Дефекты железобетонных конструкций и методы их устранения

Причины растрескивания

С трещинами на основании строения сталкиваются люди, если неправильно сделан проект архитектором или возведено здание с различными нарушениями. Часто происходит негативное явление при пренебрежении армированных элементов в процессе выкладывания. Если не соблюсти это, можно столкнуться с проседанием грунта и растрескиванию полотна.

Во избежание проблемной ситуации укладывайте в качестве прослойки проволоку или металлическую кладочную сетку.

Растрескаться основания постройки может, если рядом соседствуют разноплотностные стройматериалы. Справиться с ситуацией поможет армирование.

Колонны

Колонны производственных зданий работают в более благоприятных условиях, чем другие элементы каркаса.

Расчет колонн выполняется на совместное действие большого числа нагрузок, поэтому расчетные усилия в колоннах значительны, и сечения их относительно велики. В нормальных условиях эксплуатации усилия в колоннах значительно меньше расчетных, так как одновременное воздействие большого числа нагрузок маловероятно и за весь период эксплуатации конструкций такого воздействия может даже и не быть. Мощные сечения колонн при невысоких рабочих напряжениях обладают большими запасами несущей способности, а также лучше сопротивляются механическим воздействиям и имеют высокую стойкость против коррозии.

Преимущественная работа колонн на сжатие и слабое воздействие динамических и вибрационных нагрузок не приводят к усталостным повреждениям стержня колонн, так как эти нагрузки прикладываются к колонне не непосредственно, а через другие конструкции, поэтому не создается предпосылок для возникновения хрупких разрушений. Даже при большом сроке эксплуатации ступенчатые колонны, наиболее широко применяемые в промышленных зданиях, и при наличии повреждений не теряют своей несущей способности, и случаев их разрушений не зафиксировано.

Дефекты изготовления (искривления и погибы отдельных элементов, дефекты сварных швов), как правило, незначительны и мало влияют на несущую способность колонн. Более существенны дефекты монтажа, основными из которых являются отклонения от проектного положения (смещение в плане, отклонение от вертикали), искривления колонн и слабая затяжка анкерных болтов. Эти дефекты изменяют расчетную схему колонн, вызывают дополнительные моменты вследствие эксцентричного приложения нагрузок от подкрановых балок и элементов покрытия и могут привести к преждевременной потере устойчивости. Кроме того, отклонение колонн от проектного положения ухудшает работу элементов стенового ограждения и нарушает геометрию подкрановых путей, что может мешать их нормальной эксплуатации.

Повреждения колонн при эксплуатации связаны в основном с нарушениями правил технической эксплуатации (рис.1). В зонах проездов, складирования, работы кранов колонны часто подвергаются ударам транспортируемыми грузами, магнитными шайбами, грейферами и получают искривления и местные погибы. Особенно повреждаются гибкие элементы решетки и полки подкрановых ветвей. В стенках колонн устраиваются вырезы для пропуска коммуникаций без усиления ослабленных сечений. При опирании подкрановых балок на консоли колонн отмечались случаи обрыва консолей, вызванные усталостным разрушением швов их крепления. Недопустимо отношение к связям как к второстепенным элементам. Удаление и вырезка связей для пропуска коммуникаций приводит к изменению расчетной схемы зданий и сооружений, снижению пространственной жесткости, перераспределению усилий и может способствовать преждевременному выходу конструкций из строя.

Трещины в основном металле и в сварных швах стержня колонны наблюдаются редко. В отдельных случаях зафиксированы трещины в местах прикрепления подкрановых и тормозных балок в зданиях с кранами особо тяжелого режима работы.

Эти повреждения вызваны жестким креплением подкрановых конструкций к колоннам, появлением в местах креплений знакопеременного цикла напряжений и, как следствие, развитием усталостных трещин.

В зданиях, построенных на просадочных грунтах, наблюдаются значительные осадки и повороты фундаментов, что нарушает положение подкрановых путей и конструкций покрытия и может вызвать повреждение узлов их крепления.

В горячих цехах металлургических заводов колонны зданий и рабочих площадок подвергаются значительным температурным воздействиям. В результате разрушаются узлы крепления вертикальных связей; в элементах связей появляются трещины. Особенно значительные повреждения (искривления, деформация сечения, пережог) возникают при соприкосновении колонн с горячим металлом и шлаком.

Характерные повреждения колонн – отклонения от проектного положения как в плоскости, так и из плоскости рам. Учитывая большие запасы прочности в колоннах и не учитываемые расчетом связи, эти отклонения для несущей способности конструкций не представляют существенной опасности, однако они приводят к повреждениям элементов стенового ограждения, расстройству узлов сопряжения примыкающих конструкций, нарушению проектного положения подкрановых путей и тем затрудняют нормальную эксплуатацию здания.

