/
Автор: Физдель И.А.
Теги: строительство строительные конструкции каменные конструкции бетонные конструкции
Год: 1961
Текст
1
И.А.ФИЗДЕЛЬ
БЕТОННЫХ
И КАМЕННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
МОСКВА
йгжж
9
И. А. ФИЗДЕЛЬ,
канд. техн, наук
Дефекты
БЕТОННЫХ, КАМЕННЫХ
И ДРУГИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ
ИХ УСТРАНЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ, АРХИТЕКТУРЕ
И СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ
Москва — 1961
Научный редактор — инж. В. Д. Н е с о в
В настоящей книге излагаются причины возникновения
строительных дефектов в зданиях и сооружениях. Приводятся
характерные случаи деформаций и нарушений конструкций. Уде-
ляется внимание диагностике и методам исправления дефектов,
инженерному усилению ослабленных конструкций, использованию
соответствующего оборудования, приспособлений и аппаратуры
для устранения дефектов. Описываются методы контроля каче-
ства бетона и раствора. Приведенные в работе материалы бази-
руются на опытных данных, случаях из практики и натурных
производственных проверках.
Книга предназначена для инженерно-технических работни-
ков, производственников и проектировщиков.
ОПЕЧАТКИ
Стра- ница Строка Напечатано Следует читать
18 21-я снизу насосным наносным
49 5 » филтьрации фильтрации
70 6 » бетоннных бетонных
81 14-я сверху наруженный нарушенный
218 5-я снизу складкой складной
И. А. Физдель
ДЕФЕКТЫ БЕТОННЫХ,
КАМЕННЫХ И ДРУГИХ КОНСТРУКЦИЙ
И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
* * *
Госстройиздат
Москва, Третьяковский проезд, д. 1
* * *
Л. М. Григорьев
Редактор издательства Л. С. Лыткина
Технический редактор Г. Д. Наумова
Сдано в набор 7/II-1961 г. Подписано к печати 13/V-1961 г.
Бумага 84\Ц081/.ад=7 бум. л,—14 печ. л. (14,5 уч.-изд. л.). Тираж 9000 экз.
Изд. № VI-5321 Зак. 329 Цена 73 к. + пер. № 5-10 к.
Набрано в типографии № 3 Госстройиздата
Отпечатано в типографии № 4 Госстройиздата,
г. Подольск, Рабочая ул., 17/2.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Мы являемся свидетелями беспримерного прогресса строи-
тельной техники, развития массового жилищного^ общественного
и промышленного строительства, что вызвало необходимость
разработки и внедрения новых инженерных решений. Измени-
лись типы и размеры элементов зданий и сооружений, введены
новые методы расчета конструкций, расширена область приме-
нения эффективных материалов, отвечающих требованиям тех-
нической целесообразности и экономики строительства.
При выборе конструктивных решений, различных материалов
и деталей, технологии и организации производства прочность,
устойчивость и долговечность отдельных элементов зданий и
сооружений в целом всегда занимали и приковывали к себе вни-
мание инженеров и ученых. Еще в прошлом веке проф. В. И. Кур-
дюмов предостерегал от излишней смелости в постройках и от
излишней осторожности, влекущей за собой напрасную трату де-
нег и труда. Это -высказывание не теряет своего значения и в на-
ши дни.
При возведении и эксплуатации зданий и сооружений часто
возникает необходимость в исправлении дефектов, возникающих
от применения некачественных материалов, от упущений при ин-
женерно-геологических изысканиях и от изменений, происходя-
щих в основаниях зданий и сооружений при последующем бла-
гоустройстве городов и отдельных районов. Серьезные дефекты
могут получиться в результате отступлений от норм проектиро-
вания и правил производства работ, в особенности в зимних
условиях.
Особое место занимают дефекты, вызываемые недостаточным
уходом за сооружениями, находящимися в эксплуатации. Боль-
шое влияние на сохранность зданий и сооружений оказывает
состояние подземных сооружений: подвалов, резервуаров,
колодцев, каналов для коммуникаций, а также отмосток и при-
легающих к зданиям дорог и элементов благоустройства терри-
тории.
В результате неправильной эксплуатации зданий и сооруже-
ний часто возникает необходимость в усилении конструкций и
даже их переустройстве.
3
Дефекты, даже незначительные по своему характеру и раз-
мерам, но прогрессирующие во времени и своевременно не
устраненные, могут вызвать серьезные повреждения несущих
конструкций и быть причиной аварий зданий и сооружений,
больших убытков и даже несчастных случаев.
Деформации конструкций, возникающие при неустойчивых
основаниях, их нарушениях, перенапряжениях несущих кон-
струкций, внезапных отслоениях и отпадениях отдельных элемен-
тов зданий (облицовок, штукатурок, архитектурных и других
деталей) вызываются не случайными причинами.
Строительные дефекты, иногда вызывающие обрушения и
аварии зданий и сооружений, связаны с определенными упуще-
ниями в инженерно-геологических изысканиях, проектировании,
технологии изготовления конструкций, производстве строительно-
монтажных работ- Эти отрицательные явления, своевременно не
проанализированные и не предупрежденные, повторяются не-
однократно на разных стройках, причиняя значительный ущерб
строительству.
Анализ дефектов показывает, что многие из них происходят
по одной и той же- категории причин, независимо от того, яв-
ляется ли это неожиданным отпадением штукатурки перекрытий
или более тяжелым повреждением конструкций и отдельных час-
тей зданий и сооружений
Имеют место также строительные дефекты, которые не вызы-
вают деформации конструкций, но сказываются на зданиях и со-
оружениях в процессе их эксплуатации.
К наиболее распространенным недостаткам можно отнести
также сырость в помещениях, в особенности в первых этажах,
низкие теплотехнические качества наружных стен и их продувае-
мость, недостатки в звукоизоляции стен, перекрытий, перегоро-
док, заполнений оконных и балконных проемов, вибрацию и шум
в помещениях от работающих лифтов и городского транспорта.
Хотя за последние годы качество строительства и отделки
зданий -заметно повысилось, однако требования по улучшению
качества всех видов строительно-монтажных работ не удовлетво-
ряются полностью.
Опыт, показывает, что исключительное значение для обеспе-
чения прочности и долговечности конструкций и зданий, особен-
но в полносборном строительстве, приобретают высокая степень
качества заводской отделки форм, сварка соединений, точность
геометрических размеров и опираний конструкций при их мон-
таже на строительстве,, а также защита закладных деталей и
арматуры от коррозии.
Довольно часто в элементах зданий и сооружений массового
производства применяются конструкции, недостаточно проверен-
ные в опытном строительстве и не исследованные всесторонне
в лабораторных .условиях. Это приводит в дальнейшем к допол-
нительным расходам денежных и материальных средств-
4
Наряду с рассмотрением причин, вызывающих дефекты, и
мер их предупреждения в настоящей книге уделяется внимание
анализу и методам устранения дефектов, усилению ослабленных,
и нарушенных конструкций, использованию’ соответствующего
оборудования, приспособлений и аппаратуры.
В специальной литературе до сих пор не нашли достаточно-
го отражения методы и специфические особенности устранения
дефектов. Этот пробел восполняется в некоторой степени приве-
денными в настоящей работе примерами усиления конструкций
в подземных и надземных зданиях и сооружениях.
Приведенные в работе материалы основываются на случаях
из практики, натурных производственных исследованиях и на-
блюдениях. Кратко описываются характерные виды дефектов,
которые являются весьма поучительными для строителей, тех-
нологов и проектировщиков.
Изучение ошибок позволит своевременно предупредить по-
вторение их в будущем.
Уроки аварии, так же как и вопросы качества и надежности
конструкций, должны найти отражение в специальных курсах
строительных средних и высших учебных заведений.
Для сравнения результатов исследований материалов, ана-
лиза и обобщения различных дефектов, деформаций, обрушений
и аварий конструкций, зданий и сооружений представляют науч-
ное и прикладное значение: отбор, хранение и систематизация
наиболее типичных материалов и элементов конструкций, под-
вергнутых различным разрушениям и изменениям от воздействия
времени, химических реагентов среды, деградации структуры
материалов и других условий, а также всевозможных нарушений
правил производства строительных и монтажных работ, приме-
нения некачественных материалов и ошибок при производстве
инженерно-геолопических изысканий и проектных работ.
С этой целью автором организован своеобразный «музей»
строительных дефектов. В состав коллекций входят натурные
образцы, детали и элементы конструкций и иллюстрационный
материал — фотографии, схемы, чертежи. Приводятся методы
и основные приемы устранения дефектов и упрочнения деформи-
рованных конструкций.
Собранная коллекция образцов характеризует качество, на-
дежность и долговечность различных материалов и конструк-
ций, проверку в эксплуатационных условиях и позволяет строи-
телям, проектировщикам и научным работникам судить об экс-
плуатационных качествах, долговечности, надежности и поведе-
нии материалов в различных условиях, своевременно предупре-
дить возможные недостатки в будущем.
Натурные образцы иллюстрируют дефекты в трубопроводах,
стенах резервуаров и подвалов, основаниях, фундаментах и гид-
роизоляциях и деформации кирпичных кладок, кирпича и обли-
5
цовки. Даются повреждения и недостатки в железобетонных
сборных и монолитных конструкциях.
В музее собраны образцы, демонстрирующие дефекты в шту-
катуре потолков и стен, а также иллюстрируются обрушения и
аварии, вызванные нарушениями правил производства строи-
тельно-монтажных работ, недостатками в эксплуатации зданий
и сооружений, гидрогеологическими условиями, ошибками в про-
ектировании.
Представлена также коллекция различными образцами из
старых реконструируемых и восстанавливаемых зданий, соору-
жений и памятников архитектуры.
При повышении требований к техническим параметрам кон-
струкций и технико-эксплуатационным качествам зданий и соору-
жений большое значение приобретают вопросы качества строи-
тельства. Улучшение системы инженерного контроля во всех
технологических и стремительных процессах имеют существенное
значение для общего повышения качества и культуры производ-
ства.
Дальнейшее повышение качества строительства — это комп-
лексная задача, являющаяся делом большой государственной
важности, которая может и должна быть решена научно-иссле-
довательскими проектными и строительными организациями и
работниками промышленности строительных материалов и кон-
струкций.
ГЛАВА I
ДЕФЕКТЫ И АВАРИИ
1. ПРИЧИНЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
Анализ причин появления деформаций и разрушений зданий
и сооружений показывает, что ни одна авария не происходит по
какой-либо одной случайной причине, а является обычно резуль-
татом нескольких причин. Даже незначительные по размерам де-
фекты, оставленные без внимания, могут привести к серьезным
авариям. Они накапливаются во времени, развиваются, сумми-
руются, изменяются количественно и качественно. Прогресси-
рующие в своем развитии разрушения должны быть предупреж-
дены задолго еще до той стадии, когда конструкции могут пол-
ностью потерять свою устойчивость. В противном случае инже-
нерные меры предупреждения аварии могут оказаться неэффек-
тивными. Об этом может свидетельствовать разрушение крупной
гидростанции Шилькопф на р. Ниагаре (Северная Америка) в
1956 г. и обвалы других инженерных, промышленных и граждан-
ских сооружений.
Катастрофа гидроэлектростанции Шилькопф произошла, на
первый взгляд, от незначительного дефекта — в стенах здания
станции обнаружилась небольшая напорная течь, которая посте-
пенно размыв'ала бетон. Но появившемуся дефекту не придавали
значения, а когда он принял угрожающие размеры, было поздно
что-либо сделать для предотвращения катастрофы.
За 30 мин. крупная гидроэлектростанция общей мощностью
234 тыс. кет превратилась в руины. Ущерб, причиненный этим
крушением, составил около 100 млн. долларов, не считая боль-
шие убытки, связанные с прекращением электроснабжения круп-
ных предприятий.
Встречающиеся «в практике строительства дефекты весьма
многообразны. Они обычно связаны: с качеством применяемых
материалов и строительных деталей, типами строительных кон-
струкций, климатическими и другими местными условиями, тех-
нологией и организацией производства строительных и монтаж-
ных работ, а также с качеством проектирования и изысканий.
7
Особенно необходимо строго следить за возможными недостат-
ками и упущениями в типовых проектах, так как один допущен-
ный в типовом проекте дефект может быть повторен на многих
объектах.
2. ВИДЫ ДЕФЕКТОВ
Дефекты в конструкциях могут быть подразделены на не-
сколько видов — категорий:
к первой категории относятся такие дефекты, упущения и не-
достатки, которые ослабляют прочность материалов, несущую
способность и жесткость конструкций и могут явиться угрожаю-
щими для целостности здания и сооружения; это может отно-
ситься как к возводимым зданиям, так и к зданиям, находящим-
ся длительное время в эксплуатации; дефекты этой категории,
своевременно не устраненные, могут вызвать разрушения и ава-
рии конструкций и сооружений;
ко второй категории относятся те дефекты, которые не вызы-
вают нарушения устойчивости конструкций и не угрожают це-
лостности зданий и сооружений, но требуют дополнительных зат-
рат на устранение допущенных отступлений и систематического
надзора за конструкциями в процессе эксплуатации;
к третьей категории относятся дефекты и недостатки, снижаю-
щие эксплуатационные качества и вызывающие повышенные
расходы по содержанию зданий и сооружений.
Дефекты первых двух категорий могут быть скрытыми и яв-
ными. Скрытые дефекты являются более опасными, так как они
при видимом относительно благополучном состоянии конструк-
ций могут привести к тяжелым последствиям.
К числу скрытых дефектов могут быть отнесены: рыхло уло-
женные комковидные и мерзлые насыпные неуплотненные грун-
ты; заиленные и разжиженные основания, образующиеся после
затопления котлованов в ’весеннее время; прослойки льда, снега,
случайные предметы и неучтенные торфяные прослойки под фун-
даментами; вынос грунта при откачке грунтовых вод из соседних
котлованов й подвалов; незамеченные или недостаточно засы-
панные ямы и старые .коподцы в местах заложения фундамен-
тов; промерзание грунтов; просачивание талых вод через нару-
шенные отмостки;’ разрушение железобетонных свай при нека-
чественном их изготовлении; образование разрывов при устрой-
стве вибронабивных свай; недоучет- глубины погружения свай;
просачивание производственных агрессивных вод под фундамен-
ты и в коммуникационные каналы; нарушение назначенных по
проекту отметок заглубления фундаментов; закладка фундамен-
тов на пучинистых грунтах в зоне их промерзания; неосмотри-
тельное применение некачественных материалов; отрицательное
действие агрессивной среды на конструкции; нарушение неокреп-
шего раствора в бутовых фундаментах при весеннем оттаивании;
неравномерные осадки, и деформации фундаментов; боковые
8
сдвиги фундаментов из крупных блоков; устройство фундамен-
тов путем грубой заброски бутовым камнем; нарушение техно-
логии тепловой обработки бетонных конструкций; разрушение
фундаментов от действия химических реагентов.
К явным дефектам относятся те, которые доступны для осмот-
ра и могут быть установлены без вскрытия конструкции и спе-
циальных проверок и исследований.
Различные дефекты конструкций в подземных сооружениях
могут быть вызваны: нарушениями при производстве подземных
работ и отступлениями от правил при понижении уровня грун-
товых вод; недостаточным уплотнением бетона в днищах и стен-
ках; заиливанием рабочих швов при бетонировании; механиче-
скими повреждениями гидроизоляции от подпора грунтовых вод;
неправильным выбором составов бетонной смеси и компонентов;
отсутствием монолитности в сопряжениях конструкций; оставле-
нием в бетоне древесины от распорок и других креплений кот-
лованов и опалубки; образованием пустот в местах прохожде-
ния закладных частей; промерзанием отдельных участков стен;
устройством наружных стен, расположенных ниже уровня грун-
товых вод из бутовой, кирпичной и других кладок, не обеспечи-
вающих необходимой водонепроницаемости; плохим замоноли-
чиванием швов в стенах и соединениях; коррозией трубопрово-
дов; повреждениями действующих трубопроводов при устрой-
стве траншей; неправильной откачкой воды и уносом из-под
сооружений грунта.
В наземных сооружениях дефекты конструкций могут быть
вызваны: недостаточной прочностью панелей, сборных элемен-
тов, кладок и сопряжений конструкций; недостатками устройства
стыков и низким качеством их заделки в полносборных домах;
продуваемостью стен; высокой звукопроводностью перекрытий
и перегородок; большими наметами штукатурок; недостаточным
сцеплением штукатурки с бетоном перекрытий; малой морозо-
стойкостью облицовки, черепицы, железобетонных одежд дорог;
некачественным выполнением бетонных работ; нарушениями в
производстве монтажных и других работ.
3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДЕФЕКТОВ
В зависимости от степени нарушения отдельных конструкций
и частей зданий в строительстве могут встретиться следующие
типы дефектов: неровности и отступления в отделке и обработке
поверхностей, стен, перекрытий и полов; мелкие нарушения в
конструкциях; деформации конструкций; повреждения конструк-
ций; разрушения конструкций; обрушения конструкций и отдель-
ных частей зданий и сооружений; аварии; катастрофы и круше-
ния зданий и сооружений.
Неровности и отступления в отделке и обработке поверхно-
стей стен, перекрытий и полов являются наиболее распростра-
9
ценным типом брака в строительстве, который снижает качество
внутренней и наружной отделки помещений, приводит к быстро-
му загрязнению поверхностей, образованию отлупов на стенах
и потолках и требует производства очень раннего после ввода
объекта в эксплуатацию ремонта. Эти массовые дефекты связа-
ны главным образом с низким качеством применяемых материа-
лов и нарушениями технологии отделки помещений. Грубая и
неровная отделка плоскостей рассматривается как одна из раз-
новидностей брака. Такие отступления относятся не только к
внутренней отделке зданий, но и к обработке фасадных лице-
вых плоскостей, крупных блоков, панелей и других элементов.
