и жилой частью дома. В худшем же случае все строение может перекоситься. Поэтому в таких случаях необходимо закладывать два отдельных фундамента под веранду и основную часть.

Еще одна причина, связанная с техническим недочетом – при строительстве фундамента не было отведено необходимое количество времени на то, чтобы он «схватился». Как правило, строительство здания над фундаментом можно начинать не ранее, чем через месяц после завершения сооружения основания дома. В противном случае недостаточно закрепившаяся конструкция фундамента может быть нарушена. Но такие нарушения обычно становятся заметными уже в ближайшее время, иногда даже на стадии строительства дома.

Следующая ошибка – увеличение массы строения в процессе его эксплуатации. Проще говоря, речь идет о надстраивании еще одного этажа, не предусмотренного в изначальной конструкции дома, по которой производился расчет его массы. Если фундамент не обладал солидным дополнительным запасом прочности, такое изменение нагрузки приведет к его серьезной деформации.

Ну и последней, но достаточно распространенной причиной является использование при строительстве фундамента дешевых и некачественных материалов.

Стоимость создания усиленного фундамента

При получении заказа на устройство заглубленного ленточного фундамента мы рассчитываем стоимость производства работ, исходя из затрат на приобретение необходимого количества строительных материалов, стоимости работы привлекаемых механизмов и автотранспорта. Также учитывается стоимость следующих видов работ: • вынос в натуру отметок, необходимых для устройства фундамента; • производство земляных работ в соответствии с положениямиСНиПа3.02.01 от 1987 года; • ручная зачистка отрытых траншей; • отсыпкапесчаной подушки; • создание щитовой опалубки и ее закрепление; • изготовление арматурных каркасов и их установка по месту; • бетонирование фундамента с обязательным тщательным вибрированием бетона в процессе его укладки;

Дефекты и повреждения фундаментов и грунтовых оснований

Деформации грунтовых оснований, дефекты и повреждения фундаментов сказываются на техническом состоянии всех строительных конструкций. Учитывая, что основания и фундаменты скрыты грунтом, основными косвенными признаками их неблагополучного технического состояния и одновременно поводом для проведения обследования здания являются:

деформации зданий, сооружений и их отдельных строительных конструкций (крены, выгибы, перекосы, трещины);
осадка грунтов вокруг зданий и сооружений, а также просадка полов в подвальных помещениях;
деформации и разрушение фундаментов и стен с внутренней стороны подвальных помещений;
подтопления территорий вокруг зданий и сооружений, а также подвальных помещений из-за изменения уровня грунтовых вод, аварий бытовых и технологических систем водоснабжения и канализации;
нарушение наружного водоотвода (разрушение отмостки, водосточных труб), а также нарушения целостности вертикальной планировки.

Основными причинами дефектов и повреждений фундаментов являются:

1.Ошибки при проведении инженерных изысканий и проектировании. 2.Нарушение технологии работ при подготовке основания:

переборы грунта;
некачественное уплотнение грунта;
промерзание грунта;
замачивание грунта.

3.Нарушение технологии работ при возведении фундаментов:

несоответствие марок раствора и класса бетона проекту;
нарушение правил армирования;
несоответствие марок кирпича и бутового камня;
отсутствие перевязки фундаментных блоков;
выполнение обратной засыпки пазух пучинистыми грунтами.

4.Нарушение правил технической эксплуатации фундаментов:

подтопление подвалов;
повышение агрессивности грунтовых вод;
промерзание оснований;
перегрузка фундаментов;
механические повреждения при вскрытии фундаментов, вводе и замене коммуникаций;
устройство подземных технологических помещений;
динамические воздействия (сейсмические и взрывные, изменение или нарушение режима работы оборудования, движение транспорта, строительные работы вблизи здания);
резкие колебания температуры в помещениях;
старение материалов фундамента и гидроизоляции;
ведение строительства рядом с существующими зданиями без принятия соответствующих мер по их защите.

Наиболее характерными признаками деформаций грунтовых оснований являются:

неравномерные и местные просадки;
фактические осадки, превышающие допустимые значения;
выпирание грунта основания из-под подошвы фундамента.