Общие коррозионные поражения сплошных колонн и ветвей сквозных колонн сравнительно невелики вследствие большой мощности сечения, открытых профилей и вертикального расположения элементов, исключающего отложение пыли. В худших условиях находятся элементы решетки, ребра жесткости и диафрагмы из-за относительной тонкостенности сечения и возможности скопления пыли на горизонтальных поверхностях, что при увлажнении интенсифицирует коррозию.

Значительной местной коррозии подвергаются отдельные узлы и части колонн, особенно в случае соприкосновения их с грунтом, мусором, вблизи внутренних водостоков с неисправной гидроизоляцией, в местах возможных протечек технических жидкостей и т.д. К таким узлам относятся оголовки колонн, узлы опирания подкрановых балок и особенно базы колонн и узлы крепления вертикальных связей, расположенные ниже отметки пола и необетонированные. Периодическое увлажнение и воздействие агрессивных жидкостей в короткие сроки может привести к сквозному коррозионному поражению конструкций. Еще более значительно подвержены общим поражениям коррозией колонны наружных сооружений – открытых крановых и технологических эстакад, вследствие того, что выполнены они чаще всего сквозными из тонкостенных элементов, малой мощности сечений.

Кто и как определяет объём предстоящих работ

В соответствии с действующими нормативными и законодательными актами для выполнения обследования фундамента должны привлекаться специализированные организации, имеющие разрешительные документы, сертифицированные лабораторные комплексы, позволяющие выполнять разрушающий и неразрушающий контроль, исследования химического состава материалов, поверенное оборудование и квалифицированный персонал.

Объём работ в рамках предстоящей экспертизы фундамента определяется заказчиком в подготовленном ТЗ. Именно этим документом определяется для чего она заказывается, и указывается предстоящий объём работ.

Каковы причины разрушения фундамента?

Нарушение целостности фундамента может зависеть от ряда причин, в том числе природного характера, когда деформация основы здания не зависит от качества проведенных строительных работ. Происходит это вследствие неверного выбора типа фундамента, не способного выдержать общий вес постройки, отсутствия армирования и гидроизоляции. Разрушение фундамента может также происходить из-за нарушения технологических операций, последовательности строительства, просчетов допущенных на этапе проектирования, когда не была учтена геология, равно как и особенности участка.

К деформации фундамента зачастую приводят и значительные изменения постройки, которые способствуют утяжелению его наземной части. Это может быть пристройка второго этажа, общая перепланировка здания, замена крыши, декорирование фасада здания, выполненное тяжелыми материалами и т.д.

Разрушение фундамента причины.

Ремонт бетона: виды дефектов и способы их устранения

Основные свойства бетона на цементном вяжущем — прочность на сжатие, устойчивость к механическим, химическим, температурным воздействиям, долговечность. Они позволяют широко применять его в промышленном, гражданском, гидротехническом и дорожном строительстве.

Под влиянием агрессивных внешних факторов может произойти нарушение целостности поверхности конструкций с возникновением трещин. Их углубление и раскрытие приводит к опасным явлениям — деформациям, коррозии арматуры, частичному или полному разрушению сооружения.

Своевременный качественный ремонт бетона поможет избежать дальнейшей деструкции, продлить срок эксплуатации.

Причины возникновения дефектов

Изготовление конструкций из бетона и железобетона нормируют СП  и  В них содержатся основные рекомендации по расчету и производству элементов, проведению монолитных или монтажных работ.

При несоблюдении технологии на строительных площадках, неправильно подобранном составе бетонной смеси, неучтенных в расчете нагрузках и условиях работы конструкций возникают:

• изменения геометрических форм и сечений конструкций;
• разрушения покрытий;
• коррозия материала;
• трещины, отколы;
• деформации, прогибы;
• нарушение сцепления, разрывы, коррозия арматуры.

Характерный признак разрушения — трещины. Определение причины их появления и степени раскрытия позволит подобрать правильную методику и восстановить бетонную конструкцию, продлить срок службы.

Разрушению бетона сопутствуют:

• усадочные, температурные, технологические трещины, появившиеся до эксплуатации в результате неправильного изготовления, транспортировки, монтажа элементов или заливки монолита;
• эксплуатационные трещины от температурных воздействий, неправильного устройства деформационных швов, неравномерной осадки или замачивания грунтов, рытья котлованов вблизи фундаментов, динамических вибрационных нагрузок, превышения расчетной несущей способности при надстройках.

Трещины могут быть продольными и поперечными в зависимости от характера повреждающей нагрузки.

Дефекты поверхности возникают в результате:

• химической коррозии, при которой взаимодействие частиц бетона с агрессивными веществами происходит без участия электролитов, не сопровождается электрическими токами;
• электрохимической коррозии в присутствии растворов солей и щелочей с возникновением электротока.

