Причины возникновения деформации фундамента

Фундамент на грунтовом основании

Тел: +7 (495) 728-94-19
Тел: +7 (963) 659-59-00
Москва, Олонецкий пр. д. 4/2

выполняем работы по г. Москве
и всей Московской области

Библиотека

Фундаменты:

Фундамент – общие сведения
Конструкции фундаментов
выбор типа фундамента
ленточный фундамент
столбчатый фундамент
свайный фундамент
мелкозаглубленный
Влияние грунтов на фундамент
оценка геологических условий
физико-механические свойтва
просадки фундамента
осадки грунтов фундамента
основные причины просадок
морозное пучение фундамента
сильносжимаемые грунты
пучинистые и набухающие грунты
выпирание пород основания
фундаменты на торфах
Расчет фундамента
типичные ошибки проектов
виды деформации фундамента
величины деформаций
усиление фундаментов

Библиотека

ООО «Буровики»:

Контакты
Рекомендательные письма
Допуски и Лицензии
Цены и сроки, прайс лист
Написать письмо

Виды деформаций оснований и сооружений и причины развития неравномерных осадок


1 400 рублей за метр. Подробнее
Почему стоит заказать именно у нас

Во время строительства и эксплуатации сооружений грунты основания деформируются, что, как правило, приводит к развитию неравномерных осадок фундаментов и, соответственно, сооружений.

В связи с этим может возникнуть и часто возникает необходимость в обследовании оснований и фундаментов или сооружения в целом. Программа, объем и методы обследования намечаются в зависимости от того, для каких целей ведется обследование, каков характер здания, его состояние, в какой период произошли деформации и т. п.

Аварии и деформации зданий и сооружений происходят не столько из-за ошибок в инженерных расчетах надземных конструкций, сколько из-за просчетов, допускаемых при проектировании (около 18%) и возведении (около 80%) фундаментов. Еще в 1570 г. выдающийся итальянский архитектор и строитель Палладио в трактате «Четыре книги об архитектуре» писал, что «. из ошибок, происходящих на постройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундамента, так как они влекут за собой гибель всего здания и исправляются с величайшим трудом».

Ежегодные результаты Госглавэкспертизы России свидетельствуют о массовом характере грубых нарушений норм и правил проектирования и строительства, в т. ч. связанных с обеспечением надежности оснований и фундаментов сооружений различного назначения.

Опыт показывает, что повреждения конструкций или авария здания редко происходят по какой-либо одной причине. Обычно это результат взаимодействия многих факторов, один из которых может играть решающую роль. Установление главной причины деформации здания является довольно сложной задачей, разрешение которой требует от специалиста всестороннего учета работы конструкций здания и его основания, а также тщательного изучения обстоятельств, вызвавших развитие деформаций.

При появлении аварий или деформации зданий и сооружений необходимо руководствоваться «Положением о порядке расследования причин аварий зданий и сооружений, их частей и конструктивных элементов на территории Российской Федерации» (№ 17-48,1994), градостроительным кодексом РФ (статья 62).

При неравномерных конечных осадках и неравномерном затухании их во времени основания опускаются на различную величину, вызывая перераспределение усилий и деформаций в надземных частях зданий и сооружений. Неравномерные осадки ухудшают эксплуатацию сооружений, вызывают перенапряжение в отдельных конструкциях и элементах и их повреждение. Поэтому предельные величины неравномерных осадок устанавливаются не только по эксплуатационным (физиологи ческим, эстетико-психологическим) и технологическим требованиям, но и по прочности, деформации (трещинностойкости) и устойчивости сооружений.

Полные деформации сооружения и его фундамента складываются из отдельных деформаций, которые происходят от различных условий загружения и различных сочетаний нагрузок и др.

Основными причинами развития неравномерных осадок уплотнения являются неоднородность основания и неоднородность напряженного состояния.

К неоднородности основания относятся: выклинивание слоев под отдельными частями здания, линзообразное залегание грунтов, неодинаковая толщина слоев, различие в плотности грунта, использование различных слоев грунта под отдельными частями здания (скала и сжимаемый грунт, скопление валунов, старые фундаменты) и др.

Неоднородность напряженного состояния грунтов в основании обуславливается неодинаковой загрузкой фундаментов, взаимным влиянием загрузки соседних фундаментов, неодновременной консолидацией грунтов в основании и пр.

Развитие неравномерных осадок уплотнения обычно не заканчивается в период строительства, а продолжается в первые годы или же десятилетия эксплуатации (на пылевато-глинистых грунтах).