Мелкие нарушения в конструкциях ухудшают эксплуатацион-
ные качества зданий и сооружений, удорожают стоимость строи-
тельства и эксплуатацию зданий и сооружений. Характер де-
фектов в той или иной конструкции предопределяет и опасность
для ее целостности.
Деформации и повреждения конструкций обычно связаны с
потерей прочности, устойчивости и несущей способности конст-
рукций.
Разрушения и обрушения конструкций связаны с потерей ими
несущей способности, с ударными, вибрационными и другими
неожиданными динамическими и внезапными нагрузками, при
•которых полностью теряется устойчивость конструкций, их цело-
стность и общая монолитность отдельных частей зданий и со-
оружений. Разрушения и обрушения могут быть также связаны
•с упущениями в расчетах и выборе материалов, с недостатками
в работе различных по прочности и однородности (по упругос-
ти) материалов, а также с прогрессирующим развитием мелких
и даже незначительных на первый взгляд дефектов.
Аварии — это внезапные разрушения и обвалы, сопровож-
дающиеся полным или частичным обрушением 'конструкций или
«отдельных частей зданий и сооружений, причиняющие большие
потери и часто сопровождающиеся человеческими жертвами.
Аварии нельзя рассматривать вне связи с другими факторами:
конструктивными, технологическими, строительными и эксплуа-
тационными- Анализ многих аварий показывает, как часто в раз-
ных видах повторяются одни и те же ошибки, вследствие неос-
ведомленности строителей и проектировщиков об уже имевших
место случаях подобных аварий.
Каждая авария проходит некоторые закономерно последо-
вательные стадии: ослабление, перенапряжение, потерю устой-
чивости и целостности конструкций, внезапное разрушение кон-
струкций.
Крушения — это значительные разрушения, вызванные сти-
хийными бедствиями, внезапными катастрофами сооружений от
допущенных дефектов и ослаблений конструкций, землетрясения-
ми, оползневыми явлениями, наводнениями, ураганами, взрыва-
ми и другими причинами.
ГЛАВА II
ДЕФЕКТЫ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ПОДЗЕМНЫХ
КОММУНИКАЦИЙ
Широкое развитие жилищного и промышленного строитель-
ства влечет за собой строительство и реконструкцию в больших
•масштабах всевозможных подземных трубопроводов и коллек-
торов, водопроводных, канализационных, тепловых и газовых
сетей, ливнестоков, а также силовых кабелей, кабелей связи и
других коммуникаций. Затраты на прокладку подземных ком-
муникаций в настоящее время составляют около 5% общих
затрат на строительство. Техника прокладки подземных комму-
никаций за последние 10—15 лет получила значительное разви-
тие. Предложены, освоены и усовершенствованы различные ме-
тоды проходок без рытья траншей и нарушений одежды улиц,
дорог и путей. К этим методам можно отнести: щитовую проход-
ку малых диаметров, горизонтальное продавливание, виброва-
куумный способ, прокладку труб способом прокола, продвиже-
ние труб способом гидромеханизации, штольневый и некото-
рые другие способы проходки.
Каждому методу проходки присущи свои недостатки и осо-
бенности их устранения, которые отличаются между собой раз-
мерами и сложностью исправления, затратами средств и времени.
По своим объемам дополнительные работы по устранению
дефектов очень часто превышают первоначальные затраты на
прокладку подземных коммуникаций.
К общим затруднениям, возникающим при горизонтальных
проходках, обычно относятся: водонасыщенные илистые и мел-
козернистые грунты, обладающие большой подвижностью; плот-
ные и сцементировавшиеся грунты; насыпные грунты с различ-
ными камневидными и другими включениями; камни; остатки
зданий и другие случайные предметы, а также не учтенные при
изысканиях и в исполнительных чертежах отключенные и су-
ществующие трубопроводы, старые фундаменты, крепежные ма-
териалы и другие препятствия.
Успешное проведение работ по проходкам обеспечивают:
тщательное изучение трассы проходки и расположения ранее
11
заложенных подземных коммуникаций; учет изменения верти-
кальных отметок положения трубопроводов в связи с рекон-
струкцией улиц и изменения заглубления по сравнению с проект-
ным размещением трубопроводов.
При строительстве новых зданий различного назначения в
реконструируемых районах и кварталах городов присоединение
трубопроводов к городским коммуникациям обычно сопряжено
с рядом трудностей (насыщенность подземными сооружениями
и трубопроводами, наличие в земле остатков фундаментов и де-
ревянных элементов старых зданий й т. д.). Интенсивное транс-
портное и пешеходное движение, стесненность строительных
площадок и наличие различных строений на трассах будущих
подземных коммуникаций вызывают необходимость примене-
ния закрытых проходок.
Существенное значение для успешного выполнения работ по'
закрытым проходкам имеют совершенство и качество применяе-
мого оборудования, опыт и квалификация персонала, занятого
на этих работах.
Для про-кладки трубопроводов используются методы прока-
лывания и продавливания. При продавливании труб для разме-
щения опорных устройств и гидравлического оборудования не-
обходимо у места начала про-ходки заложить котлован длиной
10-12 м и шириной до 2,5 ж; между тем тротуар около здания,
где можно вырыть шурф, имеет ширину -не более 2—3 м. Серьез-
ные затруднения возникают та пересечениях улиц, насыщенных
кабелями и трубопроводами, расположенными на разных уров-
нях от поверхности земли (рис. 1). В таких случаях способ про-
Рис. 1. Схема расположения коммуникаций., в земле относительно новой
, , . подземной проходки
1 — вновь строящееся здание; 2 —забор; 3 — временное ограждение; 4 — трамчай-
ные пути; 5 — мелкозернистый песок; 6 — тяжелый суглинок; 7—шурф для вибрэ-
вакуумной проходки; -8 —шурф у места врезки; 9 —вибровакуумная проходка: Не-
телефонный кабель/ Л — телеграфные кабели; 12 —газбпровод; 13 — водопровод;
14-г-водосток; 15 — канализация
12.
давливания трубопроводов часто оказывается неприемлемым,
так как при необходимости прокладки рабочей трубы диаметром
100 мм минимальный диаметр кожуха должен быть 600 мм. Та-
кой диаметр кожуха определяется технологическими требования-
ми, связанными с необходимс-стыо разработки грунта в забое по
мере продвижения трубы (рис. 2)-
Рис. 2. Диаметр рабочей трубы относи-
тельно диаметра применяемого футляра
1 — футляр; 2 — рабочая труба
При продавливании трубопроводов сопротивление грунта ре-
занию вызывает значительное сжатие и сдвиг грунта с образо-
ванием уплотненных зон впереди продвигаемой трубы. На опре-
деленном участке впереди трубы грунт приобретает свойства
твердого тела. Физико-механические изменения, происходящие
в грунте при продавливании, сопровождаются часто выпучива-
нием и разрушением грунта и устройств, что также нередко вы-
зывает деформации в подземных трубопроводах и коллекторах,
находящихся в непосредственной близости от проходки. Иногда
выпучивание грунта обнаруживается и на значительном рас-
стоянии от места проходки. Деформации поверхности дорог осо-
бенно часто наблюдаются при проходках методом прокола грун-
та, когда наиболее трудно строго выдержать заданное направ-
ление проходки. Даже при незначительной протяженности трас-
сы проходки отклонения от заданного по проекту направления
достигают значительных размеров. Отклонения обычно связаны
с нарушениями центрирования передачи усилий и вызываются
также различной плотностью грунта по высоте продавливаемой
трубы и другими причинами. При неглубоких проходках за счет
деформации вышележащего грунта труба обычно несколько
уходит вверх. В песчаных грунтах отклонения и деформации
увеличиваются по сравнению с проходкой в глинистых грунтах.
Если продавливание трубопроводов осуществляется в плот-
ных и глинистых породах без выемки грунта, то сопротивление
трению настолько .возрастает, что нередки случаи, когда нару-
шаются сварные стыки и разрушается металл в трубах.
При пересечении дороги на участке длиной 8 м был применен
способ прокола грунта с тем, чтобы внутри футляра диаметром
150 мм проложить несколько' ниток высоковольтного кабеля.
.Глубина заложения трубы, считая от отметки дорожного по-
13
крытая, -составляла 180 см. Грунт на участке проходки представ*
лял собой среднезернистый -песок пористостью 40—42 %l С од-
ной из сторон дороги из вырытой траншеи началось продавли-
вание трубы. Уже на 3-м метре 50-т домкрат оказался недоста-
точным для продавливания трубы. Увеличение мощности дом-
крата привело к выпучиванию дорожного асфальтового покры-
тия на участке шириной до 65 см. Предпринятые дополнительные-
усилия привели к продольному изгибу трубы и вслед за этим к.
более явным деформациям асфальтового покрытия дороги.
Дальнейшие работы пришлось приостановить. Подобные откло-
нения и нарушения наблюдались и на других объектах (рис. 3).
При пересечении
проезжей части од-
ной из улиц продав-
ливаемая труба на-
столько отклонилась-
от заданного направ-
ления, что острие ее
Рис. 3. Отклонение трубы в месте появления
препятствия
наконечника вреза-
лось в дорожное по-
крытие. Конечно, та-
кие трубы не удает-
ся -выправить и они
остаются в земле. К сожалению, эти неудачные проходки пре-
даются забвению и в дальнейшем при новых проходках, ремонте
подземных коммуникаций или рытье траншей доставляют строи-
телям немало трудностей.
При некоторых неудачных проходках трубы забуривались в
грунт на длину, превышающую протяженность намечаемой про-
ектом проходки. Эти изменения обычно связаны с отклонениями
труб от заданного направления. Отклонения труб в-верх или в
сторону могут быть самыми неожиданными. При -прокладке тру-
бы под насыпью железной до-роги вместо 22-метрового отрезка
в грунт был заглублен отрезок рабочей трубы длиной до 30 м-
Несмотря на столь большое удлинение трубы, в противополож-
ном шурфе выход острия не был обнаружен. Как потом выясни-
лось, труба отклонилась в сторону от шурфа и вышла в откос
насыпи почти на поверхность земли -с отклонением от заданного
направления на 4 м.
Укажем еще на одно нарушение, происшедшее .при продав-
ливании трубопровода диаметром 610 мм. Проходка осуществля-
лась под полотном железной дороги на участке длиной 35 м.
Труба продавливалась из глубокого котлована, устроенного не-
далеко от кювета железной дороги. Когда труба прошла около
20 м, резко- повысилось сопротивление, которое неизменно воз-
растало, а принятое давление оказалось недостаточным. Продви-
жение трубы постепенно замедлялось, а затем и -полностью при-
14
остановилось. Одновременно с отказом в продвижении трубы
обычно начинают нарушаться упорные стенки >в котловане. Для
выяснения причин торможения продвижению трубы из ее лобо-
вой части был полностью извлечен грунт, после чего выяснилось,
что поперек продавливаемой трубы в упор режущим ее кромкам
встретилась другая труба. Работы пришлось приостановить.
Изучение трассы проходки не позволило обнаружить на этом
участке какие-либо трубы, уложенные ранее. Только устройство-
шурфа в месте закупорки проходки дало возможность устано-
вить, что сначала нарушилась сварка стыка, а затем произошел
перелом трубы и нарушенный отрезок ее при продавливании из-
менил свое направление относительно продавливаемой трубы.
Сварка по периметру трубы оказалась не одинаковой по своему-
качеству, что и -привело к ее нарушению.
Поучительны примеры параллельных проходок в песчаном;
среднезернистом грунте естественной плотности, предпринятых
для ускорения производства работ в Москве на пересечении уча-
стка Остаповского шоссе и под действующим коллектором, про-
ложенным параллельно улице. Проходки предназначались для
прокладки водопроводной трубы диаметром 200 мм на глубине
2,3 м под поверхностью дороги. Длина трассы под дорогой не
превышала 7 ж, а с учетом кюветов — 9,5 м. Интенсивность авто*
мобильного движения на этой магистрали вызывала опасение за
сохранность формы скважин, пробуриваемых вибровакуум-мето-
дом. Это усугублялось еще тем, что неровная булыжная мосто-
вая вызывала удары и вибрацию грунта. С одной стороны уча-
стка проходка велась вибровакуум-методом, с другой для такого»
же водопровода — методом продавливания.
Устройство скважины вибровакуум-стаканом диаметром
300 мм на участке длиной 8,5 м было выполнено- менее чем за
2 часа.
Несмотря на большое движение транспорта (за час прохо-
дило до 600 автомобилей), скважина оставалась ненарушенной
как в процессе проходки, так и при прокладке рабочих труб.
В тот же день через скважину была проложена стальная труба,,
собранная из трех отрезков длиной по 3 м, сваренных в шурфе.
Прокладка трубы в скважине осуществлялась протянутым через
скважину тросом при помощи лебедки.
С противоположного конца проложенной трубы продавлива-
лась труба под коллектором на участке длиной 6,5 м. Для этой
цели со стороны коллектора был устроен шурф длиной 8 м и в
нем создана надежная упорная стенка, состоявшая из двух рядов
бревен, соединенных между собой врубками и скобами. Когда
труба была продвинута на 2,5 м, началась деформация грунта
под упорной стенкой. После произведенного уплотнения грунта
и выравнивания упора работы возобновились. Когда труба была
продвинута еще на 0,5 ж, мощность домкратов оказалась недо-
статочной для преодоления сопротивления трению грунта. При
15
помощи более мощных домкратов удалось продвинуть трубу еще
на 0,75 м. Однако возможность дальнейшего продавливания
вызвала опасение за сохранность канализационного коллектора,
находившегося на расстоянии 0,5 м от продавливаемой трубы.
Так как кирпичный коллектор от длительной эксплуатации был
в ветхом состоянии, пришлось отказаться от продолжения работ
методом продавливания. Соединение труб было завершено в
штольне, но эту часть работы выполняли с большой осторож-
ностью, с тем чтобы не нарушить сохранность коллектора.
На другом участке строительства со стороны подвала девяти-
этажного жилого дома нужно было для устройства ввода пере-
сечь переулок шириной 8 м, включая тротуар, и соединить ввод
с магистральной трубой, расположенной на противоположной
стороне переулка. Проходка производилась на глубине 1,7 м ни-
же уровня земли. Грунт на участке трассы представлял собой
весьма плотный песок. В подвале дома у начала проходки метал-
лическая плита была уперта в грунт, а последний соприкасался
с фундаментом дома. Уже после заглубления рабочей трубы на
3 м искривилась металлическая упорная плита, а затем появи-
лись деформации в грунте и фундаменте. Работы были приоста-
новлены. Ввиду выявившейся невозможности в столь стесненных
условиях осуществить закрытую проходку в сжатые сроки при-
шлось закрыть движение по переулку на несколько дней и вы-
полнить работы по прокладке трубопровода открытым способом.
Большой помехой при производстве закрытых проходок яв-
ляются различные посторонние включения в грунтах по1 трассам
проходок. Особенно осложняются работы, когда встречаются
плотные, сце.ментировавшиеся прослойки грунта, камни и другие
препятствия. Под улицей в новом районе строительства продав-
ливалась обсадная труба диаметром 600 мм для последующей
прокладки в ней рабочей трубы диаметром 300 мм. Когда основ-
ная часть трассы протяженностью 17 м (из 22 м) оказалась прой-
денной, попался плотно зажатый в грунте большой камень. Все
предпринятые попытки раздробить камень не имели успеха, так
как крайняя стесненность участка не позволила использовать
нужный инструмент для разбивки камня. К тому же острие об-
садной трубы в месте соприкосновения с камнем вогнулось
внутрь на 7з своего диаметра. Это обстоятельство еще больше
осложнило работу по- дальнейшему продавливанию трубы. Для
устранения указанного препятствия с противоположной стороны
дороги пришлось вырыть шурф и пройти оставшийся участок
трассы штольней.
Значительно осложняется работа, когда на трассе проходки
попадается сцементировавшийся грунт или грунт с включением
гравия. Такой плотный сцементировавшийся грунт встретился
под дорогой, где производилась проходка трубой диаметром
100 мм для укладки высоковольтного кабеля. На глубине около
6,5 м при общей протяженности проходки 13 м крупнозернистый
16
1 __—_
песок оказался сцементированным глиной и имел прочность при
сжатии в сухом состоянии около 8 кг/см2. Грунт пришлось выла-
мывать из скважины штангой и надетым на конце штанги ло-
мом, но это оказалось малоэффективным мероприятием. Выну-
тые куски грунта в воде довольно быстро распадались. Эта осо-
бенность грунта и была использована для преодоления препят-
ствия. В скважину был продвинут шланг, через который увлаж-
нялась лобовая часть грунта в забое. Несколькими такими прие-
мами удалось расслабить и пройти сцементированные прослойки
протяженностью'’ около 0,5 м (рис. 4).
Подобный сцементиро-
вавшийся, довольно проч-
ный в сухом состоянии
грунт встретился при про- ‘
ходке под асфальтирован-^
ной дорогой. Отобранные
куски грунта в сухом ви- Рп; 4 Плотный сцементировавшийся песок
де имели прочность на в месте проходки трубы
сжатие до 10 кг/см2, но в
воде этот грунт быстро
терял свою прочность. При анализе было установлено, что в
этом своеобразном камневидном грунте вяжущее (глина) со-
ставляло 30%, а инертный заполнитель (крупнозернистый пе-
сок) — 70%.
При горизонтальном вращательном бурении с размывом грун-
та продвижение футляра обычно проходит нормально в одно-
родных по своей структуре грунтах. Когда на пути встречаются
посторонние’предметы, процесс проходки осложняется и часто
приходится прекращать работы. К таким неудачным работам
можно отнести проходку в водонасыщенных грунтах под желез-
ной дорогой. Длина проходки составляла 37 м. На 14 метре
под путями встретилось препятствие и продвижение трубы диа-
метром 600 мм пришлось приостановить. Все попытки продви-
нуть трубу оказались безуспешными. Проходка была перенесена
в. другое место. Длительное вымывание и унос грунта в месте
нахождения препятствия вызвали осадки вышележащих слоев
грунта. Пришлось предпринять срочные меры по упрочнению на-
сыпи под железнодорожными путями.