Основными причинами деформаций грунтового основания являются:

превышение нагрузок на основание;
внешние динамические воздействия (сейсмические и взрывные, изменение или нарушение режима работы оборудования, движение транспорта, строительные работы вблизи здания);
изменение уровня грунтовых вод, температурного и аэрационного режима, а также физико-механических характеристик грунтов основания в период строительства и эксплуатации;
малая глубина заложения фундаментов;
ошибки при проведении инженерно-геологических изысканий и проектировании.

Наиболее характерными дефектами и повреждениями фундаментов являются:

местные просадки оснований, в результате которых в стенах кирпичных зданий появляются трещины; в крупнопанельных и крупноблочных зданиях расходятся швы, вызывая появление течей и сквозняков; в производственных зданиях возникает опасность падения мостовых кранов из-за перекоса колонн;
появление вертикальных и косых трещин в теле самих фундаментов;
сколы, изломы и вывалы в теле фундаментов;
выщелачивание солей из цементно-песчаного раствора и бетона;
оголение арматуры, коррозионные явления в теле бетонных фундаментов;
расслоение кладки и выпадение отдельных камней в бутовых фундаментах;
разрушение материала камней и раствора в швах каменной кладки фундаментов;
отслоение или разрушение защитного слоя бетона в железобетонных панелях стен подвала;
появление сырости;
вымывание основания;
пучение грунтов;
гниение элементов деревянных фундаментов;
повреждения вертикальной и горизонтальной гидроизоляции фундаментов.

Источник

Когда именно необходимо ремонтировать фундамент

Если фундамент повредился из-за частого подмывания водой. Причиной таких водных потоков нередко становится крыша, которая не оборудована специальными желобами. Именно в таком случае укрепление фундамента – это единственный способ устранения таких повреждений. Если из-за влияния воды конструкция вдруг осела или треснула, то ее нужно усилить стальной арматурой.
Если фундамент Вашего здания был утоплен выше, чем линия промерзания. К постепенной порче всего здания приводит не очень заглубленная посадка. В теплое время года в почве замерзшая вода начинает таять, а это приводит к тому, что происходит неравномерная усадка основания. Такой фундамент делайте ниже, чем глубина промерзания.
Если Вы планируете надстраивать дополнительные этажи. В этом случае Вам необходимо будет сделать расширение фундамента. Это делается двумя способами: можно сделать двустороннюю обкладку кирпичом или обетонивание. Это поможет предотвратить деформацию здания, а также распределит возросшую нагрузку.
Если Вы запланировали какую-либо достройку очень близко от Вашего основного здания. Так как вокруг уже существующего здания грунт, в основном, нарушается, то Вам необходимо достраиваемую часть посадить на глубину, где не будет повреждений. Для того, чтобы достичь одинакового уровня фундаментов делают подбетонивание.

Самыми распространенными являются такие способы, как:

ремонт фундамента путем подливания под фундамент дополнительного бетона, установка его на дополнительные столбики, на всю ширину фундамента, по периметру, через определенный промежуток.
ремонт фундамента путем засверливания (если широкая трещина) через всю ширину фундамента, устанавливаются шпильки и с наружи швеллер, потом вся конструкция стягивается на болты.

1.2.1. Ошибки при расчетах оснований фундаментов

Наиболее часто причиной ошибок при проектировании фундаментов является неполнота данных о геологическом строении и тектонической структуре района строительства, литологическом строении основания будущего здания или сооружения, гидрогеологической характеристике района строительства.
Это происходит из-за недостаточной сети скважин и шурфов на площадке строительства, не позволяющей выявить локальные неоднородности грунтового основания. Последние могут быть как естественного, так и искусственного происхождения.
В 70-х в г. Пушкине под Ленинградом был построен жилой дом с кирпичными стенами. Средняя часть дома была девятиэтажной, боковые пристройки — пятиэтажные. Дом был полностью построен, когда обнаружилось, что средняя девятиэтажная часть начала отрываться от пятиэтажных пристроек и погружаться в грунт. Средняя часть здания просела относительно боковых пристроек на 0,7…1 м. Причиной таких больших деформаций оказалась линза пылеватого песка, насыщенного водой, расположенная под девятиэтажной частью дома и не выявленная при инженерно-геологических изысканиях, из-за очень редкой сети разведочных скважин.
В Мурманской области при возведении крупнопанельного пятиэтажного жилого дома с поперечными и продольными несущими стенами в основании фундамента одной из поперечных стен в процессе строительства были обнаружены пылеватые влажные пески (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема деформации крупнопанельного дома из-за локальной неоднородности грунтового основания: 1 — фундамент поперечных стен; 2 — насыпной грунт; 3 — трещины в стеновых панелях (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