При несоблюдении технологии строительства возникают дефекты:

• наплывы бетона, выступы из-за неправильной установки опалубки;
• раковины, полости в результате укладки слишком жесткой смеси, недостаточном уплотнении, большом технологическом перерыве, при котором нижележащий слой уже схватился;
• трещины из-за неправильного ухода за свежеуложенным раствором;
• сколы, деформации, полученных при перевозке, монтаже, защемлении при строительстве, перегрузе.

Дефекты, которые не представляют серьезной угрозы и устраняются при текущем ремонте бетонных конструкций:

• поверхностные трещины, раковины, выбоины, повреждения покрытий, не снижающие несущей способности;
• пустоты с оголением арматуры, глубинная и поверхностная коррозия бетона, при которых сокращается долговечность конструкций.

Срочного принятия мер требуют повреждения несущих конструкций, сопровождающиеся образованием наклонных или горизонтальных трещин, дефекты в местах сопряжения плит, пустоты в зонах нагрузки. Чтобы отремонтировать бетонные поверхности, потребуется индивидуальный проект и специальные технологии.

Технологии ремонта

Перед реставрацией бетонного покрытия проводят подготовку поверхности:

• удаление грязи, пыли, масел, старого отслоившегося бетона;
• зачистка от ржавчины оголенной арматуры;
• разделка трещин не менее 15 мм в глубину и 5 мм в ширину;
• дополнительное армирование при необходимости.

Ремонт и защиту бетона проводят инъектированием, затиркой или торкретированием с последующей гидрофобизацией или герметизацией.

Инъектирование

Глубокие трещины, сколы, пустоты заполняют под давлением специальными смесями на основе полимеров, эпоксидных или полиуретановых смол, воды.

Восстановление бетона начинают с продувки воздухом поврежденной поверхности. Края щелей обрабатывают ацетоном. Для прочного сцепления с основой материалы должны обладать низкой вязкостью, текучестью, устойчивостью к воде, ультрафиолету, химическим соединениям. Основное требование — адгезия к компонентам бетонного раствора, минимальная усадка при твердении.

Инъекция щели производится через установленные пакеры специальным ремонтным насосом. От вытекания смеси отверстия закрывают защитной пленкой. После закачивания пакеры удаляют, поверхность зачищают.

Почти 60% реставрационных работ осуществляется в результате ремонта трещин в бетоне инъекционным методом.

Эту технологию ремонта бетона применяют при раскрытии трещин более 2 мм и глубине повреждений до 5 мм. Наиболее эффективна затирка тиксотропными составами, содержащими армирующее волокно, при восстановлении вертикальных и горизонтальных поверхностей с небольшим количеством дефектов.

Растворы имеют пастообразную консистенцию. Обладают высокой адгезией, прочностью, морозостойкостью. Используют смеси на основе портландцемента с полимерным наполнителем. После нанесения затирки и затвердевания поверхность покрывают герметизирующими составами.

Способ заключается в набрасывании на ремонтируемую поверхность смеси такого же состава, как материал основы. Различают «мокрое» и «сухое» торкретирование.

В первом случае раствор готовят заранее и распределяют установкой со сжатым воздухом. Вторая технология предполагает смешивание ингредиентов с водой непосредственно на выходе из сопла станции. Толщина слоя торкрет бетона — до 15 см. Предварительная обработка грунтовкой не требуется. Метод очень производительный, позволяет отремонтировать большую площадь за короткий интервал времени. После застывания наносится гидроизоляция.

Особенности заделки трещин в стенах разных видов

Трещины стабильного типа небольшой глубины устраняются путём заделки штукатурным раствором. Для прочности в него добавляют немного клея ПВА. Расщелину следует очистить от осыпающихся фрагментов, обработать грунтовкой. После заполнения полости на поверхность трещины укладывают армирующую ленту и штукатурят стену или область деформации.

Щели средней величины заделываются с помощью металлической сетки (параметры ячейки 5х5 см). Для этого производят тщательную очистку зоны деформации, удаляя слой отделки. Далее вдоль линии трещины высверливаются отверстия (на расстоянии 30 см друг от друга), предназначенные под дюбели. Вначале раствор заполняется в расщелину, после чего на поверхность монтируется металлическая сетка, которая также покрывается слоем штукатурки.