При устройстве котлованов, траншей и других выемок водо-
насыщенный мелкозернистый илистый песок (плывун) является
наиболее неблагоприятным грунтом в качестве основания. Этот
грунт является весьма подвижным и обладает свойством пере-
мещаться в выемках и подобно жидкости вытекать через щели
ограждений.
Плывуны создают большие осложнения при производстве
подземных проходок. Неправильный выбор организации работ
на участках, где встречаются водонасыщенные грунты, приводит
к нарушению механической структуры грунта; уносу мелких час-
17
тиц и общему движению грунтов-ой массы под влиянием гидро-
динамического давления фильтрующей воды. Перегруппировка
зерен песка вызывает разрыхление структуры и снижение несу-
щей способности основания.
В зависимости от уклона и скорости фильтрации воды пред-
принимаются меры защиты фундаментов от подвижности грунта.
Общепринятым методом защиты стенок выемок является креп-
ление грунта шпунтовыми ограждениями из древесины, железо-
бетона или металла.
В последние годы крупным шагом в развитии техники строи-
тельства в водонасыщенных грунтах явилось широкое использо-
вание водопонизительных установок, обеспечивающих полное
осушение котлована вне зависимости от притока грунтовых вод.
Значительно сложнее обстоит дело, -когда приходится произво-
дить подземные проходки в водонасыщенных грунтах, которые
особенно' затрудняются при производстве работ под железнодо-
рожными путями, дорогами, переездами и другими сооружения-
ми, где нельзя регулировать отвод грунтовых вод, что возможно
сделать в котлованах при открытом водоотливе и других спосо-
бах отвода воды.
Недоучет особенностей производства работ в водонасыщен-
ных грунтах весьма часто приводит к серьезным дефектам и да-
же авариям.
При устройстве открытых горизонтальных проходок без фут-
ляра в плывунах происходят частичное оплывание грунта с бо-
ковых частей сечения скважин и суживание их за счет притока
мелких частиц (рис. 5). Затапливание, заиливание и заполнение
Рис. 5. Оплывание
грунта от просачива-
ния поверхностных и
грунтовых БОД
скважин насосным грунтом наблюдается
при большом притоке грунтовых вод. Не-
значительная фильтрация воды вызывает
лишь нарушение грунта в нижней части
сечения скважины. Эти оплывания не ос-
ложняют прокладку трубопроводов в от-
крытых скважинах, устраиваемых вибро-
вакуум-стаканами. В связных грунтах
поступление воды не вызывает наруше-
ний скважин, что наблюдается в несвяз-
ных грунтах. Даже полное затапливанйе|
скважин в связных грунтах грунтовыми
и поверхностными водами и последую-
щая их откачка не нарушают состояние)
скважин.
Под улицей Обуха в Москве были сделаны две горизонталь-
ные проходки для прокладки газопровода и водопровода к стро-
ящемуся десятиэтажному дому. Длина каждой из проходок со-
ставляла 12 м. Обе скважины были сделаны диаметром по
300 мм для прокладки рабочих труб диаметрами 100 и 150 мм.
Задержка с устройством шурфов у мест врезки трубопроводов
18
приостановила и прокладку рабочих труб. Дважды скважины
и шурфы затапливались дождевой водой и при последующих от-
качках не было обнаружено деформаций или других нарушений
грунта. Потребовалось лишь произвести очистку проходки от
скопившегося наносного ила.
Скважины в глинистых грунтах обладают большой устойчи-
востью. В слабовлажных глинистых и суглинистых грунтах стен-
ки скважин от повторяющихся перемещений стакана и его виб-
рирования заглаживаются и приобретают ровную поверхность,
а затем при просушке получают и некоторую прочность. Просы-
хание грунта в скважинах между двумя шурфами протекает до-
вольно быстро. Этому способствует интенсивная вентиляция,
создающаяся за счет тяги между двумя шурфами.
Если требуется на некоторое короткое или продолжительное
время сохранить скважины и закрепить их стенки, можно при-
бегнуть к искусственной сушке стенок скважин. Это мероприятие
осуществляется довольно просто. У одного конца скважины уст-
раивается в углублении очаг, а у другого конца — выводится
над котлованом труба. Горячие газы от очага прогревают, про-
сушивают и закрепляют стенки скважины. При продолжитель-
ном обжиге 'стенок скважины в глинистом грунте они получают
камневидное состояние, и создается своеобразная керамическая
труба.
В слабофильтрующих грунтах стенки скважины также загла-
живаются теми же передвижками вибрирующей трубы, причем
в нижней части сечения скважины наблюдается наибольшее^
уплотнение, достигающее 8—10 см по глубине слоя грунта. В за-
тапливаемых скважинах стенки их глинизируются мельчайшими
частицами поступающего- грунта, что придает им некоторую*
устойчивость против оплывания.
На глубине 3 м под железнодорожным полотном производи-
лась проходка для прокладки водопроводной трубы диаметром
150 мм. Скважина делалась диаметром 300 мм. Общая длина
проходки была 18 м. Когда было пройдено 7 м, в перерыве меж-
ду работами обрушился грунт на участке длиной до 0,3 м. Обва-
лившийся грунт той же трубой был убран, но при дальнейшей
проходке наблюдалось повторное осыпание грунта. Это потребо-
вало закладки в скважину обсадной трубы и разработки остав-
шегося участка проходки путем продвижения обсадной трубы
с постепенной выемкой грунта. Осыпание грунта было вызвано»
весьма рыхлой структурой его и вибрацией, которая передава-
лась от движения железнодорожных составов. Несмотря на про-
должительную эксплуатацию полотна железной дороги при ин-
тенсивном движении поездов, грунт продолжал оставаться весь-
ма рыхлым.
Такое же явление наблюдалось при проходке открытой сква-
жиной диаметром 200 мм под трамвайными путями, где встре-
тился насыпной песчаный грунт пористостью 46—48%. После
19
каждой выемки очередной порции грунта в скважине образовы-
вались обвалы вышележащего грунта. Проверки показали, что
грунт имел влажность до 3%. Как и в первом случае,^дальней-
шую проходку можно было вести только путем продвижения об-
садной трубы.
Скважины в плотных песчаных и глинистых грунтах остают-
ся продолжительное время неповрежденными. Некоторые сква-
жины оставались открытыми от 4 до 12 месяцев без каких-либо
нарушений грунта.
Песчаные насыпные грунты, которые даже под дорогами*и
другими сооружениями могут длительное время находиться в
рыхлом состоянии без нарушения перво-начальной пористости,
быстро теряют свою структуру, когда они подмачиваются поверх-
ностными, производственными и другими водами или подверга-
ются уплотнению.
В городских условиях при строительстве подземных комму-
никаций встречается еще ряд неблагоприятных условий для вы-
полнения подземных проходок закрытым способом. Они обычно
связаны с наличием в верхних слоях и даже на значительной
глубине от поверхности земли остатков старых фундаментов, ко-
лодцев, шпал, деревянных дорог и тротуаров, битого камня и
кирпича, строительного мусора, деревянных свай, корней, пней
и других предметов, остающихся в грунте при сносе старых зда-
ний и реконструкции улиц, площадей и дорог.
Большим препятствием при подземных работах являются
крепежные материалы, попадающиеся в грунте при рытье тран-
шей для прокладки городских трубопроводов.
Во многих районах Москвы в различные годы отводились и
заключались в подземные трубы речки, вдоль бывших берегов,
которых можно встретить сваи и защитные деревянные крепле-
ния, "оставшиеся в земле. На Верхней Масловке при подземной
•закрытой проходке продавливаемая труба диаметром 400.мч
натолкнулась на неизвестное препятствие. Все попытки преодо-
леть его и продвинуть трубу более мощными домкратами не дали
положительных результатов. Когда был отрыт шурф, вблизи
подземного коллектора были обнаружены деревянные сваи и
крепежные доски, которые полностью исключали какую-либо
•возможность продвинуть далее трубу. Пришлось оставить в зем-
ле отрезок трубы длиной И м и осуществить проходку в дру-
гом месте.
До последнего времени разрабатываемые на улицах траншеи
засыпались вынутым из них грунтом, включая куски бетона от
-разборки одежды дорог и остатки бревен и досок от крепления
стенок траншей. В последующем, когда приходится пересекать
такие улицы при прокладке подземных коммуникаций закрытым
способом,-эти препятствия создают большие затруднения, замед-
ляют выполняемые работы, удорожают строительство, а в от-
дельных случаях становятся непреодолимыми и вызывают необ-
20
ходимость прекращения работ с переносом проходок в другие
места. Если не представляется возможным перенести проходку,
приходится разрывать улицы и дороги для извлечения находя-
щихся в грунте препятствий. Вследствие засыпки траншей и вые-
мок строительным мусором с остатками от разборки бетонных
покрытий и другими включениями при последующих работах на
разработку грунта на этих участках затрачиваются излишние
время и средства.
Так, например, случилось с прокладываемой газопроводной
трубой, когда случайный предмет в грунте неожиданно приоста-
новил проходку. Общая ширина проезжей части дороги в месте
укладки новой трубы составила 13 м. Выемка грунта произво-
дилась вибровакуум-стаканом диаметром 450 мм для укладки
рабочей трубы диаметром 300 мм. На глубине 3 м по пути про-
ходки была обнаружена железобетонная плита. Так как проходка
была только что начата, удалось при помощи специальных при-
способлений разбить плиту и извлечь куски бетона, а арматуру
отодвинуть в сторону. Когда проходка подходила к концу, встре-
тилось новое препятствие, которое так и не удалось преодолеть.
Проверки по исполнительным чертежам показали, что вблизи
трассы проходит в земле водопроводная труба диаметром 300 мм„
что в натуре не подтвердилось. Пришлось отрыть шурф и уста-
новить причину приостановки проходки. Выяснилось, что, труба
наткнулась на неразобранную при реконструкции въезда на Ва-
ганьковский мост булыжную мостовую, оставленную в грунте на
глубине 2 м под новым покрытием дороги.
Попутно следует отметить, что скважина диаметром 450 мм,
пробуренная на глубине 2,3 м под новой мостовой в песчаном на-
сыпном грунте незначительной плотности, не претерпела измене-
ний с момента прекращения проходки до прокладки газопрово-
да. Отрытие шурфа со всеми подготовительными мероприятиями
и укладкой трубопровода заняло 12 дней.
На Дербеневской улице в Москве при прокладке канализа-
ционной трубы встретился насыпной грунт на глубине 4 м под
проезжей частью улицы. Грунт оказался весьма плотным. На-
блюдалось, что в толще грунта происходит активный процесс
гниения органических включений, содержащихся в насыпи. Тем-
пература грунта превышала плюс 40°, в то время когда темпе-
ратура наружного воздуха была минус 12—15°.
Когда на трассе подземной проходки встречаются не учтен-
ные проектом действующие коммуникации, работы, связанные с
отводом в сторону или переустройством их, значительно ослож-
няются. Так, например, на реконструируемом участке проталки-
вали домкратами металлический футляр диаметром 2 000 мм на
отрезке длиной 38 м. Когда некоторая часть проходки оказалась
пройденной, на пути продвижения футляра встретился дейст-
вующий трубопровод диаметром 400 мм. Чтобы обойти это пре-
пятствие пришлось прибегнуть к весьма своеобразному приему,
21
заключавшемуся в том, что в месте пересечения трубы с футля-
ром вырезывался сегмент из футляра, затем, когда футляр мино-
вал трубу, вырезанный металл снова приваривался к футляру, и
это продолжалось до тех пор, пока не была пройдена вся трасса.
При закрытых проходках, осуществляемых щитом малых диа-
метров — 1,5—3,5 м, продавливанием трубопроводов диаметром
0,6—1,5 м или горизонтальным бурением, приток грунтовых вод
значительно осложняет производство земляных работ. Слабый и
подвижный грунт, прорываясь в трубу со стороны забоя, может
служить причиной обвалов вышележащего грунта. Поскольку та-
кие проходки чаще всего осуществляются под железными и авто-
мобильными дорогами и сооружениями, где нельзя вести работы
открытым способом, унос и просадки грунта .влекут за собой и
осадку сооружений, расположенных над проходкой. Чтобы пре-
дупредить внезапные утечки, уносы и просадки грунта, требует-
ся строгое выполнение правил производства работ. Нужно рас-
полагать точными гидрогеологическими данными, характеризую-
щими состояние уровня грунтовых вод на данном участке строи-
тельства, с тем чтобы заблаговременно обеспечить отвод поверх-
ностных и подземных вод.
При высоком уровне грунтовых вод устраиваются понижаю-
щие колодцы в котлованах для организации непрерывной откач-
ки воды. В процессе производства работ необходимо следить за
выдерживанием оптимальных размеров земляных пробок в про-
талкиваемых трубах.
Внезапный провал грунта имел место в неудачно выполнен-
ной проходке под Окружной железной дорогой. Ввиду большого
притока грунтовой воды в трубе сохранялась 2-метровая грун-
товая пробка, но неожиданно сопротивление грунта резко> повы-
силось против обычного. Пришлось выбрать грунт и проверить
причины прекращения продвижения трубы. Когда пробка была
полностью удалена, оказалось, что впереди трубы находится
пень, в который врезался режущий нож продавливаемого тру-
бопровода. С большим трудом удалюсь выбрать по кускам всю
древесину. Когда проходка возобновилась, труба стала запол-
няться разжиженным грунтом и вслед за этим началось ополза-
ние вышележащего водонасыщенного грунта. Эти деформации
повлекли за собой провал грунта под железнодорожным полот-
ном. Пришлось просевшее полотно железной дороги на участке
с нарушенным грунтом усилить специальным пакетом, а образо-
вавшуюся воронку заполнить грунтом с тщательным уплотне-
нием его слоями. После выполнения указанных работ продавли-
вание трубопровода возобновилось. На данном участке труба
диаметром 1 500 мм продавливалась на глубине 6 м под полот-
ном железной дороги.
Частыми препятствиями при продавливании трубопроводов
являются отклонения осей их от заданных направлений. Этот
недостаток относится главным образом к трубам малых диамет-
22
ров. В настоящее время для контроля направления продвигае-
мой трубы нет еще соответствующей аппаратуры, при помощи
которой можно было бы следить за перемещением трубы в
земле.
Об отклонениях трубы под влиянием неоднородности грун-
тов, а также вследствие встречи на трассе посторонних предме-
тов (камней и других включений) можно узнать лишь после на-
рушения проходки, когда эти ненормальности и отступления ста-
новятся явными.
При вибровакуумных проходках, когда скважины просмат-
риваются, можно обнаружить включения и своевременно испра-
вить направление проходки. Подрезкой грунта в скважине мож-
но поднять или опустить проходку на необходимую величину.
При необходимости перемещения скважины вверх подрезка грун-
та на разработанном участке производится сверху, для чего под
трубу подкладывается доска на высоту требуемой срезки грунта
(рис. 6). Направляющие прокладки устраиваются из досок или
о)
Рис. 6. Исправление отклонений в грунте при попадании на пути
проходок препятствий
а — нижняя подрезка грунта; б — верхняя подрезка грунта; 1 — шурф; 2 —
скважина; 3 — подрезка грунта; 4 — зазор между скважиной и трубой;
5 — выправленная скважина; 6 — встреченный скважиной водопровод
металлических рамок. Когда проходку необходимо опустить ни-
же, производится соответствующая подрезка грунта. Теми же
приемами производится перемещение проходки влево или
вправо.
23
Можно отметить еще некоторые существенные дефекты в
строительстве подземных коммуникаций. К этим недостаткам
относится фильтрация грунтовых вод через плохо заделанные
стыки железобетонных труб, которая действует постоянно и не-
прерывно затапливает подземные сооружения. К примеру таких
упущений можно отнести строительство одного канализацион-
ного коллектооа из сборных железобетонных труб небольших
диаметров. При выполнении работ стыки между трубами были
небрежно заделаны слабым раствором. В уложенном на глубине
6 м ниже поверхности земли трубопроводе собиралось значитель-
ное количество воды, которая стекала к станции перекачки. Еще
до сдачи сооружения в эксплуатацию потребовалось перекачи-
вать и отводить грунтовую воду. Эти дефекты вызвали дополни-
тельную и кропотливую работу по заделке стыков труб более
прочным раствором для обеспечения непроницаемости трубо-
провода.
ГЛАВА III
ДЕФЕКТЫ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ОСНОВАНИЙ
И ФУНДАМЕНТОВ СООРУЖЕНИЙ И МЕТОДЫ
ИХ УСТРАНЕНИЯ
1. НЕДОУЧЕТ ПРОЧНОСТИ ОСНОВАНИЙ
При строительстве сооружений устойчивости оснований всег-
да придавалось исключительно большое внимание со стороны
проектировщиков и строителей. В изданном еще в 1789 г. руко-
водстве по гражданской архитектуре для народных училищ от-
носительно' прочности и устойчивости оснований и фундаментов
указывалось: «На крепление подошвы (основания) и поддела
(фундамента) ни трудов, ни иждивения жалеть не должно».
О том, что прочности оснований в старинных сооружениях
придавалось большое значение, свидетельствуют данные обсле-
дований. Так, во время копки котлована для строительства зда-
ния в Московском Кремле были обнажены старые фундаменты и
укрепления сооружений и установлено, что некогда слабые про-
слойки грунта, распространявшиеся на глубину 0,4—1 л, были
укреплены свайками длиной 0,5—1,5 ти, хотя ниже этих прослоек
залегали материковые плотные песчаные грунты (рис- 7).