Проектом же было учтено наличие под всем зданием сухих песков средней крупности. Пылеватые пески удалили на глубину около одного метра ниже подошвы фундамента и вместо них уложили местный грунт, который не был достаточно уплотнен. Работы по возведению фундаментов производились в зимнее время. Летом, после окончания строительства здания, были выявлены большие неравномерные осадки фундамента в зоне обнаруженных ранее пылеватых песков. В границах нескольких поперечных осей рядом с сильно просевшим фундаментом, панели продольных стен получили существенные деформации и в них образовались трещины со значительным раскрытием. Появились трещины и в плитах перекрытий, так как они были оперты на только на поперечные, но и на продольные стены. О выявленной локальной неоднородности грунтового основания строители не поставили в известность проектную организацию. Поэтому в проекте не были разработаны мероприятия по снижению чувствительности здания к неравномерной осадке фундаментов, которая должна была проявиться в дан ном случае.
Не всегда проектировщики учитывают конфигурацию здания в плане. Б. Д

Васильев отмечал, что чем сильнее сжимаемость грунтов, тем больше надо обращать внимание на влияние размеров отдельных фундаментов и общей конфигурации здания на неравномерность осадки фундаментов. При пылеватых песках под фундаментом угловых частей имеются особо благоприятные условия для бокового смещения грунтовых частиц и, следовательно, появляется возможность осадки этих частей фундамента.
При проектировании зданий и сооружений проектные организации не всегда учитывают влияние изменения гидрогеологических условий площадки строительства на грунтовое основание

Изменение гидрогеологических условий пятна застройки может произойти при выполнении планировочных работ, устройстве подземных коммуникаций, дорог, строительстве соседних зданий. Следует иметь в виду, что деформативность грунтов основания возрастает как с увеличением, так и с уменьшением их влажности.
В зданиях без подвала кирпичные перегородки обычно ставят на монолитные бетонные фундаменты небольшого поперечного сечения, уложенные на грунт. Грунт в пределах здания
является насыпным и, как правило, плохо уплотненным. В таких условиях перегородки вскоре после их возведения получают большие осадки. Края перегородок имеют достаточную связь со стенами, а середина опускается, следуя за осадкой насыпного грунта. В перегородках возникают горизонтальные и наклонные трещины с большим раскрытием. Необходимо отказаться от опирания перегородок на грунт и проектировать под ними рандбалки, уложенные на фундамент стен.
При наличии особых грунтовых условий (пучинистые, сильно посадочные грунты и т.п.) в проекте должны быть даны рекомендации по производству котлованных работ, возведению фундаментов, эксплуатации здания или сооружения.

Причины проседания фундамента

Ответ на вопрос: «Что делать, если просел фундамент?» приходится искать, обычно, при получении старого дома в наследство или покупке ветхого сооружения. Часто фундамент проседает в старых домах, построенных на болотистых участках или в зонах сильного промерзания грунта. Ещё одна причина – выбор основания не соответствует особенностям данной местности.

В нижних слоях грунта могут происходить гидрологические и физико-механические процессы, которые приводят к уменьшению его несущей способности. Иногда к изменению свойств почвы приводят строительные работы, проводимые поблизости от вашего дома.

Довольно часто проседание фундамента наблюдается в результате неблагоприятного воздействия грунтовых вод, вымывающих грунт из-под основания. Большая проблема – повышенная влажность. Монолитный фундамент под её воздействием теряет свои прочностные качества и начинает разрушаться.

Почему в ЖБИ образуются дефекты

Существует множество разных причин, по которых возникают дефекты бетонных конструкций. К наиболее распространенным относят:

допущенные в процессе проектирования ошибки, состоящие в неправильном определении воздействующих нагрузок, неточностях при создании узлов сопряжения, потери прочности из-за малого количества связующих компонентов, некачественному исследованию и оценке грунтов основания;
применение некачественных материалов: недостаточная морозостойкость раствора, плохой обжиг кирпича или искривление его граней, отклонение от проекта и использование цемента низших марок раствора при приготовлении раствора;
низкое качество строительных работ: несоблюдение горизонтальности, отклонение от вертикали столбов и несущих стен, нарушение правил перевязки швов и их толщины, выполнение кладки при слишком низких температурах;
неравномерность осадки оснований под столбами и фундаментами вследствие неправильно проведенных строительных и земляных работ;
выполнение отверстий и штраб в ходе строительства, что заметно уменьшает сечение конструктивных элементов.

