Виды, причины, механизм и последствия увлажнения конструкций

Влага является наиболее распространенным и сильно действующим фактором в износе строительных конструкций. Ее воздействие усиливается, если в ней содержатся агрессивные примеси, а также происходят колебания температуры.

Увлажнение конструкций бывает:

- капельно-жидкое (атмосферной влагой);

- капиллярное (грунтовой влагой, поднявшейся по капиллярам);

- гигроскопическое (влагой, поглощенной из воздуха при температуре конструкции выше точки росы);

- конденсационное (влагой, которая перешла из парообразного состояния в жидкое при температуре окружающей среды ниже точки росы).

Максимальное количество влаги, удерживаемое материалом конструкции при определенных параметрах наружного воздуха, называется равновесной влажностью. Ее значения при 0^оС и относительной влажности воздуха 80% для кирпича – около 0,5%, пенобетона – около 5%, а для сосны и фибролита – 17 – 20 %.

В зависимости от основных источников увлажнения различают четыре вида и ряд форм увлажнения ограждающих конструкций: строительное, атмосферное, технологическое (бытовое), увлажнение грунтовой влагой.

Строительная влага – это влага, попадающая в конструкции в ходе строительства зданий и сооружений вследствие применения влагоемких и гигроскопических материалов, обильного увлажнения конструкций при транспортировке и хранении, при мокрых процессах производства работ (кирпичная кладка, штукатурка). В 1 м³ новой кирпичной кладки содержится до 200 л воды, что составляет более 10% массы кладки. Строительная влага удаляется из конструкций в процессе естественной сушки в течение первых двух лет эксплуатации сооружений.

Атмосферная влага в конструкциях накапливается вследствие смачивания их дождевой водой в случае неорганизованного водоотвода с крыши, малого выноса карниза, а также повреждения водосточных труб и желобов, покрытий карнизов, парапетов, балконов или в результате гигроскопического увлажнения атмосферным воздухом. Смачивание конструкций атмосферными осадками носит временный или периодический характер, и их можно защитить от него специальными покрытиями, например составами ГКЖ.

Источником технологической влажности являются происходящие в здании процессы, в том числе сгорание природного газа на кухнях: 1 м³ газа дает 1,6 л воды. При низкой температуре внутренней поверхности стены на ней или внутри конструкции из паровоздушной смеси выпадает влага – конденсат. (Протечки коммуникаций).

Проникновение грунтовой влаги в конструкции объясняется притоком ее из грунта под действием капиллярных и осмотических сил, когда повреждена гидроизоляция. Наиболее распространенным и серьезным последствием увлажнения стен и покрытий является их промерзание.

В кирпичных стенах действуют электрические поля, вызванные физико-химическими процессами, протекающими в кладке, например термопарным эффектом, блуждающими токами, воздействием электромагнитных волн, солнечной радиации, а также трением воздушных масс при сильном ветре. Чем больше разность потенциалов, тем резче проявляется электроосмос – протекание влаги вслед за выравниванием электрических потенциалов.

Техническое обслуживание и ремонт оснований и фундаментов.

Устойчивость оснований является гарантией целости всего здания. Для обеспечения надежной его устойчивости ведутся тщательные изыскания, определяется фактическая несущая способность грунтов основания, их влажность, деформативность, глубина промерзания и др. С учетом этих факторов и нагрузок от здания назначают глубину заложения фундаментов и их размеры. В ходе строительства надо строго придерживаться проектных решений, а при необходимости закреплять грунты оснований.

В процессе эксплуатации очень важно сохранять проектные условия оснований, для чего прежде всего их нужно защищать от увлажнения и промерзания. При увлажнении они теряют несущую способность, а при замерзании глинистые грунты, удерживающие влагу, выпучиваются, что приводит к выпиранию фундаментов и разрушению вышележащих частей здания.

Установлено, что осадка фундаментов, здания, возведенного на песчаных грунтах, практически прекращается с окончанием строительства. У зданий, возведенных на глинистых грунтах, осадка фундаментов продолжается в течение нескольких лет и нарастает пропорционально нагрузка.

При эксплуатации нередко могут сложиться такие условия, когда нужно усилить основания, например из–за повышения уровня грунтовых вод вследствие повреждения водоводов, полива соседних территорий и т.п., возрастания полезной нагрузки на перекрытия, увеличения нагрузки на фундаменты и т.п. При этом создается положение, при котором основания теряют несущую способность, а кроме того, и нагрузки на них возрастают. В зависимости от конкретных условий должен быть принят наиболее целесообразный способ решения возникающей задачи: осушения территорий, закрепление грунтов, усиление основания набивными сваями, уширение фундаментов или сочетание перечисленных способов.

При понижении уровня грунтовых вод снижается статическое давление, грунт уплотняется, повышается его несущая способность, но это может сопровождаться и осадкой. Поэтому за сооружениями, построенными в водоносном слое или падающими в зону водопонижения, должен вести специальный контроль и приняты меры, предотвращающие вымывание грунта (например, устройство шпунтового ряда).

Таблица 14.1 Основные способы упрочнения грунтов оснований

Способ	Характер грунтов и kф, м/сут	Эффективность и
Цементация	Крупнозернистые пески; 80	Прочность 1,0-3,5 МПа Водонепроницаемость
Смолизация	Мелкозернистые пески; 0,5-5	Прочность 1,5-2,5 МПа. Снижение водопроницаемости
Силикатизация	Пески, лессы; 0,2-80	Прочность 0,6-3,5 МПа водопроницаемость
Термические закрепления	Лессы, лессовые пески, черноземы	Прочность 1,0-4,0 МПа, водостойкость

В отдельных случаях для понижения уровня грунтовых вод в существующей застройке устраивают горизонтальный, вертикальный или комбинированный дренаж.