Рис. 7. Упрочнение грун-
та короткими деревян-
ными свайками
1 — мелкозернистый мате-
риковый песок; 2 — илистый
грунт 0.5—1,2 м; 3 — дубо-
вые свайки диаметром 0,18—
0,25 м и длиной 0,5—1,5 м;
4 — бутовый фундамент на
известковом растворе па
глубину 2,5—3 м
25
Дубовые свайки находились в земле свыше 500 лет, но древе-
сина не претерпела изменений. Рядом расположенные в земле
остатки деревянных элементов, служивших в качестве подмостей
для кладки фундаментов, полностью сгнили.
Из полученных материалов видно, что для обеспечения проч-
ности и долговечности сооружений применялись стойкие против
загнивания породы древесины, соответствующим образом выдер-
жанные и обработанные.
В настоящее время, когда масштабы и капитальность возво-
димых зданий и сооружений неизменно возрастают, вопрос
устойчивости оснований имеет первостепенное значение. Только
правильно выбранные, хорошо подготовленные основания и ка-
чественно выложенные фундаменты могут обеспечить незыбле-
мость и долговечность зданий и сооружений.
При производстве работ и выборе оснований под фундамен-
ты даже для незначительных по размерам сооружений, включая
устройство полов и насыпей для дорог, необходимо учитывать
свойства и особенности нижележащих грунтов.
Отсутствие данных инженерно-геологических изысканий и
проверки в натуре состояния грунта в котлованах до закладки
фундаментов создают много неясностей, когда приходится выяс-
нять причины, вызвавшие дефекты в зданиях и сооружениях.
Только всесторонняя проверка надежности грунта может га-
рантировать исключение дефектов, связанных с неустойчиво-
стью оснований. Аварии и неравномерные осадки зданий и соо-
ружений часто связаны с недоучетом качества выбранного осно-
вания и происходящими изменениями в грунте от постоянного
воздействия производственных и грунтовых вод.
Эти дефекты могут выявиться как во время строительства,
так и эксплуатации зданий и сооружений по прошествии многих
лет, когда причины дефектов не были своевременно устранены
или не были учтены изменения, происходящие в грунте при бла-
гоустройстве застроенных территорий, отводе подземных вод,
строительстве подземных сооружений и нарушении искусствен-
ных оснований.
2. ВИДЫ ДЕФЕКТОВ В ОСНОВАНИЯХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
К основным дефектам в основаниях зданий и сооружений
можно отнести:
а) недоучет качества материковых грунтов и неполноценность
инженерно-геологических изысканий, в результате чего на неко-
торой глубине под фундаментами могут оказаться -неучтенные
торфяные или мягкие илистые и другие слабые неоднородные
грунты, сжимающиеся под незначительными нагрузками и при
увлажнении грунта;
б) нарушения оснований в вырытых котлованах, вызванные
механическими повреждениями при разработке грунта машина-
26
ми, длительностью перерывов в работе при закладке фундамен-
тов, затапливанием открытых котлованов и траншей талыми и
дождевыми водами;
в) нарушения оснований, связанные с замораживанием гли-
нистых и пылевато-илистых и других пучинистых грунтов при
несвоевременных: засыпке пазух, утеплении оснований в котло-
ванах и траншеях, укрытии фундаментов и полов в подвалах;
г) дефекты, связанные с недоучетом особенностей строитель-
ства зданий и сооружений в районах распространения вечно-
мерзлых грунтов;
д) дефекты, связанные с использованием насыпных песчаных
и других грунтов без должного их уплотнения в качестве основа-
ний для зданий и сооружений;
е) дефекты в естественных и искусственных основаниях, выз-
ванные физико-механическими изменениями свойств грунтов при
подъеме и понижении уровня грунтовых вод, а также в основа-
ниях на макропористых грунтах;
ж) нарушения грунтов под фундаментами при производстве
различного рода подземных работ и откачке грунтовых вод
вблизи существующих зданий и сооружений;
з) дефекты, вызванные вибрацией и ударами при разработке
грунта тяжелыми падающими приборами или забивкой свай
вблизи эксплуатируемых зданий и сооружений.
Своеобразие перечисленных дефектов в строительстве основа-
ний и фундаментов предопределяет методы их устранения и
возможные меры предупреждения.
На некоторых участках, где своевременно не были обнару-
жены торфяные прослойки, впоследствии возникают деформации
конструкций. Просадка фундаментов, возведенных на таких грун-
тах, происходит даже при незначительных нагрузках. На терри-
тории строительства одного комбината железобетонных изделий
для планировки территории было первоначально подсыпано
280 тыс. nt3 земли, но затем пришлось уложить еще 120 тыс. м3,
чтобы выдержать планировочные отметки. Под нагрузкой насып-
ного слоя земли торфяной грунт сжимался и оседал.
Иногда недостаточные геологические исследования не дают
полноценных результатов состояния грунтов, в особенности в
заболоченных озерных районах, где в выемках продолжительное
время скапливались воды.
На строительстве одной ТЭЦ оказалось, что две колонны, вы-
полненные в монолитном железобетоне и поддерживающие на-
клонную эстакаду, спустя 4 года после окончания строительства
начали давать осадки. В месте сопряжения балки с эстакадой
образовалась трещина, которая была замечена, когда под влия-
нием продолжавшихся осадок она раскрылась до 4 см. Пришлось
поставить деревянные стойки и предпринять меры по усилению
конструкций. На указанном участке, как выяснилось при усиле-
нии фундаментов и дополнительных геологических исследова-
27
ниях, на глубине 2 ж ниже подошвы фундамента оказался слой
болотистого мягкого грунта мощностью до 70 см, ниже которого
распространялись плотные пески с вкраплением гравия (рис. 8).
Рис. 8. Линза слабого грунта, не учтен-
ная при устройстве фундамента
Для упрочнения осно-
вания в связи с высоким
уровнем грунтовых вод
пришлось вокруг фунда-
мента забить железобе-
тонные конические сваи
сечением 30X30 см и дли-
ной 6 м. При забивке свай|
размеры трещины, как
это обычно бывает в та-
ких случаях, продолжали
увеличиваться еще с
большей интенсивностью,
чем это наблюдалось ра-
нее. Но эти трещины не
вызывали опасности для
устойчивости эстакады, так как ее поддерживали временные де-
ревянные конструкции. После выполнения работ по усилению
основания и заключения фундамента в обойму образовавшуюся
трещину зяцелали.
Не учтенные своевременно торфяные линзы и заболоченные
места, подобные описанному выше, являются весьма распрост-
раненными и служат причиной неравномерных осадок фунда-
ментов и отдельных частей зданий и сооружений.
Большим упущением, нарушающим несущую способность ос-
нований, является затапливание котлованов талыми и дождевы-
ми водами. В весеннее время незащищенные котлованы и тран-
шеи подвергаются значительным нарушениям и в дальнейшем
вызывают дополнительные работы и затраты материалов для
восстановления нарушенного основания.
3. СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ
При обследованиях нарушенных фундаментов и стен зданий
вследствие просадок грунтов приходится часто отмечать невы-
полнение элементарных правил производства работ по устрой-
ству оснований.
Наиболее часто повторяющейся ошибкой является заложение
фундаментных железобетонных блоков на нарушенных грунтах.
Свойства грунта еще больше нарушаются при заиливании и за-
тапливании траншей и котлованов вешними водами. Неравно-
мерные осадки фундаментов на таких грунтах неизбежны. Свое-
временное удаление или закрепление такого грунта значительно
легче осуществить, чем выполнить потом дополнительные работы
ПО' усилению фундаментов.
28
Так произошло -с 'осадками фундаментов четырехэтажного ад-
министративно-жилого здания. ' На участке средней несущей
стены здания при разработке котлована был выбран лишний
грунт. В последующее время рыхло насыпанный илистый слой
грунта разжижился, на нем заложили фундаменты и возвели
стены. Положение было ухудшено вследствие допущенного
промерзания грунта, что вызвало после его оттаивания допол-
нительные осадки. В весеннее время после полного оттаивания
грунта произошли осадки фундамента. Вместе с фундаментом
просели и стены на 15—18 см. Полевая проверка плотности
грунта позволила установить, что вдоль указанной стены грунт
оказался нарушенным на глубину 0,4—1,2 м. Участок макси-
мальной просадки стены совпал с местом нарушения грунта на
наибольшую глубину.
Во избежание дальнейших осадок пришлось прекратить
строительство и произвести упрочнение основания. Для этого
последовательно с каждой стороны фундамента выбирался
слабый грунт на глубину 0,4—1,2 м и эти пространства запол-
нялись бетоном марки 100. Выемка грунта в таких случаях про-
изводится небольшими участками в последовательности, ука-
занной римскими цифрами на рис. 9- До начала выполнения
работ необходимо поставить стойки под смонтированные пере-
крытия и обеспечить надежное их раскрепление.
Рис. 9. Схема последовательности упрочнения ос-
нования
а — план; б — разрез; 1 — место максимальной просад-
ки грунта; 2—фундамент здания; 3—выемка слабого
грунта (последовательность выемки грунта указала
цифрами I—XIV); 4 — подводка фундамента; 5 — инжек-
торы для нагнетания раствора; 6инъецирование за-
зоров
Рис. 10. Усиление нару-
шенного фундамента
а — план; б —> разрез; 1 —’
нарушенный фундамент; 2 —
трещины и места сдвига
фундамента; 3 — железобе-
тонная обойма; I—IV —.по-
следовательность бетониро-
вания обоймы
29
Иногда просадки грунта сопровождаются горизонтальным
перемещением фундамента здания в сторону. Такой вид дефор-
мации грунта и фундамента имел место в пятиэтажном здании
в Химках. В результате происшедших осадок фундамента об-
разовались трещины и в стенах. Они распространились на все
пять этажей с двух сторон угла здания. Наряду с вертикальны-
ми трещинами получились горизонтальные трещины в двух
уровнях — цоколя и первого этажа. Участок 'нарушенного фун-
дамента со стороны фасада и подвала пришлось усилить желе-
зобетонными контрфорсами (рис. 10), кладку стен закрепить
поэтажными тяжами, а горизонтальные трещины зачеканить
жестким раствором.
Осадки, как правило, приурочиваются к периоду оттаивания
грунта, обладающего свойствами пучения. Нарушения основа-
ний обычно приводят к значительным местным деформациям
кладки, нарушениям целостности стен,- дополнительным напря-
жениям в узлах и сварных соединениях элементов сборных
конструкций, появлению опасных трещин, сдвигам и перекосам
прогонов, плит и панелей.
При разработке котлованов и траншей экскаваторами нередки
случаи выемки грунта ниже проектной отметки заложения фунда-
ментов, в результате чего под фундаментами толщина разрых-
ленного слоя грунта достигает иногда 50—100 см. В зимнее
время переборы грунта обычно выравнивают тем же грунтом, но
превращенным в комья, которые в весеннее время при оттаивании
распадаются и вызывают большие просадки. При увлажнении
разрыхленный грунт разжижается и теряет свою несущую способ-
ность. Такой дефект был . допущен при заложении фундамента
на строительстве восьмиэтажного жилого дома. Грунт на этом
участке представлял собой мелкозернистый песок с большим
содержанием илистых включений. В весеннее время котлован
оказался затопленным талыми водами на 30—40 см. Вследствие
того, что грунт был нарушен на глубину до 60 см, уже уложен-
ные фундаментные блоки стали проседать, и местами просадка
достигла 20 см. Наблюдалась также неравномерная просадка
блоков друг относительно друга с отклонениями от горизонталь-
ной плоскости до1 20—25 см. Пришлось выкачать из котлована
воду, выбрать разжиженный грунт и уплотнить основание слоем
щебня и сухим песком, а затем выправить фундаментные блоки.
Большинство из перечисленных работ выполнялось вручную,
так как другие средства, обеспечивающие качественное уплот-
нение и удаление слабого грунта, в этих условиях нельзя было
применить. Результаты подобных нарушений отрицательно ска-
зываются на общей монолитности здания. Только лишь по- этой
причине в первых секциях указанного дома появились значитель-
ные деформации в несущих кирпичных наружных и внутренних
стенах. Эти деформации потребовали усиления конструкций,
30
установки металлических тяжей, устройства армированных поя-
сов и укрепления простенков. '
При незначительном притоке грунтовых вод введение в грунт
щебня путем трамбования является хорошим мероприятием,
упрочняющим нарушенный верхний слой. Хотя грунт уплотняет-
ся только на глубину не более 10—15 см, но этот способ доста-
точен для устранения подвижности грунта.
Закрепление грунта введением в него щебня путем вибриро-
вания обеспечивает возможность передвижения рабочих по кот-
ловану при выполнении последующих работ. Уплотнение грунта
указанным способом позволяет также отводить поступающую
грунтовую воду через кюветы, устраиваемые в грунте, для сбора
ее в водоприемных колодцах, откуда вода откачивается на по-
верхность. При., правильном выполнении работ щебень хорошо
уплотняет грунт, создавая необходимую монолитность осно-
вания.
Другим средством для упрочнения слабого грунта является
уплотнение грунта короткими сваями. Уплотнение грунта этим
способом заключается в вытеснении части грунта в стороны, за-
полнении и уплотнении образовавшихся пустот в грунте после
извлечения свай крупным песком, щебнем и тощим бетоном с
послойным уплотнением заполнения. Для устройства таких же
углублений в грунте могут быть использованы падающие
заостренные снаряды весом до 4 г-
Эти способы могут быть успешно применены для упрочнения
насыпных и относительно слабых грунтов с незначительным по-
ступлением грунтовых вод. Когда наблюдается большой приток
воды, работы по уплотнению грунта несколько усложняются,
так как скважины после извлечения свай быстро заполняются
водой, что снижает качество уплотнения слабого основания.
Для устройства неглубоких скважин (до 1,5 м) при уплотне-
нии водонасыщенных и слабых грунтов с последующим запол-
нением этих скважин смесью песка со щебнем или тощим бето-
ном весьма эффективно применение глубинных вибраторов, ко-
торые при погружении в грунт образуют скважины диаметром
равным диаметру вибратора.
Глубинным вибрированием хорошо уплотняется нарушенный
грунт под полами, в траншеях вдоль уложенных коммуникаций,
под фундаментами, путями и в пазухах котлованов и траншей
после закладки фундаментов.
При большом притоке грунтовых вод и необходимости уст-
ройства свай глубиной 1,5—2 м этот способ упрочнения грунта
несколько видоизменяется. В грунт тем же вибратором погру-
жается отрезок трубы, снабженный двумя ручками; из трубы
простейшей желонкой извлекается разжиженный грунт, а затем
в свободную трубу загружается смесь гравия с песком или то-
щий бетой. При вибрировании труба постепенно извлекается из
грунта, а полость заполняется содержащимся в трубе материа-
31
лом. При помощи такого рода коротких свай неоднократно и до-
вольно эффективно уплотнялись слабые грунты, когда по осо-
бенностям производства работ не представлялось возможным
использовать другие методы. К сожалению, из-за отсутствия
нужного оборудования, даже там, где возникает крайняя необ-
ходимость в уплотнении грунтов указанными способами, прихо-
дится применять более дорогостоящие средства. Преимущество
коротких свай, устраиваемых при помощи труб, состоит в том,
что трубы ограничивают место уплотнения свай формой, а запол-
няющий трубу материал при его уплотнении не смешивается с
окружающим грунтом и не загрязняется им, что происходит без
применения труб. В зависимости от местных условий могут най-
ти применение и другие способы уплотнения грунтов с учетом
физико-механических свойств данного грунта, подпора грунто-
вых вод .и назначения сооружения.' В некоторых гидрогеологиче-
ских условиях такие мероприятия могут оказаться неприемле-
мыми, так как они эффективны при ограниченном объеме работ.
При большом поступлении грунтовых вод и значительной
площади подтапливаемых подземных сооружений и котлованов
для отвода грунтовых вод применяют иглофильтровые установ-
ки. Однако иглофильтровые установки не всегда могут обеспе-
чить достаточное понижение уровня и полный отвод грунтовых
вод.
На строительстве административного корпуса в открытом
котловане размером в плане 25X60 м и глубиной до 4,5 м рабо-
тающие продолжительное время иглофильтры оказались малоэф-
фективными для отвода грунтовых вод. Большая пестрота в на-
слоении грунтов не дала возможности перехватить поступление
в котлован грунтовой воды, где она заливала укладываемый бе-
тон и нарушала гидроизоляционный ковер. В проекте производ-
ства работ не были предусмотрены другие меры защиты соору-
жения от воды. Постоянное подтапливание котлована вызвало
устройство деревянного шпунта вдоль обрушившегося откоса
котлована. Неудовлетворительная работа водопонизительной ус-
тановки вызвала также устройство дренажных кюветов, запол-
ненных на глубину до 40 см крупным щебнем, а в середине кот-
лована — водоприемных колодцев для периодической откачки
воды. Кюветы и промежуточные дрены были соединены с ко-
лодцем. Даже при этих устройствах производство бетонных и
гидроизоляционных работ было затруднено.
Нередки случаи, когда в эксплуатируемых зданиях приходит-
ся усиливать фундаменты, возведенные на слабых грунтах, что
сопряжено со значительными осложнениями. Устройство свай и
ростверков около поврежденных зданий является весьма трудо-
емкой работой, требующей устройства охранных усилений во-
круг ослабленных конструкций и большого внимания со сторо-
ны технического персонала и рабочих, занятых на этих работах.
Забивка и погружение свай вблизи нарушенных каменных кон-
.32
струкций часто вызывают дополнительные деформации, обычно
превышающие начальные нарушения.
Когда имеется полная уверенность в стабилизации осадок,
производят заделку трещин, перекладку нарушенных простенков
и восстановление первоначального состояния конструкций.
Если состояние здания или сооружения не позволяет приме-
нить свайные основания для усиления фундаментов, прибегают
к некоторым другим способам, обеспечивающим выполнение ра-
бот без сотрясения здания. К числу таких способов относится
закрепление грунта химическим методом. Специальные растворы
в соединении образуют в порах грунта кремнекислый гель, це-
ментируя такц,м образом кварцевые зерна между собой. Химиче-
ское закрепление применимо для определенных видов грунтов,
преимущественно песчаных. В глинистых, илистых и других
мелкозернистых грунтах даже при больших, давлениях растворы
не распределяются равномерно, что, в свою очередь, ведет к вы-
щелачиванию и потере камневидности инъекционного состава.