Неравномерные осадки разуплотнения связаны с откопкой котлована и уменьшением напряжений ниже его дна. Величина их неравномерности зависит от неоднородности основания и изменения напряженного состояния при откопке (глубины котлована, наличия подземных вод и других факторов). Эти осадки обычно заканчиваются в период строительства.

Неравномерные осадки выпирания связаны с развитием пластических деформаций грунта основания. Они могут развиваться, если давление по подошве фундамента превышает расчетное сопротивление грунта. Это чаще всего происходит при увеличении нагрузки на фундаменты во время эксплуатации зданий (при заниженной величине заглубления подошвы фундамента по отношению к полу подвала).

Неравномерные осадки расструктуривания связаны с нарушением структуры природного грунта в период производства строительных работ, особенно работ нулевого цикла. Развитие осадки расструктуривания, как правило, заканчивается в период строительства и значительно реже — в первые годы эксплуатации.

Неравномерные осадки в период эксплуатации зданий могут развиваться под воздействием уплотнения грунтов, различных вод (грунтовых, ливневых, производственных), ослабления подземными и котлованными выработками, динамики, геологических процессов и других факторов.

Следует учитывать три характеристики осадок сооружения: 1) максимальную величину осадки; 2) разность осадок соседних частей, которая приводит к их относительному повороту; 3) разность осадок фундамента, которая приводит к деформациям и искажениям всей конструкции. В зависимости от характера сооружения, его чувствительности воздействие двух последних величин может иметь серьезные последствия.

Общая величина осадки, не ведущая к повреждению здания, может быть достаточно большой, если она равномерная. Например, Национальный музей искусств в Мехико за время своего существования (построен в 1909 г.) дал осадку в 3,6 м и, несмотря на это, нет никаких признаков деформации самого здания. Однако при большой величине осадки могут повреждаться входы, пристройки, санитарно-технические коммуникации, дренажные и другие устройства.

Неравномерная же осадка отдельных частей и сооружения в целом имеет обычно более серьезные последствия. Она является одним из главных факторов, влияющих на прочность и эксплуатационную пригодность зданий.

Классификация видов неравномерных деформаций зданий и причин, их вызывающих может служить основой для диагностики повреждений зданий и сооружений.

При наличии достаточно большой толщи однородных пылевато-глинистых грунтов и равномерно приложенной нагрузки по длине здания происходит блюдцеобразное понижение поверхности (прогиб), которое распространяется иногда далеко за пределы загруженной площадки. Средняя часть здания вогнута, а края наклоняются к центру загруженной площадки. Такой характер деформации объясняется тем, что на угловых участках нагрузка распределяется по большей площади, распространяясь вперед за пределы конца стены. Следовательно, концы стен, получая большую площадь опоры, имеют и меньшую осадку. При такой деформации по краям стен могут возникать наклонные трещины, идущие от краев к середине под углом примерно 45°. Нижние концы трещин направлены в сторону меньших осадок. В средней части здания часто образуется трещина в виде перевернутого знака у: более широкая внизу и сужающаяся кверху. В верхней части стены по середине здания могут быть признаки разрушения кладки от раздробления. Если в стенах имеются горизонтальные пояса, то под ними в средней части здания могут появиться горизонтальные трещины. Деформации прогиба могут появляться, если под фундаментами в средней части здания имеются участки слабых грунтов или пустот, если средняя часть здания несет большую нагрузку, если в основании торцевых частей здания имеются твердые включения (скала, скопления валунов).

Деформацию выгиба испытывают здания с тяжелыми каменными стенами и слабонагруженными внутренними колоннами, а также при наличии слабых или ослабленных оснований в торцевых частях здания, расположенных рядом котлованов или траншей (за счет выдавливания грунта из-под несущего пласта основания), построек около торцевых частей зданий, значительного количества жестких включений под серединой здания и т. п. Углы в этом случае садятся больше и наклонные трещины имеют большую ширину вверху. Направление нижних концов трещин — также в сторону меньших осадок, т. е. к середине здания. Наружные стены могут наклоняться кнаружи, образуя v-образные трещины в соединениях с поперечными стенами. Особенно часто это встречается при внецентренном загружении фундаментов наружных поперечных стен. В зависимости от конфигурации общей осадки соответствующие наклонные трещины появляются во внутренних стенах. При этом перекашиваются дверные рамы (проемы являются ослабленными местами в стенах и здесь концентрируются напряжения). Перекрытия, опирающиеся на рамы каркаса, могут испытывать большие осадки без повреждений, но если они опираются непосредственно на грунт или на отдельные фундаменты, оседающие независимо от стен, могут возникать серьезные повреждения и расстройства в стыках. Деформация выгиба значительно опаснее прогиба, так как трещины раскрываются вверху, а это может привести к тому, что торцевые стены потеряют устойчивость, перекрытия обрушатся и т. п.