Самая простая дренажная система – открытие канавы-осушители с уклоном в сторону водосброса; на их откосы обязательно наносят покрытия, пропускающие грунтовые воды.

Закрытый дренаж содержит фильтрующий слой; наиболее целесообразен такой дренаж с перфориванными трубками для отвода воды , которые периодически можно прочищать. При трубчатом дренаже через 40-50 м, на поворотах и пересечениях, устраивают смотровые колодцы для его осмотра и прочистки; их открывают только на время работы на них ; их нельзя использовать для сбора поверхностных вод и мусора.

Вертикальный дренаж состоит из трубчатых и шахтных колодцев-иглофильтров, погруженных в водоносный слой, которыми откачивают грунтовую воду. Для ускорения этого, кроме иглофильтров, использует электроосмос: недалеко от иглофильтров устанавливают металлические стержни, соединяют их с положительным полюсом – анодом генератора, и под действием постоянного тока вода движется к иглофильтру – катоду, присоединенному к отрицательному полюсу генератора, и удаляется насосом.

Комбинированный дренаж – это сочетание дрен горизонтального и вертикального типов: трубчатые колодцы соединены горизонтальными закрытыми дренами, отводящими воду.

В ходе эксплуатации нужно осуществлять постоянный уход за фундаментами: не допускать срезки или подсыпки грунта вокруг здания, сохранять в исправном состоянии отмостку; исключать скопления воды у здания, а тем более подтопление фундамента. Особенно опасен обильный полив зеленых насаждений вблизи зданий, ибо нередко это приводит к повышению уровня грунтовых вод и изменению условий работы основания, а вслед за ним и фундамента.

Способы усиления фундаментов приведены в таблице 14.2.

Таблица 14.2 - Основные способы усиления фундаментов

Способ	Характеристика способа	Условия применения
Укрепление кладки	Перекладка отдельны-ми участками, цемента-ция, устройство обойм	Без увеличения нагрузки. Фундамент поврежден с поверхности. Кладка повре-ждена по всей толщине.
Продолжение таблицы 14.2
Увеличение опорной площади фундамента	Предварительное укре-пление грунта и монтаж приливов с подкопом или без выемки грунта. Стягивание приливов с обжатием во время омоноличивания.	При увеличении нагрузки на фундамент.
Углубление фундамента	Подводка новой кладки захватками с увеличе-нием ширины (площа-ди) фундамента. То же, но без увеличения площади фундамента	При увеличении нагрузки на фундамент; фундамент в хорошем состоянии. То же, при наличии прочного основания ниже подошвы основания
Передача нагрузки на нижележащие слои грунта	Устройство выносных свай и поперечного ростверка. Устройство коротких свай в пределах габари-тов фундаментов. Подводка конструкций под фундамент в преде-лах его габаритов	При увеличении нагрузки и глубоком расположении прочного грунта. То же, если нельзя уширить конструкцию.   То же, когда прочный грунт расположен неглубоко.

Работы по усилению фундаментов не только сложны и трудоемки, но и весьма ответственны. Их нужно выполнять очень осторожно, захватками ( не более 2 м), чтобы не повредить смежные участки и вышележащие части здания.

Билет 5

Методика определения физического износа по фактическому состоянию конструкций.

Физический износ сооружений определяется по РДС РК 1.04-07-2002, сущность которого состоит в следующем:

- физический износ отдельных конструкций, элементов, систем или их участков следует оцени­вать путем сравнения признаков физического из­носа, выявленных в результате визуального и инст­рументального обследования, с их значениями, при­веденными в табл. 1-71 настоящих правил;

- физический износ конструкции, элемента или системы, имеющий различную степень, износа отдельных участков, определяется путем сумми­ро­вания долей физического износа участка в общем физическом износе элемента по формуле , (5.1)

где Ф_К - физический износ конструкции, эле­мента или системы, %.

Ф_i - физический износ участка конструкции, эле­мента или системы, определенной по табл. 1-71, %.

P_i - размеры (площадь или длина) поврежден­ного участка, м² или м.

P_K - размеры всей конструкции, м² или м.

n - количество поврежденных участков.

- физический износ здания следует опреде­лять по формуле , (5.2)

где Ф_з - физический износ здания, %;

Ф_ki - физический износ отдельной конструкции, элемента или системы, %;

- коэффициент, соответствующий доле вос­становительной стоимости отдельной конструкции, элемента или системы в общей восстановительной стоимости здания;

n - число отдельных конструкций, элементов или систем в здании.

Численные значения физического износа следует округлять для здания в целом до 1%.

Для слоистых конструкций - стен и покрытий следует применять системы двойной оценки физиче­ского износа: по техническому состоянию (табл. 14, 40) и сроку службы конструкции. За окончатель­ную оценку физического износа следует принимать большее значение.

Физический износ слоистой конструкции по сроку службы следует определять по формуле , (5.3)

где Ф_с - физический износ слоистой конструк­ции, %;

Ф_i - физический износ материала слоя, опреде­ляемый по рис.1 и 2 в зависимости от срока эксплуа­тации данной слоистой конструкции, %;

Издание официальное

K_i - коэффициент, определяемый как отношение стоимости материала к стоимости всей конструкции, (см. рекомендуемое приложение 3);

n - число слоев.

При оценке физического износа конструк­ций, элементов и систем, не указанных в настоящих нормах следует пользоваться данными наиболее близких аналогов.