Химический метод основан на введении в грунт под давлением че-
рез перфорированные трубы сначала раствора кремнекислоты, а
затем соляного раствора. Известны случаи, когда силикатизиро-
вание грунта не обеспечивало частично или полностью ожидае-
мую прочность и глубину закрепления грунта. При производстве
строительных работ на одном из реконструируемых старых ка-
питальных зданий представилось возможным проверить эффек-
тивность силикатизации грунта, произведенной около 20 лет
назад. В отрытом основании под фундаментом установлено на-
личие камневидного песчаного грунта на глубину до 40 см. Ни-
же залегал обычный среднезернистый песок без признаков це-
ментации частиц, хотя первоначально предусматривалось, что
грунт будет подвергнут закреплению на глубину до 1,5 м, ниже
отметки подошвы фундамента.
Наряду с силикатизацией иногда рекомендуются методы це-
ментации слабых грунтов. Исследования и опытные проверки по-
казали, что водонасыщенный грунт с порами, заполненными во-
дой, и песчаные грунты пористостью до 50% цементировать
нельзя. Цементный раствор, нагнетаемый в грунт, даже при
значительном давлении (порядка 100—150 ати) не распростра-
няется в толще грунта, так как в непосредственной близости от
инъектора создается замкнутое пространство, заполняемое в по-
рах зернами цемента и исключающее возможность проникнове-
ния раствора в глубь грунта. Дальнейшее повышение давления
может лишь привести к образованию трещин в грунте, через
которые раствор вырывается наружу. Совсем другие результа-
ты получаются, когда в грунте имеются явно выраженные сооб-
щающиеся между собой пустоты, образующиеся при осадках
грунта, отрыве его от фундаментов или дорожных покрытий, вы-
мываниях грунта из-под подготовок, в рыхлоуложенных комко-
видных насыпях, а также при наличии в грунте щебня, битого
33
кирпича, строительного мусора, создающих значительные пусто-
ты. В этих случаях нагнетаемый раствор даже при незначитель-
ном давлении хорошо распространяется в грунте, постепенно за-
полняя все пустоты и поры и превращая таким путем грунт в ме-
стах просадок и разрывов слоев в монолитное целое. Цемента-
цию грунта производят только на основе тщательных исследо-
ваний состояния фундаментов в местах сопряжения их с основа-
нием и выявления причин дефектов.
Следует отметить некоторые характерные случаи инъециро-
вания пустот в грунте, которые дают наглядное представление
о радиусе распространения раствора, объеме поглощенной смеси
и свойствах инъецированного грунта.
При разборке старого капитального здания представилось
возможным исследовать грунт, подвергнутый цементации. На
поверхности разбираемого фундамента и в откосах разрабаты-
ваемого котлована для нового здания обнаружился цементный
раствор 25-летней давности. Он распространялся в грунте только
там, где имелись пустоты. От места нагнетания раствор проник
в разные стороны в радиусе 5—7 лг Инъецированный раствор
можно было обнаружить в пустотах забутовки фундамента, про-
севшем грунте и трещинах разрушенных деревянных свай.
Отобранные образцы раствора представляют собой монолит-
ное целое с окружающим грунтом.
Разрытие траншей на улицах всегда влечет за собой некото-
рый вынос грунта из-под бетонного покрытия проезжей части
улиц. При обычно принятой ширине траншей 1—1,5 м в резуль-
тате осадок и частичного выноса грунта при укладке трубопро-
водов между бетонным покрытием проезжей части улиц и его
основанием образуются щели, достигающие ширины от краев
Рис. И. Инъецирование зазо-
ров между основанием и бетон-
ным покрытием проезжей части
улицы
1 — уплотненный грунт в шурфе;
2 — зазор между основанием и бе-
тонным покрытием; 3 —трубки для
инъецирования; 4 — новый бетон
над засыпанной траншеей; 5 ••
смонтированный трубопровод
траншеи 0,8—1 м и высоты до 0,15 ль Эти щели не удается за-
полнять грунтом, и инъецирование их цементным раствором яв-
ляется весьма рациональным мероприятием, обеспечивающим
полное заполнение пустот и создающим нужную монолитность
в месте примыкания основания к дорожному покрытию (рис. 11).
34
Аналогичные зазоры часто возникают под полами в подзем-
ных сооружениях при увлажнении и выносе грунта, а также при
выщелачивании бетона. Эти зазоры вызывают просадки бетон-
ных полов и нарушения вышележащих конструкций. Инъециро-
вание пустот под полами состоит в пробивке скважин в бетоне,
заделке инъекционных трубок на растворе, их выдерживании и
нагнетании под давлением водоцементной смеси.
Работы по инъецированию пустот и зазоров в таких усло-
виях показали, что поглощение цементирующей смеси колеблет-
ся в больших пределах (рис. 12).
Рис. 12. Уплотнение зазоров под днищем резервуара после осад-
ки грунта
1 — инъекционные трубки; 2 — введенный раствор
Промораживание оснований зачастую вызывает серьезные
повреждения и аварии. Особенности производства работ в зим-
нее время требуют, в первую очередь, защиту оснований от про-
мерзания. Нередки случаи, когда подошва фундамента промер-
зает даже и в выстроенных зданиях, что приводит к деформа-
циям стен и другим опасным нарушениям конструкций в зда-
ниях. К такому виду нарушений можно отнести деформации
фундаментов и стен в возведенных двухэтажных жилых домах.
Фундаменты этих домов были заложены на глинистых грунтах,
а пазухи оставлены незасыпанными. Других мер защиты фунда**
ментов от промерзания не было принято. Вскоре после наступле-
ния первых морозов в стенах и фундаментах домов появились
35
вертикальные трещины, раскрывшиеся до 15 мм и распростра-
нявшиеся от подошвы фундаментов до карнизов домов.
На другом объекте по недосмотру технического персонала
была оставлена открытой временная дощатая дверь в подвал.
Этого оказалось достаточным, чтобы вызвать промерзание грун-
та и деформацию кладки в виде вертикальной трещины на всю
высоту здания.
Подобное явление наблюдалось в кирпичном производствен-
ном здании, которое эксплуатировалось уже несколько лет.
С наружной стороны продольной стены этого здания был вырыт
в декабре 1959 г. котлован на участке длиной 4 м до уровня по-
дошвы фундамента. При неожиданном понижении температуры
до минус 28—30° произошло промерзание грунта, в результате
чего от подошвы фундамента до верха стены образовалась вер
тикальная трещина с раскрытием вверху до 20 мм.
Незначительные (волосные) трещины обычно оставляют без
внимания и заделывают при выполнении отделочных работ. Тре-
щины, раскрывающиеся до 10 мм, заделывают раствором, а бо-
лее развитые зачеканивают. В отдельных случаях приходится
перекладывать целые участки стен.
Не менее опасные деформации фундаментов часто вызыва-
ются отсутствием надлежащей культуры производства работ при
устройстве оснований и закладке фундаментов в зимнее время.
Не один раз причиной осадок фундаментов и даже обрушения
кирпичных столбов являлись оставленные на поверхности осно-
ваний наледь и слой снега при закладке фундаментов. В весен-
нее время это приводило к появлению горизонтальных трещин
в кладке и внезапным нарушениям конструкций. Так, например,
случилось с фундаментом неглубокого заложения, на котором
вскоре была смонтирована колонна, жестко соединенная с пере-
крытием. С наступлением теплого времени было обнаружено,
что колонна вместе с подколонником оторвалась от грунта и по-
висла на вышележащем прогоне. Колонну можно было раскачи-
вать. Как выяснилось при обследовании, подколенник был зало-
жен на слое слежавшегося льда толщиной 8 см, который сверху
был засыпан грунтом, так что его можно было принять за по-
верхность основания.
В результате просадок грунта в весеннее время по тем же
причинам наблюдались осадки кирпичных столбов, по которым
укладывались лаги, и разрывы в кладке кирпичных столбов, вы-
полненных зимой.
Не очищенные от снега и обледеневшего грунта основания
привели на строящемся пятиэтажном жилом доме к отрыву фун-
дамента от цокольной части дома.. На участке длиной 12 м обра-
зовалась горизонтальная трещина шириной 3—5 см. В это вре-
мя работы по кладке стен здания велись на втором этаже. Во
36
избежание нарушения стен работы были приостановлены. Тре-
щины были заделаны цементным раствором состава 1 :2,5 с двух
сторон. Через 3 суток, когда раствор достаточно окреп, в трещийэд
была нагнетена водоцементная смесь под давлением. Эти меро-
приятия позволили продолжить прерванные работы на строи-
тельстве дома.
Нередки случаи, когда пучение грунта нарушает основные и
временные конструкции. При строительстве угольной галереи ле-
са, поддерживающие опалубку и имевшие высоту 22 м, от вне-
запного промерзания грунта в местах соединения бревен изогну-
лись. Это произошло вскоре после бетонирования конструкций
участка галереи длиной 30 м. Уже на следующий день после за-
морозков прогиб ряда стоек достиг 25 см. Вместе с этими нару-
шениями появился прогиб в самой железобетонной конструкции.
Такие же деформации нередко приходилось наблюдать на вре-
менных деревянных стойках под прогонами и другими конструк-
циями во время весеннего оттаивания.
Весьма поучителен случай с осадками сборных фундаментов
на строящемся восьмиэтажном жилом дом<е. Неудовлетворитель-
но подготовленное основание привело к осадкам фундаментных
блоков на участке длиной до 8 м. Осадка фундаментов, в свою
очередь, .вызвала нарушение кирпичной кладки в нижней части
здания, перекос перемычек и появление трещин в стенах выше-
лежащих четырех этажей, выложенных к этому времени. Изуче-
ние причин деформаций позволило установить, что земляные ра-
боты выполнялись в феврале месяце. На участке длиной около
10 м грунт был выбран ниже проектной отметки на 70 см. Вско-
ре этот перебор грунта был возмещен вынутым грунтом, но он
оказался мерзлым и укладывался в виде больших комьев. С на-
ступлением теплого времени и оттаиванием грунта комья рассы-
пались, под фундаментом оказался весьма рыхлый грунт с боль-
шими пустотами. Осадки фундамента произошли после отдаива-
ния грунта, т. е. к 15 мая, как это обычно и бывает. Для устране-
ния дефектов был выбран небольшими участками грунт, а сво-
бодное пространство заполнено бетоном. Эти операции повторя-
лись с перерывами в 1—2 дня по всей длине участка, где оказал-
ся насыпной грунт. Вслед за упрочнением основания были
заполнены раствором горизонтальные трещины — разрывы в
кладке, заменены деформированные перемычки и исправлена по-
трескавшаяся облицовка стен.
Просадки фундаментов, стен, подготовок и полов происходят
чаше всего, если не уплотнены: насыпные песчаные грунты слоем
до 2 м и более; подсыпки песка слоем 0,5—0,7 м под фундамен-
тами, полами и одеждой дорог; неоднородные грунты с включе-
ниями растительной земли и строительного мусора; комковидные
глинистые и суглинистые грунты. При тщательном послойном и
глубинном трамбовании и наличии прочного подстилающего ос-
37
нования насыпные грунты могут служить удовлетворительным
основанием для зданий и сооружений.
При более мощном насыпном слое (порядка до 4—5 ж). мож-
но ограничиться уплотнением верхнего слоя песчаными сваями
на глубину до 2—2,5 м, не прибегая к уплотнению всей толщи.
Нередко такие методы уплотнения насыпного- грунта применя-
лись на практике, и последующие наблюдения за состоянием
сооружений не выявляли осадки грунта (рис. 13).
Рис. 13. Уплотнение насыпного грунта короткими песчаными и дру-
гими сваями
1 — установка и погружение трубы вибрационным или вибровакуумным спосо-
бом; 2 — захват грунта трубой; 3—извлечение трубы вместе с грунтом; 4-*
заполнение готовой скважины песком, песчано-гравийной смесью или бетоном
Вдоль одного подземного резервуара для мазута, заложен-
ного на глубину 6 м, пазухи были засыпаны песчаным грунтом.
На этом грунте по всей длине подземной части резервуара был
заложен ленточный фундамент для складского помещения. От-
сутствие планировки территории вдоль этого помещения приве-
ло к скоплению дождевых .вод и подмочке грунта. Вскоре в сред-
ней части фундамента просел грунт, а вслед за ним и стена скла-
да. Общая осадка фундамента составила 27 см. Чтобы предот-
38
вратить возможные осадки в будущем, была сделана узкая тран-
шея и на уровне 30—40 см от отметки заложения фундамента
произведено гидровибранионное уплотнение грунта на глубину
до 1,8 ж с чередованием стоянок вибратора от середины к краям.
Ниже уплотненного слоя грунта был оставлен неуплотненный
грунт мощностью слоя до 2—2,5 м. Наблюдения за этим соору-
жением не выявили каких-либо^ новых просадок грунта.
Вопрос о выборе методов уплотнения насыпного грунта в ка-
честве основания решается на основании материалов обследова-
ния участка, структуры грунта, мощности залегания насыпного
слоя и конструкции сооружения.
Факты подтверждают, что рыхло уложенные насыпные грун-
ты мощностью до 2—2,5 м дают большие просадки от проникно-
вения поверхностных и талых вод и движения городского транс-
порта. Местные просадки грунта за счет перемещения частиц в
траншеях часто достигают 60—80 см при общей толщине насып-
ного слоя 2—2,5 м.
Насыпные прослойки песка, укладываемые под фундамента-
ми, полами и одеждой дорог в качестве песчаных подушек, дол-
жны быть обязательно уплотнены поверхностными площадоч-
ными вибраторами, трамбовками или падающими плитами. Не-
уплотненные насыпные грунты, даже слоями толщиной 40—
60 см, вызывают на поверхности полов и дорожных покрытий
появление трещин и просадок.
Насыпные неоднородные грунты с включениями растительной
земли, опилок и других случайных примесей не могут служить
надежным основанием для сооружений. Эти включения до за-
кладки фундаментов должны быть удалены и заменены качест-
венным грунтом.
Насыпные комковидные суглинистые и глинистые грунты яв-
ляются причиной частых осадок оснований под полами, дорож-
ными покрытиями и даже фундаментами. Эти грунты без по-
слойного уплотнения являются неустойчивым основанием для
сооружений.
* Весьма простым и рациональным приемом уплотнения песча-
ных и даже супесчаных грунтов является послойная гидровиб-
рация грунта. Для этих целей используется полая коробчатая
плита, внутрь которой шлангом подается вода. Через ряд отвер-
стий вода насыщает грунт. При одновременном насыщении и
вибрировании происходит интенсивное уплотнение грунта. Гид-
ровибратор легко перемещается одним рабочим вдоль фронта
работ (рис. 14).
В результате невнимания к устройству оснований приходится
сталкиваться с частыми явлениями просадок грунта, что, в свою
очередь, влечет за собой смену асфальтовых покрытий, отмосток,
подготовок и полов. При некачественном уплотнении грунта ре-
монт дорожных покрытий в одном и том же месте производится
иногда по нескольку раз. Дефекты в уплотнении грунта вдоль
39
пазух подвалов часто вызывают перекосы и просадки путей для
башенных кранов.
Неуплотнение грунта в пазухах является также причиной ча-
стых и повторяющихся просадок отмосток и проникновения дож-
девых и талых вод в подвалы. Вместе с просадкой покрытий де-
Рис. 14. Поверхно-
стный гидровибра-
тор для послойно-
го уплотнения на-
сыпного песчаного
грунта
формируются стены приямков, устраиваемых у оконных проемов
подвальных этажей, подпорные стены у входов в подвалы и вход-
ные наружные лестницы.
По причине просадки насыпного грунта наблюдались нару-
шения в кирпичной кладке стен в тамбуре при входе в подвал
жилого дома. После разборки асфальтового покрытия тротуара
в одну из воронок,-образовавшуюся от просачивания стекающей
с крыши дождевой воды, было засыпано до 1,5 м3 песка. Одно-
временно с засыпкой песка в воронку подавалась вода резино-
вым шлангом, которая уплотняла грунт. Наиболее неуплотнен-
ной частью засыпки вдоль подвальных стен оказался грунт, уло-
женный непосредственно у самой стены. Это объясняется тем,
что грунт у стены находится в более рыхлом состоянии, чем в не-
котором отдалении от нее, так как около стены скапливаются
комья, создающие повышенную пористость и рыхлую структуру
грунта.
Большие просадки грунта имеют место вокруг кирпичных
смотровых колодцев, устраиваемых в местах вводов и на трас-
сах магистральных трубопроводов, на улицах и внутрикварталь-
ных территориях (рис. 15). Деформации покрытий начинаются
с появления трещин на поверхности асфальта. Первоначальной
причиной возникновения трещин являются нагрузки от автомо-
бильного транспорта. Дальнейшее развитие просадок проходит
под влиянием просачивания воды, размыва, перемещения, уноса
и уплотнения насыпного грунта. Наблюдения за состоянием по-
40
Рис. 15. Внешний вид просадки грунта и дорожного покрытия у колодца
крытий вокруг некоторых колодцев позволили установить сле-
дующее. Первые деформации поверхности асфальта и дорожного
покрытия появились спустя 2—3 года после завершения про-
кладки трубопроводов, устройства смотровых колодцев и дорог.
При повторяющихся обильных дождях и попадании воды в тре-
щины образовались просадки грунта глубиной 50—80 см на пло-
щади вокруг колодцев 60X40 <см. Когда был удален нарушенный
асфальт, то оказалось, что грунт просел почти до основания за-
ложения колодца. Часть грунта через швы кладки колодца попа-
дала в водосток и уносилась водой. Весьма рыхлый грунт ока-
зался и с 1противопюложной стороны колодца.
