ДЕФЕКТЫ КОНСТРУКЦИЙ. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ. СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ. Факторы,

ДЕФЕКТЫ КОНСТРУКЦИЙ. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ. СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ.

Факторы, воздействующие на объект

Характеристика сред и их воздействие на здания и сооружения Сильно агрессивная среда Кислоты. Щелочи. газы Агрессивные газы и жидкости в производственных помещениях Конструкции химических предприятий и хранилищ химических продуктов Средне агрессивная среда Атмосферный воздух и вода с вредными примесями Воздух с повышенной влажностью (>75%) Конструкции производственных сооружений (химич. , бумажная пром-ть). Мокрых цехов, мостов. ЛЭП и т. п. вблизи пром. предприятий Слабо агрессивная среда Неагрессивная среда Чистый атмосферный воздух (в сельской местности) Чистый. Сухой (влажность 50%) и теплый воздух в помещениях Не загрязненная вредными примесями вода Атмосферный воздух в сухих и теплых климатических районах Конструкции крыш и другие конструкции вдали от пром. предприятий Конструкции внутри жилых и общественных зданий. Сооружения в теплых и сухих климатических районах

Внешнее воздействие на элементы каркаса • 1 – постоянные нагрузки; • 2 – временные нагрузки; • 3 – температура внутреннего воздуха; • 4 – тепловые удары; • 5 – жидкая и парообразная влага • 6 – агрессивные химические вещества; • 7 – микроорганизмы; • 8 – блуждающие токи; • 9 – звук.

Характерные повреждения оснований и способы их устранения • Характер повреждений Осадка грунтов основания и деформации вышележащих конструкций – фундаментов, стен и др.

Способы устранения повреждений

• Характер повреждений Снижение несущей способности грунтов основания в процессе эксплуатации зданий и их деформации.

• Характер повреждений Пучение грунтов основания и деформации фундаментов, стен и др.

Характерные повреждения фундаментов и способы их устранения • Место и характер повреждений Расслоение кладки фундаментов.

• Способы восстановления и усиления фундаментов 1. Уширение фундаментов: - сборными плитами; - бетонированием с забивкой штырей. 2. Усиление железобетоном 3. Уширение с передачей нагрузки на уширенную часть фундаментов с помощью поперечных балок; 4. Уширение фундаментов со штрабой (1 – металлическая балка, 2 – новая часть фундаментов; 3 – металлические штыри)

• Способы восстановления и усиления фундаментов 5. Цементация расслоенной кладки фундаментов: 1 – инъектор; 2 – дефектные места.

• Место и характер повреждений Разрушение фундаментов с поверхности.

• Способы восстановления и усиления фундаментов Восстановление фундаментов при помощи: - устройства защитного покрытия; - железобетонных накладных элементов 1. Раскрыть фундаменты и удалить поврежденный слой бетона; 2. Создать в кладке водонепроницаемый слой путем нагнетания химических веществ или подачи раствора под действием постоянного тока; 3. Восстановить фундамент и гидроизоляцию; 4. Создать препятствие на пути влаги к конструкции путем устройства вертикальной гидроизоляции или дренажа, или защитной рубашки (облицовка и забивка жирной глиной). (1 – гидроизоляционный ковер; 2 - стяжной стержень; 3 – накладки; 4 – ж/б накладные элементы)

• Место и характер повреждений Разрыв фундаментов по высоте.

• Способы восстановления и усиления фундаментов Устранение разрыва фундаментов: 1. Убрать пучинистый грунт вдоль фундаментов; 2. Провести цементацию разрыва фундаментов; 3. Создать препятствие на пути влаги к конструкции путем устройства отмостки или гидроизоляции, или дренажа. 1 – фундаменты; 2 - инъектор; 3 – непучинистый грунт 1 – фундаменты; 2 - сборные плиты; 3 – металлический тяж; 4 – песок.

• Место и характер повреждений Трещины в плите фундаментов или неравномерная его осадка.

• Способы восстановления и усиления фундаментов Устранение трещин в плите фундаментов или усиление основания: 1 – раствор для закрепления грунта; 2 – инъектор или инъектор-электрод; 3 – зона закрепления грунта; 4 – уширенные фундаменты; 5 – металлические стержни (связи между старыми и новыми фундаментами); 1 – продольная арматура; 2 - хомуты; 3 – накладные стержни; 4 – горизонтальные стержни; 5 – усиливаемые фундаменты; 6 – обработанная поверхность; 7 – существующая подготовка; 8 – подготовка под рубашку; 9 – ж/б рубашка; 10 – короткая обойма на колонне

• Место и характер повреждений Просадка фундаментов.