Эффективным способом устранения щели считается также заполнение образовавшейся полости монтажной пеной. Заделать нестабильную трещину можно с помощью швеллера или металлической пластины. Для этого со стены удаляется штукатурка на величину металлической детали (ориентироваться на ширину пластины). Далее вдоль линии щели проделываются отверстия под дюбели. Трещина заполняется монтажной пеной либо цементным раствором (в зависимости от параметров углубления), после чего поверхность закрывается металлической пластиной. Фиксация выполняется дюбелями в заготовленные отверстия. Вместо пластин можно использовать металлические скобы, изготовленные из арматуры. Стоит отметить, что все работы по заделке выполняются только после полного устранения :

Основные причины проседания основания

Представьте себе, что после заливки фундамента и возведения стен на поверхности последних появились вертикальные трещины. Их образование может быть объяснено одной из трех причин:

• грунтовый состав под фундаментной основой относится к породам просадочного типа;
• пучение почвы в зимний период может происходить неравномерно, от чего фундаментная лента разрывается;
• нарушена технология возведения основания – использовалось малое количество арматуры для каркаса, стены возводились по бетону, не успевшему набрать требуемый показатель прочности, применялся цементный материал низкой марки и т. п.

Чтобы определить характер повреждений и выявить причины образования нормальных трещин, рекомендуется изучить их формы и направления:

• вертикальная щель, раскрываемая вверх, появляется в центральной части стены из-за сезонного пучения почвы;
• вертикальные разломы, расходящиеся к нижней части сооружения, объясняются просадкой почвы;

• аналогичные последствия бывают в случаях, когда морозные пучения приподнимают угловые участки фундаментного основания;
• щель, наклонно тянущаяся от угла к центральной точке стены, означает, что под соседней стенкой просела засыпка;
• трещина, проходящая под уклоном от фасада к угловому участку, означает, что под ней появилась усадочная воронка;
• напоминающая арку щель на стене – просел фундамент.

Если просел фундамент, значит, тому имелись определенные причины, и что-то делать следует незамедлительно. Первое, о чем следует помнить перед началом строительства дома, это о том, что от корректности его выбора будут зависеть безопасность и долговечность конструкции в целом.

При строительстве на сухом однородном грунте можно сделать выбор в пользу конструкции из крупных камней, которые устанавливаются под стены или же бутовое основание, выполненное из природного натурального камня.

В условиях возведения дома на пучинистых грунтах, чтобы не проседал фундамент, рекомендуется предосмотреть монолитную раму, выполненную из прочного железобетона. Как вариант, усилить основание дома можно армированной плитой. Если этого не делать, проблемы будут практически неизбежны.

Не стоит забывать и о том, что просадка может произойти и с самим грунтом, на котором производится строительство дома. Чаще всего это является результатом многолетних гидрогеологических процессов, приводящих к вымыванию почвы из под фундамента. Что следует делать в перечисленных случаях, попытаемся выяснить.

В связи с этим невероятно важно подойти к строительству фундамента любого здания или сооружения максимально ответственно. Прежде всего, следует убедиться в том, что работой занимаются опытные и квалифицированные специалисты, которые справятся с поставленной перед ними задачей на высоком профессиональном уровне.

Ни в коем случае не стоит заниматься закладкой фундамента самостоятельно при отсутствии строительного опыта. С большой долей вероятности уже в самом обозримом будущем вам придется обратиться к опытным строителям, чтобы они исправили некачественно сделанный и просевший в результате этого фундамент.

Предлагаем ознакомиться Сколько кубов бруса нужно для бани

Причины возникновения дефектов

К основным причинам возникновения дефектов фундаментов зданий и сооружения относятся следующие факторы:

• Строительство без проведения геологических изысканий — не учтён состав и прочность почвы, глубина залегания грунтовых вод и промерзания, уклон и прочее.
• Ошибки, допущенные в процессе проектирования — неверный расчёт требуемой несущей способности, глубины залегания, неподходящий тип основания.
• Нарушение технологии обустройства выбранного типа фундамента — недостаточное уплотнение грунта, ужимание сроков, грубые просчёты, применение некачественного бетона, обратная обсыпка с использованием склонного к пучению грунта.
• Неправильная эксплуатация фундамента — превышение расчётной нагрузки, механические повреждения, подтопление, нарушение режима движения тяжёлого транспорта возле здания, перепады температур внутри помещений.
• Неисправность инженерных систем водоснабжения и водоотведения.
• Не предусмотренное повышение сейсмической активности и прочие стихийные бедствия, не характерные для рассматриваемого региона.
• Внесение изменений в конструкцию здания без учёта изначальной несущей способности фундамента.
• Несвоевременное проведение обследования фундамента здания — как правило, проводится уже тогда, когда дефектов много, и большинство из них критические.

Кроме всего прочего дефекты возникают естественным путём в результате длительных сроков эксплуатации и неизбежного исчерпания ресурса конструкций. Для таких случаев следует предусматривать своевременный ремонт фундаментов, обслуживание, обновление гидроизоляции и прочие мероприятия, которыми, как правило, пренебрегают.