Вследствие тех же осадок неуплотненного грунта нередко
происходят затапливание теплофикационных тоннелей и полное
нарушение теплоизоляции трубопроводов. Трубы подвергаются
значительным воздействиям коррозии и после нескольких лет
эксплуатации приходят в негодность. Такие просадки недобро-
качественно уплотненного грунта вызывают иногда занос грун-
том теплофикационных каналов.
Своеобразное усиление нарушенного искусственного основа-
ния пришлось выполнить под отдельно стоящими колоннами, за-
ложенными на коротких (длиной 4 м) деревянных сваях в
1886 г. Вследствие понижения уровня грунтовых вод в районе
расположения здания деревянные ростверки и сваи в верхней
41
своей части сгнили и полностью потеряли свою механическую
прочность. Один из оголовков извлеченных свай представлен на
рис. 16. Вместо пришедшего в негодность деревянного свайного
основания был устроен новый бетонный фундамент, как показа-
но на рис. 17.
Рис. 16. Деревянная свая с
разрушенным от времени
оголовком, извлеченная при
усилении фундаментов
Рис. 17. Новый бетонный фундамент,
устроенный вместо разрушенного де-
ревянного свайного основания
1 — остатки сгнивших деревянных роствер-
ков; 2 •— разрушенные деревянные сваи;
3— новые бетонные опоры; 4 — чугунная
колонна; 5 — швеллер № 30
ГЛАВА 1У
ДЕФЕКТЫ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ПОДВАЛОВ
И РЕЗЕРВУАРОВ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
1. ВЛИЯНИЕ ПОДПОРА ГРУНТОВЫХ вод
В подземных сооружениях, находящихся ниже уровня грун-
товых вод, в резервуарах для воды ПО' фильтрации через толщу
ограждений обычно обнаруживаются 'Неплотности в бетоне и все
имеющиеся недостатки в сопряжениях пола подвала и днища ре-
зервуара со стенами. Подпор грунтовых и других вод точно оп-
ределяет те места, где имеются изъяны в конструкции. В подва-
лах, заложенных в сухих грунтах, незначительные дефекты, не
отражающиеся на состоянии конструкций, обычно не влияют на
эксплуатацию зданий или сооружений, но малейшие упущения
и дефекты в гидроизоляции стен, полов и днищ, через которые
могут происходить постоянная фильтрация грунтовых вод и за-
тапливание помещений, осложняют эксплуатацию зданий и соо-
ружений и наносят большой ущерб конструкциям, оборудованию
и другим ценностям, находящимся в затапливаемых помеще-
ниях.
В подземных сооружениях обычно размещаются помещения
для технических служб, котельные установки, лифтовые и дру-
гие приямки, складские !помещен1ия, каналы для подземных ком-
муникаций, теплофикационные и другие тоннели. В зависимости
от гидрогеологических условий района строительства подземные
сооружения могут находиться в сухих грунтах или под постоян-
ным подпором грунтовых вод* что предопределяет выбор ограж-
дающих конструкций, методы производства строительных работ
и условия эксплуатации сооружений. Большая часть подземных
сооружений, предназначенных для хранения разных материалов
и оборудования, не допускает проникновения грунтовых вод
внутрь помещений; также нельзя допускать, чтобы из резервуа-
ров проникали в грунт содержащиеся в них вода, нефтепродукты
и другие жидкости.
' Фильтрация грунтовых вод или инфильтрация жидкостей,
хранящихся в резервуарах, может происходить при применении
43
недостаточно надежных ограждающих конструкций, некачест-
венно выполненной гидроизоляции и нарушении необходимой
плотности бетона.
Значительная часть недостатков в подземных сооружениях
происходит от недоучета при проектировании гидрогеологических
особенностей района строительства; от применения ограждаю-
щих конструкций из бутовых, бутобетонных, блочных и других
кладок, не обеспечивающих водонепроницаемость стен, полов и
днищ, а также от нарушений правил производства работ — дли-
тельных перерывов в бетонных работах, плохого’уплотнения бе-
тона, загрязнения рабочих швов, недостаточной заделки заклад-
ных деталей, усадочных трещин, заиливания поверхности бетона.
В зависимости от интенсивности фильтрации устанавливают-
ся причины и размеры дефекта ограждающей конструкции и вы-
рабатываются необходимые меры для их устранения.
Надо быть наблюдательным’ и иметь достаточный опыт, что-
бы испытанными приемами быстро устранить поступление воды
в подземное сооружение при наименьших затратах времени л
средств.
Долголетний опыт компетентных лиц в этом деле позволяет
всегда удачно справиться с фильтрацией любой интенсивности.
В то же время неподготовленный технический персонал, впервые
встретившийся с такими дефектами, в большинстве своем, даже
при больших затратах материалов и времени, неудовлетвори-
тельно решает эти вопросы.
Работы по «лечению» бетонов и кладок нельзя считать обыч-
ными работами на строительстве, так как для устранения дефек-
тов необходимы терпение, навык, мастерство и точность в выпол-
нении работ.
2. ВИДЫ ФИЛЬТРАЦИИ ГРУНТОВЫХ ВОД И МЕТОДЫ
ЕЕ УСТРАНЕНИЯ
Виды фильтрации грунтовых вод, встречающиеся в подзем-
ных сооружениях, довольно многообразны. В зависимости от
подпора грунтовых вод, состояния бетонных и других ограждаю-
щих конструкций, а также качества выполненной гидроизоляции
фильтрация грунтовых вод в подземных сооружениях проявляет-
ся в виде: сырых пятен; весьма слабых потеков; потеков через
толщу стен, полов и днищ; постоянно действующих потеков, вы-
зывающих отсыревание,„увлажнениестен, скопление воды на по-
лу; фонтанирующих напорных струй; сильной фильтрацийусо-
провождающейся бурным вырыванием отдельных напорных
струй и потоков, производящих разрушительное действие.
Каждый из перечисленных видов фильтрации требует приме-
нения соответствующих методов для их устранения.
44
1) Сырые пятна ограниченных размеров
Эти дефекты обычно вызываются просачиванием воды через
сообщающиеся между собой мельчайшие поры. Стекание воды
по стене при этом виде фильтрации не наблюдается.
Появляющиеся на стенах отдельные сырые пятна со време-
нем могут исчезнуть вследствие заиливания и закупорки пор от-
ложениями солей. Капиллярное действие воды через поры тем
не менее может продолжаться длительное время. Меры борьбы
с увлажнением стен достаточно сложны и бывают иногда до-
вольно длительными.
Обычно отсыревающие места не подвергаются цементации,
так как в этом случае зерна цемента застревают в ближайших
порах у самой поверхности, не проникая в глубь бетона. Устра-
нение отсыревания поверхности может быть достигнуто:
а) путем оштукатуривания поверхности растворами с уплот-
няющими добавками; например с 5—7%-ной добавкой раствора
^ал’юмпната^'натрия к воде затворения;.
б) глубокой вырубкой бетона с заделкой вырубленных уча-
стков более прочным и плотным бетоном или цементным раство-
ром состава 1 : 2—1 : 3.
В отдельных -случаях производится инъецирование раство-
ром некачественного участка бетона со стороны грунта через
скважины с подачей водоцементной смеси к фильтрующему ме-
сту. Создание искусственного наплыва раствора на поверхности
фильтрующего участка бетона может полностью устранить даль-
нейшее появление сырости на поверхности бетона. Такое же на-
гнетание раствора может производиться через временные отвер-
стия в бетоне за его наружную оболочку.
2) Потеки на поверхности бетона
Весьма слабые потеки появляются в тех местах, где фильтра-
ция происходит по зигзагообразным ходам с явно выраженными
и связанными между собой незначительными порами. Бетон в
местах фильтрации по своей плотности обычно отличается от
бетона в других качественно выполненных местах той же конст-
рукции. При освидетельствовании проб бетона в конструкциях
с таким характером фильтрации часто обнаруживаются в теле
бетона неудаленные деревянные распорки, куски древесины, про-
слойки войлока и опилок, использованные для защиты бетона
от промерзания и своевременно не удаленные с поверхности бе-
тона. Через эти посторонние включения медленно просачивается
вода.
Как и в первом случае, для устранения дефекта отбивается
штукатурка, удаляются из бетона посторонние включения, а об-
разовавшиеся полости заделываются бетоном на мелком щебне.
Такое мероприятие может приостановить просачивание воды.
Когда эти -работы не дают нужных результатов, приходится пол-
45
ностью вырубать дефектные места бетона и заделывать их на
всю толщину конструкции.
3) Потеки через толщу стен, полов и днищ
При этом характере фильтрации на бетоне появляются сле-
ды выщелачивания свободной извести из цемента, а на полу или
днище скапливаются незначительные лужицы. Движение воды
через толщу бетона происходит через поры, мелкие раковины и
неплотные рабочие швы.
При удалении штукатурки и части бетона с внутренней по-
верхности ограждений обнаруживается, что наблюдавшиеся ме-
ста вытекания воды с поверхности часто не совпадают с дейст-
вительным местом ее фильтрации через толщу бетона. Устране-
ние дефектов при этом характере фильтрации состоит из очистки
поверхности бетона, нахождения «места фильтрации, установки в
этом месте инъекционной трубки для перехвата фильтрующей
воды.
Если эти обязательные условия будут нарушены, то инъе-
цируемый раствор не проникнет в каналы, по которым фильтро-
вала вода, и она будет с той же интенсивностью просачиваться
где-то в непосредственной близости от установленной трубки.
4) Постоянно действующие потеки, вызывающие отсыревание,
увлажнение стен и скопление воды на полу
Такие потеки появляются на поверхности стен, в местах при-
мыкания пола к стенам, когда бетон изготовлен на слабом изве-
стняковом щебне, недостаточно уплотнен или имеет незначитель-
ную толщину.
Такие же потеки появляются, когда бетон подвергается ран-
нему замораживанию или для напорных сооружений применя-
ются вяжущие низкого качества. Фильтрация иногда охватывает
довольно большие участки в сооружении. Для устранения дефек-
тов этого вида в подвалах, расположенных ниже горизонта грун-
товых вод, устраиваются на больших участках жесткие гидро-
изоляции, нанесенные методом торкретирования штукатурки в
2—3 слоя, или железобетонные рубашки толщиной 10—12 см.
Толщина слоя гидроизоляции уточняется на месте с учетом ка-
чества выполненной кладки и степени подпора грунтовых вод.
Одновременно с устройством железобетонных рубашек через
трубки отводится вода, а в последующие дни через эти же труб-
ки производится нагнетание раствора. До установки трубок не-
обходимо определить примерный объем поступающей воды че-
рез данное отверстие и подобрать необходимое количество тру-
бок с тем, чтобы полностью перехватить поступающий поток
воды.
46
Инъекция раствора через железобетонные рубашки или проч-
ные штукатурки применяется также в тех случаях, когда стены
подземных сооружений выполняются из кирпичной, бутовой и
других кладок, которые не могут обеспечить водонепроницае-
мость конструкции.
5) Фонтанирующие напорные струи, затапливающие
подземные сооружения
Напорная фильтрация в виде отдельных струй чаще всего
появляется в местах нарушения гидроизоляции и обычно сопро-
вождается выносом частиц грунта. Напорная фильтрация также
действует и на бетон, постепенно выщелачивая его и вымывая
частицы цемента.
Так, например, случилось со свежеуложенным бетоном в
днище насосной станции. При откачке воды из приямка вместе
с илом уносился цемент. Нижняя часть днища на глубину 20 см
при общей толщине днища 50 см оказалась без содержания вя-
жущего.
Основными причинами напорной фильтрации являются: нека-
чественно выполненные осадочные швы; значительные раковины,
трещины и пустоты в бетоне конструкций, насыщенных армату-
рой; некачественное уплотнение бетона; низкое качество произ-
водства работ, в особенности в зимнее время (рис. 18) и ошибки
в проектировании.
Рис. 18. Дефекты, допущенные при бетонировании стен железобе-
тонного резервуара для воды (на рисунке показана развертка стены)
При напорной фильтрации требуется постоянное наличие в
подземном сооружении насосов для откачки воды. Устранение
фильтоации производится последовательным нагнетанием ра-
створа в тело кладки и за ее пределы через установленные труб-
ки. Порядок устранения напорной фильтрации состоит в ликви-
дации в первую очередь наиболее интенсивных струй с после-
дующим устранением всех остальных течей до полного осуше-
ния подвала.
47
При инъеции и скоплении раствора в кладке и пазухах уст-
ранение одной течи может повлечь за собой появление отдельных
течей в других местах, где ранее наблюдалась только незначи-
тельная фильтрация.
В большинстве случаев нагнетаемый внутрь кладки раствор
обеспечивает ликвидацию дефектов во многих местах, где ранее
наблюдалась интенсивная фильтрация.
Часто бывает, что закладка раствора в одну из трубок вле-
чет локализацию фильтрации в смежных трубках и полное осу-
шение стены.
6) Сильная фильтрация
Сильная фильтрация сопровождается бурным выбиванием
отдельных напорных струй и потоков воды через неплотности,
допущенные в гидроизоляции и бетоне в сооружениях, находя-
щихся под большим напором грунтовых и других вод, особенно
когда сооружения расположены вблизи рек и водоемов. Для уст-
ранения поступления воды требуется постоянная откачка ее из
сооружения. Фильтрация подобного рода грунтовых и других
напорных вод размывает бетон и увеличивает размеры дефек-
тов. При устранении фильтрации работы, связанные с заделкой
трубок и отводом через них поступающей в сооружение воды,
весьма осложняются. Напорные струи воды размывают свежеза-
деланный раствор вокруг трубок и нарушают герметичность
сооружений.
Для того чтобы приостановить фильтрацию в месте установ-
ки трубок, приходится заклинивать и зачеканивать вокруг них
все щели деревянными пробками, паклей и жгутом. Впоследст-
вии, когда фильтрация резко опадает или полностью прекра-
щается, после закачки некоторого количества раствора эти ма-
териалы извлекаются из бетона, а оставшиеся каверны заделы-
ваются обычным раствором.
Опыт показал, что в сооружениях, расположенных ниже уров-
ня грунтовых вод, имеются уязвимые места, где чаще .всего появ-
ляются течи, а именно: сопряжения стен с днищем; температур-
ные, осадочные и другие швы; места для крепления закладных
элементов и установки сборных конструкций.
Необходимо отметить также и некоторые другие причины
фильтрации: механические нарушения гидроизоляции и бетон-
ного пола под действием гидростатического подпора грунтовых
вод; некачественно сваренные швы в металлической гидроизоля-
ции; выщелачивание и нарушение структуры свежеуложенного
бетона при плохой организации откачки грунтовых вод во время
бетонирования днищ и заделки зумпфов; повреждения бетона
и гидроизоляции при устройстве приямков в днищах; длительные
перерывы при производстве бетонных работ; использование раз-
нородного по составу и качеству бетона; попадание в бетон стро-
48
ительного мусора, щепы, прослоек слабого бетона (частично
схватившегося, смерзшегося, расслоившегося, излишне увлаж-
ненного снегом, дождевыми, талыми и грунтовыми водами; ос?
тавление снега и наледи на поверхности рабочих швов бетона,
что после оттаивания их приводит к образованию сквозных ще-
лей) .
Фильтрация грунтовых вод часто обусловливается также пол-
ным нарушением гидроизоляции (битумной мастики) при дли-
тельном действии высоких температур в теплофикационных тон-
нелях, мазутохранилищах и других сооружениях, предназначен-
ных для перекачки и хранения горячих жидкостей, например
шламовых отстойников, где температура воды колеблется от
80 до 95°. Интенсивный процесс размягчения и вытекания битум-
ной мастики из рулонной гидроизоляции наблюдается при по-
стоянной температуре воздуха около 35—40°. Вытекание битум-
ной мастики при этих температурах усиливается, когда на гидро-
изоляцию действует даже незначительное давление со стороны
грунта или покрытия.
Просачивающаяся через ограждение вода давит на штука-
турку и разрушает ее. Такое явление можно было наблюдать в
отстойниках, где армированная штукатурка толщиной 6 см под
напором грунтовых вод отошла ют бетонной стены на 8—10 см и
в значительной своей части по контуру стен отстойника разруши-
лась. Причина такого отслоения оказалась очень простой: имев-
шиеся в бетоне раковины не были заделаны до нанесения шту-
катурки.
7) Значение проверки качества
конструкций 'для предупреждения фильтрации
Довольно часто допускается еще одна ошибка при строи-
тельстве подземных сооружений, которая потом создает большие
затруднения. Без должной предварительной проверки качества
кладки стены подвалов штукатурятся цементным раствором.
Иногда штукатурка выполняется по стальной сетке или стены
облицовываются листовой сталью. Таким образом, место филь-
трации скрывается под сделанной оболочкой и обнаружить
его представляется нелегким делом. Нередко эти работы выпол-
няются при наинизшем уровне горизонта грунтовых вод. Весной
и осенью, когда уровень горизонта грунтовых вод повышается,
начинает действовать подпор грунтовых вод, и в дефектных мес-
тах появляется фильтрация. Отпадает от стены штукатурка,
появляются течи в швах сварки и обнаруживается вода в поме-
щениях, где стены были облицованы плиткой. Выявить места
филтьрации тем более трудно, когда до полного устранения
фильтрации устанавливаются перегородки, монтируется обору-
дование, прокладываются борова и пр.
Обнаружившаяся фильтрация на поверхности стены еще
не указывает, что дефект в бетоне находится в том месте, где
49
вода просачивается через трещины в штукатурке. Дефектное
место часто отстоит от места видимой фильтрации на некотором
расстоянии, достигающем иногда нескольких метров.
На стенах, облицованных глазурованной плиткой, вода мо-
жет вытекать через множество швов в облицовке и создавать
впечатление, что вся поверхность стен фильтрует, что в самом
деле бывает довольно редко. Маскируются также и места про-
течек в полу, облицованном плитками. Стекающая со стен вода
распространяется по всему полу. Это обстоятельство затрудня-
ет обнаружение места нахождения дефекта, вызывающего за-
тапливание подвального помещения.