Каждый из этих факторов или даже несколько в совокупности могут спровоцировать дефекты монолитных железобетонных конструкций. Чтобы предотвратить дальнейшее разрушение объектов из железобетона следует как можно скорее устранить выявленные повреждения и таким образом избежать капитального ремонта.

Профилактика появления трещин в стене

Как было выше сказано, основными причинами появления опасных трещин являются деформации фундаментов. Поэтому при их проектировании необходимо соблюдать ряд требований:

Столбчатые фундаменты, находящиеся в пучинистых грунтах, должны быть скреплены нижними обвязками или ростверками.

В домах, имеющих цокольные этажи или технические подвалы, заглубленные стены лучше изготавливать в монолитном исполнении. При этом их не рекомендуется соединять армированием в цельную конструкцию с плитным фундаментом.

Основания пучинистых грунтов не должны промерзать под плитными фундаментами при построенной коробке дома.

Уширения буровых опор должны располагаться ниже уровня промерзания пучинистых грунтов.

Для профилактики появления трещин могут применяться такие меры:

Разборка аварийных стен и монтаж новой блочной или кирпичной кладки;

Изготовление монолитного бетонного армирующего пояса;

Замена или усиление опор;

Увеличение длины несущих стен и укрепление простенков.

Как убрать трещины в стенах — смотрите на видео:

Влияние размеров фундамента на несущую способность основания

Графическое изображение зависимости осадки основания фундамента от несущей нагрузки Некоторые строители вынуждены для одного сооружения использовать сразу несколько различных видов фундаментов. Причем расчеты нужно делать для каждой подошвы индивидуально. Также возможно применение оснований с длиной, значительно превышающих их ширину.

Графики указывают, что с увеличением ширины фундамента увеличивается объем грунта, способного привести к разрушению подошвы. Поэтому при абсолютно одинаковых условиях и составу грунта, узкие фундаменты менее склонны к деформации, чем широкие.

Также несущая способность оснований зависит от их формы и используемых строительных материалов. Если два фундамента имеют абсолютно одинаковые размеры, одинаково заглублены в грунт, но один имеет длину и ширину практически одинаковую, а другой – более длинный, тогда первая конструкция будет создавать большую нагрузку на грунт, чем другая.

В каких случаях проводят обследования фундаментов

Главные причины необходимости в обследовании фундамента следующие:

Требования класса безопасности возводимого объекта, которые предписывают обязательное обследование фундаментов
Выявление дефектов в конструкции, которые могли быть спровоцированы фундаментом
Дополнительное усиление имеющейся конструкции

В последнем случае проведение обследования предшествует строительным работам. Потребность в этом возникает в случае:

Возведения дополнительных этажей здания
Монтаж технологических установок и оборудования
При механическом износе существующего фундамента

Во всех случаях требуется разработка проекта по усилению фундамента, которая невозможна без детального анализа существующей конструкции.

Особенности дефектов и повреждений оснований и фундаментов

Дефекты в конструкции оснований и фундаментов могут выявляться на двух этапах:

На стадии строительства.
На стадии эксплуатации здания или сооружения.

В обоих случаях их появление можно предотвратить, проводя необходимые работы по оперативному выявлению деформаций. Чем раньше обнаружена проблема, тем проще её устранить.

Главная трудность, которая возникает при экспертизе подземных частей здания – отсутствие возможности визуального контроля за состоянием элемента. Фундамент скрыт от глаз и не представляется возможным выявить дефекты. Поэтому для обследования фундаментов зданий используют уникальные технологии. Слежение за состоянием и оценка качества конструкции обязательны при строительстве и дальнейшей эксплуатации.

Виды деформаций фундаментов

На практике, обследованию основания уделяется неоправданно мало внимания. Строители ограничиваются соблюдением технологий на стадии возведения, а отслеживания дальнейшего поведения конструкции игнорируется. При этом, именно деформации фундаментов приводят к наиболее значимым разрушениям, вплоть до полного обрушения. Самые сложные и трудно ликвидируемые деформации связаны с фундаментами и грунтами основания.