Осадка крайних частей здания или сооружения возникает обычно по причинам, указанным выше, но оказывающим влияние на одну из торцевых частей здания. Этот вид деформации также является опасным.

Перекос здания или сооружения возникает в результате разности осадок соседних или нескольких расположенных в ряд фундаментов за счет разной нагрузки на рядом расположенные фундаменты или наличия слабых или ослабленных грунтов под одним из фундаментов. Перекос приводит к возникновению косых трещин, что особенно опасно в узких простенках.

Крен (наклон) испытывают жесткие сооружения при неравномерных осадках отдельных фундаментов. Причинами этого вида деформаций могут быть различные факторы. Крен фундамента приводит к повороту нижней части конструкций.

Скручивание сооружений возникает при развитии крена в разных частях длинного сооружения в противоположные стороны. Наибольшие повреждения получают, как правило, верхние этажи отдельных конструкций или здания в целом.

Обычно сооружения подвергаются одновременно различным деформациям, некоторые из них могут являться преобладающими, а другие — слабо выраженными.

Необходимо помнить, что не все трещины в сооружении появляются в результате неравномерной осадки, хотя их часто относят на ее счет. Температурное расширение и сжатие также являются важной причиной растрескивания в тех случаях, когда материалы с различными коэффициентами линейного расширения работают совместно. Однако эти трещины отличаются от трещин, вызванных осадкой, тем, что при изменении температуры они то раскрываются, то закрываются.

Наиболее характерный вид повреждений стен крупноблочных зданий — разрывы пе-ремычечных поясов и образование вертикальных или косых трещин в простенках. В некоторых случаях вертикальные трещины распространяются на всю высоту стен, что приводит к разрыву здания на отдельные температурные отсеки. Причина разрыва — недостаточная прочность связей перемычечных поясов, которые при значительном понижении температуры разрываются.

Читайте также:  Виды фундамента

Частой причиной растрескивания стен является усадка материала. Пластичный бетон и кирпичная кладка на очень пластичном растворе дают большую усадку. Штукатурка дает трещины в тех случаях, когда ее усадка отличается от усадки материала стены, на которую она нанесена. Усадочные трещины имеют вертикальное и горизонтальное направление, равномерны по ширине или сужаются к обоим концам.

Вибрация и удары также могут вызвать трещины. Такие трещины обычно имеют форму буквы X по концам стены и форму плюса (+) в центре. Вибрация от проходящих поблизости поездов, тяжелых автомашин, от сейсмических воздействий, взрывов, рыхления мерзлого грунта, забивки свай и т. д. может вызвать образование и вертикальных трещин между частями сооружения, имеющими разную жесткость, в том числе отделение вертикальными трещинами мест примыкания широкого здания к узкой пристройке. Если здание имеет сложную конфигурацию в плане, то происходит отделение вертикальными трещинами мест примыкания широкого здания к узкой пристройке; наличие в толстых стенах больших, расположенных по одной вертикали проемов вызывает трещины по линиям этих проемов; подстилающие фундамент слабые грунты, насыщенные водой, и культурные напластования вызывают разделение вертикальными и косыми трещинами отдельных стен между собой из-за увеличивающихся в таких грунтах амплитуд колебаний.

Характерные дефекты и повреждения фундаментов

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 или других материалов.

1. Усиление фундаментов. Целью операции является уширение или углубление фундаментов либо перенос части нагрузки от веса стен на выносные опоры.
Все работы, связанные с усилениями фундамента, должны осуществляться по следующей схеме: при угрозе обрушения стены после раскопки фундамента она должна быть предварительно укреплена разгрузочными балками, фундамент нужно откапывать не полностью, а захватками и не одновременно (рис. 1).