Предпринимаемые иногда меры по заделке швов между плит-
ками густым цементным тестом не дают положительных ре-
зультатов. Приходится предпринимать более кардинальные ме-
ры, как-то: устройство дренажа, водосборных колодцев с отво-
дом воды в водостоки или пробивку отверстий с бетоне и закач-
ку цементного раствора за стены.
До начала работ по осушению подземных сооружений дол-
жны быть собраны на основании ознакомления с технической
документацией и обследования соседних подземных сооружений
следующие данные: о состоянии конструкций, времени и усло-
виях, при которых выполнялись работы; о гидрогеологическом
обследовании района и площадки строительства с установлением
наивысшего уровня горизонта грунтовых вод; о дефектах под-
земного сооружения и интенсивности поступления грунтовых
и других вод; о состоянии прилегающих к данному сооружению
подземных коммуникаций, резервуаров, лотков, канализацион-
ных колодцев; о расположении водостоков и других трубопро-
водов; о внешнем состоянии отмосток и благоустройстве пло-
щадки; об отводе дождевых и талых вод от зданий; о качестве
бетона, раствора, кладки и химических анализах грунтовых вод.
Детальному обследованию подлежат и соседние подземные
сооружения, построенные ранее и находящиеся в эксплуатации.
По состоянию этих сооружений можно сделать соответствую-
щие выводы о причинах затопления подвалов. При недостаточ-
ном обследовании сооружений могут быть приняты неполноцен-
ные решения. Затапливание подвалов может происходить от не-
исправности трубопроводов, засоров дренажных и канализацион-
ных систем, повреждений отмосток, вытекания воды из соседних
резервуаров. По совокупности всех данных инженерно-геоло-
гических изысканий, дополнительных обследований на месте и
состоянию конструкций намечаются методы производства работ
по устранению дефектов.
Выше были отмечены различные случаи затапливания под-
земных сооружений и типичные дефекты ограждающих конструк-
ций. Зная эти дефекты, проектировщики и строители должны
заранее их предотвращать при проектировании или в процессе
строительства.
3. УСТРАНЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ ИЗ РЕЗЕРВУАРОВ
Нередко приходится встречаться на практике с обратным
явлением, когда -содержащаяся в резервуарах, отстойниках и
других емкостях вода .вытекает .в грунт. Интенсивность фильтра-
ции может быть столь большой, что из некоторых резервуаров
за 18—20 час. вода полностью вытекает.
Когда утечка воды происходит в незначительном объеме,
характер дефектов устанавливается путем периодического осво-
бождения резервуаров от воды и последующего1 осмотра их стен
и днищ. Дефекты легко могут быть установлены путем наблюде-,
ния за местами скопления в грунте вытекающей из заполненного
резервуара .воды, по местам устойчивой сырости и не просыхаю-,
щих пятен, заиливанию или выщелачиванию бетона.
Встречаются резервуары для хранения воды с кирпичными
стенами, оштукатуренными внутри цементным раствором толщи-
ной слоя 2—2,5 см. Применение кирпичных стен является основ-
ным недостатком таких резервуаров для хранения воды. Даже
при тщательном выполнении работ в штукатурке появляются
усадочные трещины, через которые происходит фильтрация. Рас-
шивка швов кладки раствором не обеспечивает нужной плотно-
сти кладки. Достаточно наличия даже незначительного дефекта
в штукатурке, как вся содержащаяся в емкости вода постепенно
вытекает наружу.
Когда проверками устанавливают причины фильтрации через
ограждающие конструкции и приступают к работам по устра-
нению дефектов, резервуа-ры должны быть полностью освобож-
дены от воды. В зависимости от состояния обнаруженных дефек-
тов и качества наружных ограждений, а также скорости утечки
воды может потребоваться: устройство дополнительной, более
качественной внутренней штукатурки ограждений резервуара с
частичной или полной заменой старой штукатурки; торкретиро-
вание внутренней или наружной поверхности ограждений резер-
вуара; устройство глиняного замка вокруг резервуара. К сожа-
лению, такое простое и дешевое мероприятие, как устройство
глиняного замка, дающее эффективные результаты, забывают,
на строительстве.
Оценивая каждое из перечисленных мероприятий по степени
их надежности, следует указать, что штукатурка по кирпичным .
стенам является малоэффективным средством защиты сооруже-
ний от фильтрации воды. Если такую шукатурку все же прихо-
дится выполнять, то предварительно нужно произвести тщатель-
ную расшивку и глубокую зачеканку швов в кладке, нанести об-
рызг стен жирным цементным раствором, а затем нанести слой
грунта с железнением поверхности. Состав раствора должен
обеспечить его наибольшую плотность. Железнение. поверхности
выполняется по предварительно проверенной качественно, выпол-
51.
ненной штукатурке. Следует также установить определенный
тепловлажностный режим твердения штукатурки, чтобы не до-
пустить появления усадочных трещин.
Торкретирование по, сравнению с обычной штукатуркой стен
значительно повышает водонепроницаемость кладки за счет
большей монолитности и плотности раствора. Иногда штукатур-
ка, нанесенная методом торкретирования, неправильно отождест-
вляется с обычной штукатуркой стен, выполняемой растворо-
насосами, которая обладает неравномерной плотностью и повы-
шенной пористостью. Внутренняя штукатурка, нанесенная мето-
дом торкретирования, в сочетании с глиняным замком толщиной
50 см по наружному периметру резервуара впритык к стенам
обычно дает хорошие результаты. Устройство глиняных замков
из подготовленной, тщательно мятой глины выполняется вместе
с засыпкой пазух постепенно от подошвы до уровня заполнения
резервуара водой. Глина укладывается слоями по 5—8 см и тща-
тельно уплотняется. Уплотнение производится с таким расчетом,
чтобы глина частично проникала в швы кладки. Одновременно
с послойной укладкой глиняного замка необходимо также слоя-
ми производить засыпку пазух и тщательно, уплотнять грунт.
Общая ширина пазух для обеспечения удобства при производ-
стве работ должна быть не менее 1,2—1,5 м.
В тех случаях, когда не представляется возможным устроить
глиняные замки, а также при неудовлетворительно выполненной
бетонной кладке стен наиболее распространенным средством яв-
ляется создание водонепроницаемых железобетонных оболочек,
которые придают конструкции резервуара монолитность за счет
сцепления бетона оболочки со старыми стенами и обеспечивают
герметичность сооружения.
Защищенные таким образом от просачивания жидкостей
сооружения в процессе их длительной эксплуатации показали
вполне удовлетворительные качества. В виде примера можно
указать на железобетонную рубашку на резервуаре для мазута,
выполненную на одной из электростанций.
Основанием для резервуара служили старая бетонная под-
готовка толщиной 32 см и железобетонная плита толщиной 25 см.
На указанной плите находился кирпичный резервуар со стенами
толщиной у основания 52 см и вверху 38 см.
Стены были сложены из отборного красного кирпича около
60 лет назад с ровными и тонкими швами. До устройства желе-
зобетонной рубашки старая кирпичная кладка была очищена от
раствора и налета грязи. Железобетонная рубашка, запроекти-
рованная толщиной 15 см, выполнялась из бетона марки 200 со
щебнем крупностью не более 20 мм. Бетонирование велось не-
прерывно горизонтальными кольцами высотой по, 80 см. Этим
была достигнута необходимая монолитность конструкций без ра-
бочих швов. Длительная эксплуатация резервуара установила
непроницаемость его для разогретого мазута.
52
Водонепроницаемость бетона не только зависит от состава
смеси, соотношения крупных и мелких заполнителей, вида и мар-
ки применяемого цемента, но в первую очередь — от качества
укладки и уплотнения смеси. При хорошо уложенном бетоне и
толщине ограждающей конструкции 35—40 см обеспечивается
полная водонепроницаемость. Подтверждением этому могут слу-
жить примеры длительной эксплуатации железобетонных резер-
вуаров и хранилищ для воды, керосина, бензина, мазута и дру-
гих жидкостей.
При устройстве железобетонных рубашек не следует приме-
нять внутреннюю гидроизоляцию из рулонных материалов, так
как прокладка такой гидроизоляции между новым бетоном и ста-
рыми ограждающими конструкциями нарушает общую моно-
литность выполненного усиления конструкции.
В последние годы для переработки и хранения вина исполь-
зуются железобетонные емкости. Они изготовляются из бетона
марок 200 и 250. Резервуары после снятия опалубки проверяют-
ся на водонепроницаемость, а поверхность обрабатывается спе-
циальными составами. Такие резервуары емкостью по 100 м3
при толщине стенок 15 см выдержали испытания на водонепро-
ницаемость и продолжают эксплуатироваться без признаков ка-
ких-либо протечек.
Одновременно можно указать на другие резервуары различ-
ного назначения, которые при толщине стен 30 см оказались ма-
ло пригодными для эксплуатации. Уже после первой заливки
этих резервуаров для проверки их водонепроницаемости обна-
ружилась значительная утечка воды. Через, сутки вода полно-
стью вытекла, за исключением нескольких луж на полу. Эти
проверки были предприняты снова, и после каждого опробова-
ния вода полностью вытекала. По оштукатуренной поверхности
ограждений нельзя было установить места протечки, так как
стены быстро просыхали. Причины этих протечек удалось выяс-
нить только после удаления штукатурки. В разных местах и
большей частью в местах примыкания стен к днищу бетон ока-
зался дефектным. Всего было обнаружено около 6 м2 стен, про-
пускавших воду, где оказался ноздреватый, раковинистый и не
достаточно уплотненный бетон. В таком же резервуаре, который
находился в стадии окончания строительства и подготовки к шту-
катурным работам, имелись аналогичные дефекты. Своевремен-
ная приостановка штукатурных работ и технически правильная
заделка обнаруженных изъянов мелкозернистым бетоном позво-
лили избежать повторения тех же ошибок.
В другом резервуаре емкостью 300 м3 наблюдалась значи-
тельная потеря воды. После тщательных обследований и наблю-
дения за утечкой воды можно было установить, что инфильтра-
ция происходит где-то в днище или в примыканиях стен к днищу..
Последовательные заливки резервуара позволили выявить бо-
лее точно месторасположение нарушений в плотности бетона.
53
Этим местом оказался приямок для отстоя загрязненных вод и
осадки взвесей, где вместо плотного бетона толщиной 30 см бы-
ла обнаружена смесь щебня и песка без признаков содержания
цемента.
Приямки для отстоя загрязненных вод и осадки взвесей яв-
ляются наиболее ответственной частью сооружения, где чаше
всего нарушаются правила производства гидроизоляционных
работ, так как приямки закладываются в пониженной части
сооружения, заносимой наносным илом.
Некоторые резервуары, выполненные по типовым проек-
там из монолитного бетона со стенами толщийой 13—18 см, ока-
зываются не удовлетворительными для хранения воды. Многие
из них емкостью 250—500 м? теряют через некоторое время поч-
ти всю воду при различной интенсивности инфильтрации на
разных уровнях. Наибольшая утечка наблюдается в сооруже-
ниях, где дефекты расположены ближе к днищу, в частности в
приямках, сопряжениях приямков с днищами и в самих днищах.
В одном из резервуаров емкостью 250 м3 вся содержащаяся
в нем вода вытекла за 7 час. Надо иметь в виду, что действующи-
ми техническими условиями допускается утечка воды из желе-
зо-бетонных резервуаров за счет испарения и впитывания бетоном
до 3 л на 1 м2 смачиваемой поверхности. В натуре, когда пол-
ностью отсутствует фильтрация воды через поры бетона, утечка
воды практически полностью исключается. Когда проводились
ремонтные работы, под штукатуркой на разных уровнях было
обнаружено 23 сквозные раковины диаметром каждая примерно
от 15 до 27 см.
Приведем еще пример, подтверждающий, как часто качеству
бетонных работ при строительстве резервуаров не уделяется
должного внимания со стороны производителей работ. Были
построены два резервуара для мазута емкостью по 1 000 mz. Не-
уверенные в надежности конструкций строители потребовали
произвести инъекцию неплотностей в бетоне еще до распалубли-
вания стен. Когда была снята опалубка, обнаружились участки
стен площадью до 5 м2, где вовсе отсутствовал -бетон.
Можно также отметить и неудовлетворительность выполне-
ния гидроизоляции из металла. Желая ’навсегда избавиться от
протечек, строители нередко принимают решения устраивать
металлическую гидроизоляцию внутри сооружении по его кон-
фигурации. Это простое на первый -взгляд мероприятие при не-
качественном выполнении сварки вызывает много новых недос-
татков: появляются течи в сварных швах; выпучивается металл
или под действующим подпором грунтовых вод. всплывают ме-
таллические емкости. Чтобы исключить фильтрацию воды и осу-
шить помещение, приходится исправлять дефекты в металличес-
кой изоляции или полностью удалять ее и устранять дефекты
в бетоне.
54
Такая гидроизоляция была выполнена из листовой стали в
приямках размером 2,5*1,7X1,6 м под виброплощадками на ком-
бинате вибропрокатных деталей.
Все сваренные емкости долго не прослужили: вскоре две
емкости всплыли, другие дали течи и заполнились водой. Точно
такие же нарушения наблюдались в сооружениях, сделанных из
листовой стали без предварительной ликвидации протечек в бето-
не. Металлическая гидроизоляция должна выполняться по спе-
циальному проекту с учетом особенностей конструкций стен и
днища при подпоре грунтовых вод. Только качественно выпол-
ненная и закрепленная в бетоне гидроизоляция обеспечивает
водонепроницаемость сооружения.
Вытекание воды из емкостей причиняет большой ушерб под-
земному хозяйству, основаниям и фундаментам. Вода попадает
в соседние подземные сооружения и затапливает их, размывая
при этом грунт и вызывая просадки сооружений.
На одном из заводов по недосмотру обслуживающего персо-
нала вытекали кислоты из деревянных чанов травильного отде-
ления. Кислоты через пол и грунт попадали -в заводской тоннель
и здесь вместе с просачивавшейся грунтовой водой по бетонному
желобу протекали дальше и собирались в приямке. Вскоре по
всей длине желоба, где протекала агрессивная жидкость, бетон
оказался полностью разрушенным на ширине до 30 см. На дне
желоба оказалась лишь смесь гравия с песком (рис. 19).
Предварит е л ьн а я
проверка качества бе-
тона до испытания ем-
костей водой и заделка
всех раковин и неплот-
ностей являются обя-
зательными мероприя-
тиями.
Вместо проведения
указанной выше рабо-
ты, которая не требует
больших затрат време-
ни и средств, применя-
Рис. 19. Разрушенный бетон в месте
просачивания агрессивной жидкости
ются утолщенные шту-
катурные наметы. Иногда толщина намета достигает 8—10 см.
Несмотря на столь большую толщину штукатурки, герметич-
ность емкостей не обеспечивается.
В одной из емкостей отстала штукатурка толщиной 5 см, ко-
торая была сделана по сетке. От просачивания воды оказался
затопленным соседний резервуар. При снятии поврежденной
штукатурки в бетоне была обнаружена сквозная продолговатая
раковина размером 2X14 см, которая была небрежно заделана
штукатурным раствором. После расчистки и заделки шва бето-
55
ном на мелком щебне, даже без последующей штукатурки по-
верхности, фильтрация полностью прекратилась.
Протечка длительное время служила препятствием для нор-
мального обслуживания одной насосной станции и постоянно
угрожала подтапливанием установленному оборудованию. Пра-
вильно произведенное обследование и установление действитель-
ного дефекта в сооружении обеспечили возможность двум рабо-
чим устранить этот дефект в течение 2 дней и тем самым пре-
кратить споры между строителями и проектировщиками. Первые
указывали на неудовлетворительно выбранную конструкцию
гидроизоляции, вторые — на некачественность ее выполнения.
Прежде чем обнаружить действительное место фильтрации,
потребовалось полностью освободить помещение от воды, очис-
тить его от скопления ила и других посторонних предметов, на
что было затрачено больше времени, чем на ликвидацию самого
дефекта.
В некоторых емкостях потеря воды происходит от нарушений
и осадок оснований под днищами. Так, например, отстойники
диаметром 6 м и глубиной 9 м были выложены из кирпича и из-
нутри оштукатурены. По наружному периметру отстойников бы-
ли устроены на всю высоту глиняные замки. Отстойники были
основаны на глинистом грунте. Следовало ожидать, что отстой-
ники будут достаточно герметичными. Однако уже -после перво-
го опробования одного отстойника водой днище получило де-
формации, и началась интенсивная утечка воды в каналы и со-
седние сооружения. В днище образовалось восемь радиальных
трешин. Цементная стяжка толщиной 4 см, сделанная по бето-
ну, оказалась разрушенной, а между стяжкой и просевшим бе-
тонным основанием образовалась щель шириной до 10 см.
При обследовании было установлено, что днища указанных
отстойников запроектированы и выполнены конусообразными с
разностью отметок по высоте 1,2 м. Под повышенной частью днищ
насыпной грунт не был уплотнен. Для устранения дефектов по-
требовалось удалить нарушенную цементную стяжку и повреж-
денный бетон в местах образования трещин, очистить поверх-
ность бетона от наносного грунта, тщательно промыть бетой.
После этого в трещины были установлены трубки по 6—8 шт.
в каждом отстойнике, заглубленные в бетон на 10—15 см и воз-
вышавшиеся над уровнем пола на 30 см. По деформированному
днищу была устроена железобетонная рубашка толщиной 12 см
из бетона марки 200 с арматурной сеткой из стержней диамет-
ром 12 и 14 мм с ячейками 20X20 см. Через несколько дней
после укладки бетона в каждую из трубок нагнеталась водоце-
ментная смесь, изготовленная на портландцементе марки 400.