• Способы восстановления и усиления фундаментов Конструктивная схема усиления фундаментов с помощью дополнительных фундаментов: 1 – бетонные блоки; 2 – железобетонные подушки; 3 – железобетонные балки усиления; 4 – центрирующие прокладки; 5 – свайные опоры; 6 – балочные опоры.

Характерные повреждения стен здания и способы их устранения

Характер повреждений: 1. Осадочные трещины в конструкциях

Трещины, образовавшиеся от неравномерной осадки, фундамента, чаще имеют наклонное направление, значительное раскрытие, расположены на большом расстоянии друг от друга Вертикальное расслоение кладки при этом обычно не встречается. При деформации здания в виде прогиба или перегиба (выгиба) осадочные трещины, как правило, не проходят по всей высоте здания. Трещин не бывает в сжатой зоне кладки (вверху при прогибе и внизу при перегибе). В случае перекоса трещины проходят по всей высоте стены. При различной осадке фундаментов под противоположными стенами здания возникает деформация кручения. При этом трещины на противоположных стенах получают наклон в разных направлениях. Следует иметь в виду, что при неравномерной осадке фундаментов могут возникать и трещины от перегрузки стен в результате перераспределения усилий между участками стен.

Осадка средней части здания 1 - трещины; 2 - осадочная воронка (о существовании которой можно только предполагать)

Осадка крайней части здания

Осадка части здания с образование трещины постоянной величины по всей высоте здания

Отклонение стены от вертикали

Наличие подвала/ Сдвиг подпорной стены

Наличие плывуна/ Наличие траншеи

Пристроенное здание Зона наложения дополнительных нагрузок Пристройка здания

• Способы ремонта конструкций 1. Установка напряженных замкнутых поясов (тяжей) К углам здания на всю высоту закрепляют стальные уголки, к которым привают стержни диаметром 25 -40 мм, и стягивают здание через стяжные муфты. Уголки размещают на поверхности стен либо в специально подготовленных штрабах, которые впоследствии оштукатуривают. В этих случаях после оштукатуривания стен на фасаде здания появляются новые архитектурные детали в виде выступающих поясков. Данное усиление здания относится к случаю, когда лечат не болезнь, а ее последствия. Тем не менее, оно повышает жесткость здания настолько, что позволяет избежать трудоемких операций по усилению фундаментов.

1. 1 Усиление стен стальными тяжами с наружной стороны 1 - тяж; 2 -уголок; 3 - опорная стальная пластинка.

1. 2 Усиление стен стальными тяжами с внутренней стороны 1 - тяж; 2 -уголок; 3 - опорная стальная пластинка.

2. Установка накладок Швеллера и уголки длинной 2 м устанавливаются на трещину с двух сторон в каждом этаже. Крепить их болтами следует не ближе 60 -70 мм от трещины. Устранить трещины одним из методов: - инъекция растворов; - торкретирование; - замена облицовочного слоя кладки.

2. Установка накладок 1 - тяж; 4 - швеллер.

3. Установка анкеров В качестве анкеров использовать тяжи-болты и швеллера. Тяжи круглого сечения 18 -28 мм. Натяжение выполняется вручную. Швеллера с наружной стороны заделываются раствором.

Инъекционное укрепление кирпичной и каменной кладки Введением растворов в образовавшиеся пустоты в кирпичной и каменной кладке можно восстановить прочность стен.

Укрепление кирпичной кладки торкретированием Торкретирование - метод бетонных работ, при котором бетонная смесь послойно наносится на бетонируемую поверхность под давлением сжатого воздуха.

4. Вставка простых кирпичных замков в широких трещинах 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина; 3 - кирпичный замок толщиной в полкирпича, устанавливаемый по обеим сторонам стены

5. Вставка замков с металлическим якорем Якорь устанавливают с той стороны, в которую развивается трещина: если трещина расширяется кверху - якорь устанавливают вверху, если книзу - то внизу. 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина; 3 - кирпичный замок толщиной в полкирпича, устанавливаемый по обеим сторонам стены; 4 - цементный раствор; 5 - стяжной болт; 6 - якорь из прокатного профиля (швеллер)

6. Устройство натяжных болтов по полосовым стальным накладкам на сквозные трещины по глади стены 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина; 5 - стяжной болт; 7 - стальная накладка

7. Устройство натяжных болтов по полосовым стальным накладкам на сквозные трещины в углу 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина; 5 - стяжной болт; 7 - стальная накладка

8. Устройство скоб на сквозные трещины 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина; 4 - цементный раствор; 8 - стальные скобы с шагом 500 мм

9. Усилением узла опирания железобетонной плиты перекрытия на стену при размере ее опирания менее проектного 1 - усиливаемая стена; 5 - стяжной болт; 6 - якорь из прокатного профиля (швеллер); 7 - стальная накладка; 9 - железобетонная плита

Характер повреждений: 2. Трещины в простенках, вызванные перегрузкой и неравномерной осадкой

Выпучивание простенка Трещины , вызванные перегрузкой

• Способы ремонта конструкций 1. Усиление простенка постановкой сварного металлического каркаса (стальной обоймой) Накладки приваются с шагом 40 -50 см. Трещины заделываются одним из вышеперечисленных способов.