Рисунок 1. Усиление фундаментов: а – простое уширение фундамента; б – углубление и уширение фундамента; в -уширение фундамента железобетонными балками; г, д- перенос нагрузки от веса стены на буронабивные (или забивные) сваи, выполненные с двух сторон (г) или с одной стороны (д); е – перенос нагрузки от веса стены на монолитные железобетонные приливы; ж, з – переустройство ленточного фундамента в плитный ниже подошвы фундамента (ж) или в уровне подушек со шпоночными связями (з); 1 – стена; 2 -усиливаемый фундамент (материал фундамента на рисунках изображен условно); 3 – поперечная разгружающая балка (двутавр или швеллер); 4 – выборка паза под шпоночное зацепление; 5 – монолитный бетон; 6 – продольная разгружающая балка (двутавр или швеллер); 7 – болт; 8 – арматурный каркас (по расчету); 9 -усиливающая монолитная подушка; 10 – усиливающие железобетонные балки; 11 -буронабивные сваи; 12 -монолитные железобетонные приливы (балки); 13 – усиливающая монолитная железобетонная плита.

Захватки откапывают через одну. Работы на новой захватке нельзя начинать пока не будет зарыта предыдущая. Ширина и длина захватки определяется размерами конструктивных материалов, применяемых для усиления, и обычно не превышает 1-2 м. Например, если проводят усиление фундаментов, в нижнем основании которого использованы сборные железобетонные подушки, длина захватки не должна превышать 60-70 см, так как длина такой подушки может быть 1,2 или 2,4 м. Если использована подушка длиной 1,2 м, то при открытии захватки длиннее 1,2 м при углублении фундамента она просто упадет вниз. Грунт в отрытых захватках на площадке, где будет размещено усиление, должен быть в нетронутом естественном состоянии.

2. При необходимости радикального увеличения несущей способности фундамента ленточные фундаменты переустраивают в плитные с детальным расчетом армирования плиты.

Дефекты и повреждения фундаментов

1. Увлажнение от грунтовых и атмосферных вод и промерзание стен под окнами первого этажа (рис. 2).

Рисунок 2. Увлажнение стен с последующим промерзанием: а – от разрушения защитного покрытия цоколя; б – от разрушения гидроизоляции.

Причины повреждений фундаментов:
а) повреждение гидроизоляции при деформации фундаментов и стен;
б) старение гидроизоляции;
в) некачественное устройство или отсутствие гидроизоляции;
г) повреждение облицовки цоколя или применение в качестве облицовки неморозостойкого материала;
д) поднятие уровня грунтовых вод (естественное или искусственное в результате подтопления) выше расчетного;
е) разрушение отмостки или подсыпка грунта вокруг здания выше расположения горизонтальной гидроизоляции либо низкое расположение гидроизоляции (ниже на 10-14 см от отмостки) и отсутствие второй гидроизоляции по цоколю.

Способы устранения повреждений фундаментов:
Введение гидроизоляции в цоколь взамен разрушенной или отсутствующей (рис. 3). Пробивают отверстие в цоколе высотой в 2-3 кирпича кладки, выравнивают цементным раствором и укладывают гидроизоляцию из двух слоев на битумной мастике, каждый слой должен иметь свободный конец не менее 20 см. Пробитое отверстие закладывают кирпичом.

Рисунок 3. Восстановление разрушенной гидроизоляции.

2. Выщелачивание бетонных конструкций фундамента либо кристаллизационное разрушение бетона (рис. 4).

Рисунок 4. Разрушение материала фундамента под воздействием мягкой (щелочной) или соленой воды.

Причины повреждений фундаментов:
а) воздействие на бетон мягкой (щелочной) воды;
б) воздействие на бетон соленой воды.

Способы устранения повреждений фундаментов:
а) Отвести от фундаментов агрессивные воды или понизить их уровень устройством дренажной системы;
б) Восстановить и защитить конструкцию от агрессивной воды (рис. 5). Для этого нужно сделать выемку грунта захватками по 0,8 м до основания фундамента, очистить пораженные места и закидать их цементно-песчаным раствором (1:3), а также устроить защитную рубашку из пропитанного битумом кирпича с прослойкой рубероида на асфальтовой мастике. После окончания всех работ выемку нужно заполнить жирной глиной.

Рисунок 5. Восстановление фундамента: 1 – жирная глина; 2 – кирпич, пропитанный битумом; 3 – три слоя рубероида на мастике; 4 – цементный раствор.

3. Расслоение кладки фундамента (рис. 6).

Рисунок 6. Расслоение кладки фундамента.

Причины повреждений фундаментов:
а) отсутствие перевязки в каменной кладке;
б) недостаточная прочность кладки;
в) перегрузка фундамента (в связи с надстройкой и т. п.).

Способы устранения повреждений фундаментов:
Обычно делают уширение фундамента или перенос части нагрузки на выносные балки с восстановлением фундамента (см. рис. 1).

4. Разрыв фундамента по высоте (рис. 7).

Рисунок 7. Разрыв фундамента по высоте силами морозного пучения грунтов.

Причины повреждений фундаментов:
Морозное пучение вследствие неправильного конструирования и возведения фундамента (засыпка пазух смерзающимися грунтами, склонными к пучению, подтопление фундамента при поврежденной отмостке или поднятие уровня грунтовых вод).

Способы устранения повреждений фундаментов:
Удаление пучинистого грунта вдоль фундамента и цементирование места разрыва. Вместо пучинистого грунта пазухи нужно заполнить непучинистым грунтом. После этого следует восстановить отмостку. При необходимости конструкция оборудуется дренажной системой и устраивается утепленная отмостка, пазухи засыпаются дренажным материалом.

5. Трещины в плите фундамента или неравномерная его осадка.
Причины повреждений фундаментов:
а) неправильное соотношение размеров ступеней подошвы фундамента;
б) недостаточная ширина фундамента;
в) увеличение нагрузки на фундамент в связи с надстройкой;
г) снижение несущей способности основания в связи с его увлажнением.

Способы устранения повреждений фундаментов:
Усиление фундамента путем его уширения одним из способов, указанных выше (см. рис. 1).

Все вышеперечисленные способы восстановления фундаментов касаются непосредственно самих фундаментов. Существуют и другие способы, в которых усиливается не фундамент, а грунт основания под ним. Эти способы предполагают закачивание в грунт под фундаменты цементных, силикатных или смоляных растворов либо электрохимическое или термическое закрепление грунтов. Хотя эти способы и менее трудоемки, они требуют специального оборудования и в нашей статье не приводятся.
И еще одно замечание: заделку трещин на зданиях, особенно кирпичными замками, нужно проводить после стабилизации процесса осадки. Для определения времени окончания осадки на трещины здания устанавливают маяки (рис. 8).

Рисунок 8. Наблюдение за развитием трещин: 1 – трещина; 2 – маяк (цементный на наружных или алебастровый на внутренних стенах).

Как правило, их ставят на очищенную поверхность конструкции перпендикулярно трещине. На маяки наносят дату установки и наблюдают за ними в течение 20 дней. В журнале со схемой установки маяков отмечают дату появления на маяках разрывов и их ширину. После разрыва маяка на его месте устанавливается новый. Журнал впоследствии может пригодиться при привлечении специалистов.

Все материалы, размещенные на сайте https://www.parthenon-house.ru, принадлежат компании ПАРФЕНОН. При цитировании текстов ссылка источник обязательна!
Поделиться ссылкой
Новые проекты домов

Практически на все проекты в нашем каталоге готовых архитектурных решений для малоэтажного строительства вы можете получить новогодние скидки.

Небольшая подборка самых новых проектов домов и коттеджей в нашем каталоге готовых архитектурных решений для малоэтажного строительства.

Новые статьи
о строительстве

Вступил в силу Закон российской Федерации от 3 августа 2018 года № 340-ФЗ «О внесении изменений в Градостроительный кодекс и отдельные законодательные акты России», согласно которому вводится уведомительный порядок возведения некоторых построек. Получать разрешение на строительство малоэтажных строений, в том числе и домов больше не надо.

Если вы еще не определились, какой хотите построить дом, то мы рекомендуем вам как можно больше читать информационных и обзорных материалов о самых популярных строительных технологиях, которые предлагает индустрия частного домостроения.

Опрос о строительстве

Компания ПАРФЕНОН реализует готовые проекты домов, коттеджей, бань, гаражей, бассейнов, беседок и других малоэтажных построек. В нашем каталоге также широко представлены проекты коммерческого назначения (мотели, магазины, автомойки). Мы продаем проекты по всей России и странам СНГ. Проектная документация разработана в соответствии с действующими строительными нормами и правилами, принятыми в Российской Федерации и обеспечивает безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных рабочими чертежами мероприятий. У нас вы можете купить не только готовые проекты домов, но также заказать индивидуальное проектирование по вашим эскизам. Кроме этих проектных работ, мы можем предложить и рекомендовать вам услуги надежных строительных компаний работающих в Московской области и других регионах России.

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.

Виды деформаций фундаментов и причины их вызывающие

В зависимости от характера развития неравномерной осадки и от жесткости сооружения возникают деформации и смещения сооружений следующих простейших форм: прогиб, выгиб, перекос, крен, кручение, горизонтальные смещения фундаментов.

Прогиб и выгиб (рис. 2.1, а, б) приводят к искривлению сооружения. Такие деформации могут возникать в длинных зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью. Иногда на одних участках возникает прогиб, а на других выгиб. При прогибе наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части здания, а при выгибе – в верхней.