2 - трещина; 5 - стяжной болт; 7 - стальная накладка; 10 - кирпичный простенок; 11 - стальной уголок; 12 - штукатурка. Усилением кирпичных простенков стальной обоймой при отношении размеров простенка 2/1 или более 2/1

2. Временное крепление на период оттаивания кладки (до набора прочности раствора) Деревянные стойки требуемой высоты сечением 100*100 закрепить клиньями, как показано на схеме справа. 4 – перемычка 5 – прокладка 50*150 6 – стойка 100*100 7 – парные клинья

3. Устройство шва деформационного Прорубить сквозные борозды по всей высоте стены размером 1 – 1, 5 кирпича (включая цоколь и карниз). Выложить шов, используя утеплитель. Отремонтировать кладку в местах трещин. 8 – существующая стена; 9 – новая кладка 10 – утеплитель; 11 – толь или рубероид; 12 – компенсатор из кровельной стали Вертикальный деформационный шов

Отслоение кладки лицевого слоя вследствие отсутствия вертикальных температурных и горизонтальных деформационных швов

Горизонтальный деформационный шов Разрушение лицевого соя кирпичной кладки наружной трехслойной стены в уровне перекрытия вследствие отсутствия горизонтального деформационного шва Разрушение кирпичей лицевого слоя наружной трехслойной стены в уровне перекрытия вследствие отсутствия горизонтального деформационного шва

Характер повреждений: 3. Трещины в зоне заделки перемычек

Схема трещин, вызванных: А) отсутствием учета требований СНи. П (без устройства портала); Б) недостаточным опиранием на кладку (5 см вместо 25 см); В) Неправильное выполнение кирпичной кладки над оконным проемом (без армирования); Г) температурным воздействием.

Способы устранения повреждений: 1. Усиление перемычек - Разгрузить от массы перекрытия поврежденный участок стены. Вырубить штрабу с двух сторон стены (70*1510). Высверлить отверстия диаметром 30 мм. После установки швеллеров закрепить их болтами и замонолитить штрабу бетоном М 100 с установкой металлической сетки. После набора прочности бетоном разобрать временное крепление. Отремонтировать поврежденный участок стены.

1 – Стальные болты диаметром 20 мм 2 – Швеллер № 20 3 – Короткая перемычка

Усиление перемычки расклинивание трещин стальными пластинами 1 - кирпичная стена; 2 - трещина; 3 - перемычка; 4 - стальные пластины-клинья

Усиление перемычки стальными уголками при небольшом и длинном пролетах 1 - кирпичная стена; 2 - трещина; 3 - перемычка; 5 - стальной уголок; 6 - тяжи из полосовой стали

2. Усиление проемов Пробитый проем обрамить уголками или швеллером. Концы обрубленной арматуры приварить к обрамлению. Пространство между уголками замонолитить. Усиление перемычки стальными уголками, соединенными со стальной обоймой простенков 3 - перемычка; 5 - стальной уголок; 7 - стальная обойма простенка.

Примеры деформаций стен здания

Трещины, вызванные недостаточной прочностью кладки стен на восприятие поперечных сил, возникающих при неравномерной осадке

Трещины, вызванные недостаточной прочностью кладки стен на нормальных растягивающих напряжений при изгибе стены от неравномерной осадки

Дефекты сооружений, вызванные неравномерными осадками поверхности при образовании мульды сдвижения у наклонных проходок метро. Процесс образования дефектов усиливается при оттаивании грунта предварительно замороженного при проходке наклонных штолен.

Появление температурных трещин в кладке стен культовых длительно неотапливаемых сооружений либо стен протяженных зданий.

Неравномерная осадка здания при локальном понижении уровня грунтовых вод, например при выполнении дренажа либо прокладке ненадежной канализации ниже отметки подошвы фундаментов. Процесс осадок усиливается при возможности суффозии грунтов.

Дефекты зданий при понижении уровня грунтовых вод при фундаментах не одинакового заглубления.

Дефекты, возникающие при длительной эксплуатации сооружения от сдвига грунтов откоса.

Горизонтальный сдвиг устоев при недостаточном распоре арки при длительной эксплуатации сооружения.

Сдвиг стен внутри проезда. Процесс горизонтального сдвига усиливается при прокладке коммуникаций в проезде.

Осадки соседних зданий при надстройке существующих зданий либо возведение новых зданий.