Рис. 2.1. Фомы деформаций сооружений: а – прогиб; б – выгиб; в, г – перекос; д, е – крен; ж – кручение.

Растягивающие напряжения, появляющиеся в несущих конструкциях, зависят от неравномерной податливости основания и от жесткости сооружения. Чем большей жесткостью обладает сооружение, тем большие усилия при тех же грунтах появляются в конструкциях. В результате прогиб или выгиб уменьшаются.

Перекос (рис. 2.1, в, г) возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участках небольшой протяженности при сохранении относительно вертикального положения несущих конструкций. Примером могут служить перекосы в каркасных зданиях.

Крен (рис. 2.1, д, е) – поворот относительно горизонтальной оси – возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно его вертикальной оси. Наибольшую опасность представляет крен высоких сооружений (дымовых труб, узких зданий повышенной этажности, имеющих лифты и т.д.). В этом случае крен приводит к развитию существенного дополнительного момента, который, в свою очередь, способствует увеличению крена, что может привести к потере устойчивости высокого сооружения на опрокидывание. Колонны и стены, не связанные жестко с остальными конструкциями, также могут получать крен из-за неравномерностей осадки. Если перемещение их верхней части в горизонтальном направлении исключено, то при развитии неравномерной осадки под отдельным фундаментом в несущих конструкциях (колоннах, перекрытиях и др.) возникают дополнительные усилия, которые определяют при оценке совместной работы конструкций с грунтами основания.

Кручение возникает при неодинаковом крене в двух сечениях сооружения в разные стороны (рис. 2.1, ж). При этом виде деформаций дополнительные усилия развиваются не только в элементах стен, но и в конструкциях перекрытий, которые могут, в частности, подвергаться изгибу в горизонтальном направлении.

Горизонтальные смещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия (например, распорные конструкции). Такие смещения могут наблюдаться также при горизонтальной подвижке массива грунтов в случае оползней откосов и выполнения подземных выработок.

В общем случае осадка каждого фундамента может рассматриваться как сумма пяти слагаемых:

где Sупл – осадка фундамента в результате развития упругих и остаточных деформаций уплотнения грунтов ненарушенной структуры при увеличении напряжений в основании, а также соседних фундаментов и прилегающих к фундаменту участков; Sразупл – осадка фундамента, связанная с разуплотнением верхних слоев грунтов, залегающих непосредственно ниже дна котлована, из-за уменьшения в них напряжений при его разработке; Sвып – осадка фундамента в результате выдавливания (выпирания) грунта из-под подошвы фундамента в стороны и вверх при развитии зон пластических деформаций; Sрасстр – осадка фундамента, развивающаяся из-за увеличения сжимаемости грунтов в основании при нарушении их природной структуры во время производства работ по устройству фундамента; Sэксп – осадка фундамента, обусловленная просадкой, набуханием, изменениями напряженного состояния или деформативности грунта основания в период эксплуатации сооружения.

Как правило, каждое из слагаемых обуславливает неравномерность осадок фундаментов. Эти неравномерности зависят от двух основных причин: неоднородного напряженного состояния грунтов основания рассматриваемого сооружения и неравномерной сжимаемости грунтов в основании под площадью загружения. При этом неравномерность податливости основания – неоднородность основания оценивается степенью изменчивости сжимаемости слагающих его грунтов.

Виды деформаций фундаментов

Основа любого здания — фундамент. Ошибки в проекте, природные факторы или недобросовестность подрядчиков часто приводят к его деформации, последствия которой исправить сложно, а иногда и невозможно. Процесс восстановления требует серьезных материальных вложений и профессиональных знаний.

Какими бывают деформации фундаментов

В зависимости от процессов, протекающих внутри — в самом фундаменте и снаружи — в почве, выделяют следующие типы деформаций:

Перекос. Может возникнуть, как результат неравномерных осадок, двух соседних фундаментов. Характерен для зданий каркасной системы.

Крен может произойти с высотным зданием при его высокой изгибной жёсткости. Возникает такая деформация вследствие неравномерного проседания почвы и характеризуется разными её уровнями в крайних точках основания здания. Если величина крена растёт, то это грозит полным разрушением строения.

Прогиб. Такая деформация фундамента возникает в домах, которые не обладают высокой жёсткостью. Чем выше жёсткость, тем меньше значение прогиба. Характерными признаками таких изменений в фундаменте являются трещины, которые похожи на перевёрнутую букву Y.

Осадка – это вид деформации, характеризующийся вертикальным смещением грунта под подошвой фундамента, происходящий при уплотнении грунта. Такая проблема может произойти в результате увеличения нагрузки самим зданием либо рядом стоящими сооружениями. Структура грунта при этом не изменяется.

Просадка. По своей сути — это та же осадка, но с изменением структуры грунта под действием дополнительных факторов, например, грунтовых вод. Характеризуют просадку вертикальные трещины, которые кверху расширяются. Их начало указывает на место изгиба. Такое нарушение основания строения вызвано, обычно, естественными процессами, происходящими в грунте.

Признаки, указывающие на изменения в фундаменте

Если вами замечены следующие изменения в здании, то это является поводом для вызова специалиста, который сможет провести оценку состояния фундамента и степень необходимости проведения ремонтных работ.

  • Появились сложности при открывании и закрывании окон и дверей;
  • Образуются трещины на стенах;
  • Подтопление подвальных помещений;
  • Изменения в лестницах и стенах, видимые глазом.

Причины, провоцирующие деформацию фундамента

Среди причин, которые могут привести к разрушению фундамента, можно выделить основные:

  • Изменение конструкции самого строения. Например, постройка дополнительного этажа. Результатом такой модернизации может стать осадка;
  • Проведение строительства рядом с исследуемым зданием других сооружений. Следствием различной нагрузки на грунт может стать крен или перекос здания;
  • Несоответствующая подготовка почвы под новый фундамент;
  • Некачественный состав цемента, который может стать причиной прогиба готового основания;
  • Отсутствие слоя гидроизоляции или её неправильный монтаж;
  • Неверно выбраны материалы либо их низкое качество;
  • Ошибки в проекте или неверный расчёт глубины фундамента. Несоблюдение правил его возведения;

Но, несмотря на множество причин, провоцирующих деформации, на первом месте стоит вода.

  • Влага за счёт пористой структуры цемента, находит себе дорогу внутрь фундамента, где планомерно ведёт свою разрушающую деятельность. Превращаясь в лёд в холодное время года, она расширяет поры цемента;
  • Грунтовые воды могут изменять свой уровень или увеличивать объём. Это приводит к изменениям состава почвы, что провоцирует просадку строений.

В зависимости от причин, вызывающих разрушение фундамента можно судить о том, можно ли устранить последствия самостоятельно либо придётся вызывать специалистов. Кроме того, некоторые деформации не подлежат восстановлению совсем.

Основные дефекты фундаментов и их причины

Для точной, глубокой диагностики дефектов, замеченных в фундаменте здания, лучше всего пригласить специалиста-профессионала, ведь дом – это не та конструкция, где можно оценивать риски «на глазок». Но есть и такие нарушения фундамента, которые видны невооруженным взглядом, их легко выявить самостоятельно и установить факторы, которые повлияли на их возникновение.

Ремонт фундамента является, пожалуй, наиболее сложной и ответственной задачей из общего ремонта дачного дома. И начинать надо именно с него. Конечно, в идеале необходимо еще при его закладке произвести точные расчеты и соблюсти все требования. Это сведет последующую деформацию фундамента к минимуму. Но если уж так случилось, что со временем в основании здания возникли те или иные дефекты, следует в первую очередь грамотно и досконально разобраться в их причинах и характере. И лишь потом приступать к их устранению. Поэтому для начала ознакомьтесь с подробным описанием возможных дефектов фундаментов и причин, приведших к этому.

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.

Но на практике сделать это достаточно сложно. Поэтому фундамент может зимой подниматься, а в теплое время года проседать. Такое колебание его глубины часто приводит к деформации и разрушению основания дома.

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.

Третий вид конструктивных ошибок – неравномерная нагрузка на фундамент. Она может возникнуть, если, например, над одной частью единого фундамента возводится основная массивная часть дома, а над другой – легкая веранда.

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.

Признаки нарушения гидроизоляции фундамента и других дефектов

Теперь нужно разобраться, каковы основные внешние признаки дефектов фундамента, т. е. что должно послужить сигналом о необходимости его ремонта.

Признак 1. Трещины.

Это наиболее распространенное внешнее проявление нарушений. Трещины могут возникать как в самом фундаменте, так и на отмостке, на цоколе или даже по всему фасаду строения, в зависимости от тяжести дефекта. Направление трещин может быть различным. Казалось бы, трещины на фасаде свидетельствуют о непрочности самих конструкций стен. Но специалисты знают, что в большинстве случаев это признак проблем именно с фундаментом.

Признак 2. Сырость.

Возникновение избыточной влажности в подполе или в самом доме также свидетельствует о дефектах фундамента, в первую очередь о нарушении его гидроизоляции. В наиболее тяжелой ситуации это не просто ощущение сырости, но непосредственное проникновение воды в подвал, погреб или подпол, сезонное или постоянное подтопление.

Избыточную влажность на участке можно частично преодолеть естественным путем. Надо рассадить растения, хорошо поглощающие влагу. Из деревьев это ива, ракитник, тополь. Из огородных культур прекрасным водозаборщиком является топинамбур.

Признак 3. Перекос здания.

Внешне это выглядит, словно строение «съехало» на один бок. Полы становятся неровными, отклоняются от строго горизонтального положения. Может неравномерно просесть цокольная часть. Все это признаки неравномерной просадки фундамента. Если нагрузка на него везде одинакова, то этот дефект является следствием вымывания почвы, образования пустот. Если фундамент свайный, то возможен также другой дефект – вертикальная неустойчивость столбов. При размывании грунта некоторые столбы могут накрениться, что приводит к перекосу части строения, расположенной над ними.

Таким образом, внешних признаков не так уж много. И исходя только лишь из них, нельзя точно определить характер дефекта и его тяжесть. Поэтому необходимо исследовать проблему более тщательно, с применением некоторых специальных приемов и технических средств. Так, например, в случае возникновения трещин важно, прежде всего, проследить динамику их увеличения.

Сами по себе трещины говорят о просадке фундамента, из-за чего нарушается целостность стен. Но самое главное здесь – установить, что просадка уже завершилась и фундамент достиг какого-то прочного слоя грунта, утвердился на нем и больше не будет смещаться, или же она все еще продолжается. В зависимости от результата такого исследования можно будет выбрать способ ремонта.

Сам способ исследования на удивление прост, хотя и потребует довольно продолжительного времени. Поперек трещин надо наклеить полоски бумаги с заранее проставленной на них датой наклеивания (если трещина длинная – несколько полосок на разном уровне). Это так называемые маяки.

И далее следует наблюдать за ними достаточно продолжительное время (от 10 дней до трех недель). Если за это время бумажные полоски порвутся, значит трещины продолжают расти. Следовательно, просадка фундамента продолжается, и он нуждается в укреплении. Если маяки остались целыми, можно ограничиться заделыванием трещин, а капитального ремонта фундамента не требуется.

Наряду с бумажными лентами часто используют маяки из других материалов: гипса, цемента, штукатурной смеси и т. п. Их наносят тонким слоем с помощью шпателя также поперек трещины. Главное, чтобы при засыхании маяк становился хрупким и трескался при малейшей деформации поверхности.

С помощью тех же маяков можно установить и характер просадки. Если трещина расширяется, но края разорванной ленты-маяка остаются на одном уровне, значит, просадка происходит равномерно. Если же один край ленты смещается относительно другого – просадка происходит неравномерно, ей подвержена та часть строения, на которой половинка разорванного маяка сместилась вниз. Это может означать, что именно под этой частью фундамента образовалась пустота. И укреплять основание следует именно с этой стороны.

Итак, с помощью маяков можно исследовать характер и скорость просадки. Для оценки же состояния фундамента в целом и определения уровня его подтопления водой применяют другой способ – выкапывание шурфов. Способ также несложный и очень эффективный, он дает наиболее полную картину дефектов фундамента.

Шурфами называют прямоугольные ямы, вырытые параллельно боковым частям фундамента и прилегающие к нему одной стороной. Глубина такой ямы должна быть равна глубине закладки фундамента. Длина и ширина произвольные. Обычно в длину прорывают около 1 м, в ширину – около 0,5 м.

Стены шурфа желательно укрепить с помощью досок, чтобы они не осыпались. Шурфы не обязательно рыть по всему периметру фундамента, достаточно нескольких ям в местах, имеющих внешние признаки нарушения основания дома – в местах перекоса строения или под трещинами.

Такие ямы дают возможность оценить общее состояние фундамента – имеются ли на нем самом трещины, имеет ли место разрушение раствора между кирпичами, каково состояние гидроизоляции (и есть ли она вообще). Кроме того, с помощью шурфов легко установить, подтапливается фундамент грунтовыми водами или нет и каков их уровень – это будет видно уже через 1–2 дня по уровню наполнения водой самого шурфа.

Читайте также:  Какая марка бетона нужна для фундамента
Ссылка на основную публикацию