Под давлением 3—4 ати удалось заполнить под днищем все
имевшиеся пустоты как в разрушенном бетоне, так и в осевшем
грунте.
56
К наиболее типичным рабочим швам при бетонировании, че-
рез которые чаще всего фильтрует вода, можно отнести: горизон-
тальные и наклонные рабочие швы; крутые и пологие швы с впа-
динами; воронкообразные, раков инистые швы.
Большинство из перечисленных дефектов, выявленных при ис-
пытаниях и вводе резервуаров в эксплуатацию, может быть пре-
дупреждено еще до начала строительства или во всяком случае
в процессе выполнения работ. Тот факт, что несколько раковин
или небрежно отработанных рабочих швов вызывают необхо-
димость отбить со всей поверхности резервуара штукатурку и
произвести длительные испытания резервуара путем наполнения
водой, должен служить предостережением для строителей.
4. РАДИУС РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАСТВОРА ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Плотность бетона в ограждениях подвалов, находящихся ни-
же горизонта грунтовых вод, выявляется при эксплуатации. Для
проверки плотности бетона в ограждениях резервуаров имеются
некоторые косвенные приемы.
Радиус распространения в бетоне водопементного раствора
при нагнетании зависит от нескольких факторов: материала бе-
тона, его плотности и состояния гидроизоляции. Перемещение
раствора под давлением может колебаться в больших пределах
и обычно устанавливается на месте работ по появлению и выте-
канию раствора из трещин, каверн и сообщающихся между со-
бой пустот.
До инъекции плотность пористого бетона в колоннах, бал-
ках, плитах и блоках устанавливается внешним осмотром. Если
имеются признаки наличия пустот в массивных конструкциях,
то проверка производится пробным нагнетанием водоцементной
смеси в тело бетона.
В конструкциях из бетона марок НО и 140 на кирпичном щеб-
не цементный раствор распространяется на расстояние до 2 м
от места нагнетания. В кирпичных деформированных стенах на-
гнетаемый раствор часто появляется на расстоянии 10—15 м от
места инъецирования. В старых кирпичных стенах, в которых
много каналов втадушного отопления, вентиляционных каналов,
межарочных пазух, ниш и прочих пустот, количество инъецируе-
мого раствора может исчисляться десятками кубических метров.
Поэтому вопрос о применении инъекции для упрочнения кладок
в старых кирпичных зданиях и памятниках архитектуры решает-
ся только' на основании их детального обследования.
В зависимости от местных условий и назначения ослабленных
и фильтрующих конструкций принимаются соответствующие ре-
жимы -нагнетания раствора. В конструкциях, соприкасающихся
с грунтом, нагнетание производится с перерывами между отдель-
ными закачками, что вызывается необходимостью сократить
расход раствора, вытекающего в грунт.
57
В таких случаях нагнетание цементного раствора производит-
ся с перерывами до 1—3 суток. В течение этого времени введен-
ный раствор затвердевает, а при последующих нагнетаниях и
перерывах раствор наслаивается и закупоривает пустоты. В на-
земных сооружениях нагнетание производится без перерывов.
Длительные перерывы (на 6—8 час.) приводят к закупорке хо-
дов и прекращению поглощения раствора.
Чтобы избежать закупорки инъекционных трубок, последние
следует устанавливать под углом 10—15° к плоскости стены, что
устраняет забивку их при обратном вытекании .раствора.
При инъекции волосных трещин (с раскрытием в 0,3—0,5 мм)
радиус распространения весьма ограничен (5—8 см) и в том слу-
чае, когда применяется давление до 8—10 ати. В мельчайших
трещинах возникает большое трение, и абсорбирование влаги из
раствора вызывает налипание частиц, быстрое загустевание сме-
си и закупорку проходов.
Через трещины с раскрытием в 2—3 мм водоцементная смесь
жидкой консистенции под давлением 4—5 ати проходит доволь-
но легко в глубь конструкции. Если трещины имеют переменное
сечение и частично заполнены раздробленными материалами,
возможны закупорка тре-
щин и фильтрация ра-
створа на поверхности
конструкции.
В явно выраженные и
свободные трещины с рас-
крытием более 3 мм во-
доцементаая смесь прохо-
дит при незначительном
давлении, и радиус рас-
пространения смеси мо-
жет достигнуть 30—40 м.
В монолитных бетон-
ных и железобетонных
конструкциях радиус рас-
пространения смеси и
объем поглощаемого ра-
створа могут быть самы-
ми разнообразными (рис.
20). Иногда раствор вы-
ступает наружу в совер-
шенно неожиданных ме-
стах, проделывая путь до
10 м и более от места на-
гнетания. В процессе на-
гнетания смеси в пори-
стый бетон вначале на
поверхности выделяет-
Рис. 20. Вид участка конструкции, в кото-
рый введено 10 л водоцементной смеси
58
ся вода, появляются воздушные пузырьки, а затем и сам ра-
створ. Хотя трубки могут быть заглублены в бетоне -на 10—15с/и,
но раствор проходит зигзагообразными ходами и появляется на
некотором расстоянии от места установки трубок. Если поры и
пустоты сообщаются между собой и являются сквозными, то ра-
створ вытекает из конструкции в непосредственной близости от
дефектного участка (рис. 21).
Рис. 21. Поверхность участка стены железобе-
тонного резервуара при инъецировании
1 — трубки, заделанные в бетоне; 2 — места появле-
ния раствора; 3 следы вытекания раствора
При'нагнетании раствора вкладкустен и пилонов старых зда-
ний радиус распространения раствора обычно бывает ограничен-
ным вследствие того, что старые кладки расщебенивались би-
тым кирпичом и камнем. Нагнетаемый раствор заполняет толь-
ко пустоты в кладке. При цементации кладок iB старых зданиях
необходимо учитывать, что в процессе нагнетания цементного
раствора от избыточного увлажнения старого известкового ра-
створа кладка несколько ослабевает, что .временно (впредь до за-
твердения цементного раствора) инъецируемая конструкция
должна быть усилена «временными креплениями (стойками, под-
косами, хомутами и др.).
Нагнетание водоцементной смеси производится обычно в не-
сколько приемов. Заполнение раствором трещин начинается
снизу с постепенным переходом вверх. Когда раствор появляется
в вышерасположенной трубке, «нагнетание приостанавливается,
а нижняя трубка забивается деревянной пробкой. Закачка ра-
створа возобновляется со второй трубки. Здесь также нагнета-
ние продолжается до тех пор, пока раствор не начнет появлять-
ся в соседней верхней трубке. В таком же порядке нагнетание
раствора производится последовательно в каждую трубку до
полного заполнения раствором всей трещины или пустоты по вы-
соте кладки. После отсасывания кладкой излишней воды из за-
инъецированной смеси нагнетание можно возобновить. Через
несколько дней по окончании инъецирования производится кон-
трольное нагнетание раствора. Опыт показал, что довольно часто
при возобновлении инъецирования некоторая часть раствора
дополнительно поглощается кладкой.
Работы по закреплению кладок путем инъецирования цемент-
ного раствора довольно разнохарактерны, но путем обследова-
59
Рис. 22. Характер движения водоцементной
смеси в толще бетона и вне ее
а — разрез резервуара; б — деталь наплыва раство-
ра снаружи стены; 1—защитная стена; 2«гидро-
изоляция; 3 — железобетон; 4 « места нагнетания
раствора; 5 — наплыв раствора; 6 — место вытекания
раствора наружу
ния дефектов кладки можно примерно определить объем имею-
щихся пустот внутри кладки и возможный радиус распростране-
ния раствора, поскольку типы конструкций в практике повторя-
ются, а опыт инъецирования дает представление об объемах по-
глощаемого раствора.
Для иллюстрации приведем некоторые примеры по цемента-
ции бетонов и кладок.
Через большую раковину в бетонной стене резервуара интен-
сивно поступала грунтовая вода, примерно около 300 л!час.
Вокруг раковины бетон был достаточно плотным. Вода была пе-
рехвачена тремя трубками. Через сутки в одну из них произво-
дилось нагнетание раствора. После закачки 500 л из трубок
начал вытекать раствор. Обе трубки пришлось забить деревян-
ными пробками. Дальнейшее нагнетание привело к появлению
раствора на поверхности земли в непосредственной близости, от
стены. Раствор прошел через бетонную стенку толщиной 40 см,
трехслойную гидроизоляцию и слой земли толщиной 2,5 м
(рис. 22).
В связи с вытека-
нием раствора инъе-
цирование было пре-
рвано на 3 дня; ког-
да оно •возобнови-
лось, дальнейшее по-
глощение раствора
приостановилось, так
как установленные
трубки оказались
заполненными ра-
створом. Фильтрую-
щий участок бетона
в стене через не-
сколько дней просох
и полностью исчезли
признаки протечки
воды в этом месте.
Наблюдения за
состоянием подвалов
и резервуаров, стены
и днища которых об-
клеены снаружи мяг-
кой гидроизоляцией,
приводят к выводу,
что рулонная гидро-
не в строительстве
подземных сооружений, в большинстве случаев не обеспечивает
полной водонепроницаемости этих сооружений. Применение мяг-
кой оклеенной гидроизоляции для сооружений, возводимых из1
60
изоляция, несмотря на широкое
новых типов конструкций, в которых преобладают сборные эле-
менты, малоэффективно.
Достаточно допустить в гидроизоляции несколько мелких
изъянов, чтобы произошло просачивание воды во многих местах.
Недостатки этой гидроизоляции можно объяснить несколькими
причинами: она легко подвергается механическим поврежде-
ниям и разрывам и не обеспечивает надежность -соединения уло-
женных слоев; трудно контролируется качество выполняемых
работ; не обеспечивается водонепроницаемость стыков. Кроме
перечисленных дефектов, рулонная гидроизоляция недолговечна.
Несмотря на недостатки такой гидроизоляции, проектные ор-
ганизации продолжают ее применять в подземных сооружениях
даже там, где в этом нет никакой необходимости. Хорошо из-
вестно, что железобетонные сооружения, -выполненные без рулон-
ной гидроизоляции, надежно сохраняют содержащиеся в них
жидкости.
Интенсивная фильтрация происходила из колодцев для ан-
керных болтов, устроенных в массивных фундаментах. С целью
создания необходимых условий для заделки болтов потребова-
лось отвести воду и ликвидировать все дефекты в бетоне, через
которые поступала вода. В процессе инъецирования наблюда-
лось вытекание раствора в соседнем шансовом колодце, находя-
щемся в противоположной части фундамента на расстоянии
3,7 м. Для устранения течи понадобилось ввести 233 л водоце-
ментной смеси.
В ограждающие конструкции одного из резервуаров, из ко-
торого происходила большая утечка воды, пришлось ввести 3,5 т
портландцемента марки 400, чтобы ликвидировать фильтрацию
воды. Из этого количества цемента 2,5 т было введено в стены
и 1 г — в днище. При инъецировании раствора из 15 установ-
ленных трубок сообщались между собой 8. Трубки отстояли одна
от другой на расстоянии от 0,5 до 3 м. В течение 5—7 дней пос-
ле инъецирования поверхность стен оставалась влажной и на
10-е сутки стены полностью просохли.
Резервуар емкостью 500 ж3 для сбора и перекачки отрабо-
танных производственных агрессивных -вод еще до облицовки
внутренних бетонных стен кислотоупорными плитками начал
протекать. Ежедневно в приямке собиралось до 200 л грунтовой
воды. Следовало ожидать, что в таком же объеме будет выте-
кать в грунт содержащийся в резервуаре раствор; это повлекло
бы постепенное разрушение бетонных фундаментов. Чтобы лик-
видировать утечку отработанных производственных вод >из ре-
зервуара, были зацементированы места, где явно просачивалась
грунтовая 'вода. Для этого потребовалось установить 8 трубок
диаметром 19 мм, заглубленных в стенах от 7 до 12 см при об-
щей толщине стен 30 см. Всего было израсходовано 800 яг це-
мента. В одну из установленных трубок при повторной закачке
61
было израсходовано до 200 л водоцементной смеси. Радиус рас-
пространения раствора по длине шва составил 4 м. После окон-
чания работ стены просохли и больше не обнаруживали призна-
ков фильтрации, хотя подпор грунтовых вод доходил до 2,5 м.
В резервуаре емкостью 250 м3 обнаружилась фильтрация
грунтовой воды, которой за сутки скапливалось свыше 5 м3. Об-
следованием было установлено, что вода просачивалась через
два участка: под закладной деталью, проходящей через стену
на 20 см выше днища, и через пол, в котором была оставлена
доска, поставленная на ребро и имевшая длину 2,7 м. Указанная
доска упиралась в подготовку и пересекала бетонное днище.
Когда доска была удалена, приток воды усилился. Для заделки
образовавшегося шва ниже бетонной подготовки были постав-
лены две трубки диаметром по 25 мм, через которые произво-
дилась откачка воды как во время заделки шва, так и после
заделки его, пока бетон не приобрел некоторую прочность. Пос-
ле выдержки бетона в месте заделки и прекращения откачки
вода продолжала .вытекать через трубки, не нарушая прочности
уложенного бетона. Через несколько суток, когда бетон доста-
точно окреп, в каждую трубку последовательно было введено
30 и 170 л водоцементной смеси. Этого количества раствора ока-
залось достаточно, чтобы создать полную водонепроницаемость
днища резервуара.
В другом подземном сооружении на высоте 1,5 м от пола и
на участке длиной до 5 м в бетоне оказалась прослойка войлока
и толя, которыми укрывали бетон при заморозках. При возоб-
новлении бетонных работ защитное укрытие не было убрано, что
и послужило причиной поступления грунтовой воды в сооруже-
ние. Хотя вода поступала в незначительном количестве, стены
постоянно увлажнялись и отсыревали. Горизонтальность уров-
ня увлажнения стены еще до расчистки щели указывала на на-
личие в бетоне какой-то посторонней прослойки. Удалить спрес-
совавшийся войлок из всей толщи стены не удалось. Он был вы-
чищен только на глубину 7 см при общей толщине стены 40 см.
Борозда была зачеканена жесткой смесью из равных частей це-
мента и. песка. В дальнейшем увлажнение поверхности стены в
месте расположения войлока не наблюдалось.
При устройстве колодцев в фундаментах для анкерных бол-
тов с целью облегчить удаление из бетона деревянных пробок
последние обычно обертывают толем. Предполагается, что такая
изоляция ускоряет извлечение пробок из отвердевшего бетона.
Но на самом деле пробки заклиниваются в бетоне, древесину
приходится выжигать или разбивать пробки и извлекать их в
раздробленном виде. Осложняется и извлечение толя, который
прилипает к бетону, втапливается в него и часто, когда древе-
сина выжигается, расплавленная смола пристает к бетону и за-
масливает его поверхность. Шансовые колодцы обычно имеют
размеры 8X8 или 12X12 см и заглубляются в бетон до 1 м и бо-
62
лее. Очистка бетона от приставшего толя и расплавленной смолы
весьма затруднительна и требует много -внимания. Приходится
изготовлять специальный инструмент в виде острых зубчатых
лопаток, прикрепляемых на длинных ручках, и ими соскабли-
вать замасленную поверхность. Очистка бетона должна произ-
водиться весьма тщательно; в противном случае не будет обес-
печена должная сцепляемость между бетоном, уложенным для
замюноличивания анкерных болтов, и бетоном фундамента, а
следовательно, не будет обеспечена необходимая водонепрони-
цаемость бетона.
При устранении дефектов в массивных колоннах отмечаются
случаи попадания в бетон рукавиц, лопат, мастерков, кувалд и
других посторонних предметов. Как выясняется, рабочие по
окончании работ складывают инструменты и прочие вещи в опа-
лубку конструкции, а следующая смена, не замечая этого, про-
должает укладку бетона в подготовленную опалубку. Обнару-
жение досок и выгородок в бетоне — довольно частое явление.
Зажатая и набухшая^в бетоне древесина не легк© выбивается
зубилами и механизированным инструментом.
5 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНЪЕЦИРОВАНИЯ БЕТОНОВ И КЛАДОК
Во многих областях строительства очень часто приходится
прибегать к цементационным работам. В гидротехническом стро-
ительстве цементация применяется для создания противофиль-
трационных завес и уплотнения трещиноватых скальных пород
и гравелистых грунтов; в горном и тоннельном строительстве —
для обжатия, укрепления обделок и заполнения пазух, упрочне-
ния и защиты выработок от притока грунтовых вод; в промыш-
ленном и гражданском строительстве — для повышения прочно-
сти, водонепроницаемости и монолитности деформированных и
некачественно выполненных бетонных, бутобетонных и камен-
ных конструкций. Цементация находит все более широкое при-
менение не только для искусственного закрепления трещинова-
тых оснований, но и для упрочнения бетонов и каменных кла-
док.
Особое значение приобретает инъецирование бетона и клад-
ки в жилищном, общественном и промышленном строительстве
при восстановлении деформированных частей каменных, бетон-
ных, бутобетонных и железобетонных конструкций, имеющих яв-
но выраженные пустоты, необработанные стыки и глубокие, не
заполненные бетоном участки, трещины, развитые раковины, за-
зоры под закладными деталями.
Указанные дефекты заполняются водоцементной смесью оп-
ределенной консистенции, назначаемой в зависимости от разме-
ров пустот, глубины и их разветвленности в конструкциях.
63
Инъецируемый раствор по зигзагообразным ходам через
сквозные отверстия, раковины, пустоты, поры и трещины прохо-
дит по тому же пути, по которому фильтрует вода через толщу
кладки внутрь сооружения. Вытекающий наружу раствор скап-
ливается вокруг дефектного участка и постепенно заполняет об-
разовавшиеся пустоты. По мере дальнейшего нагнетания тем же
раствором заполняются проходные каналы и пустоты в самой
конструкции, преграждая таким путем доступ грунтовой воды.
По мере отвердевания раствора отсыревшая поверхность кон-
струкции постепенно просыхает и обычно через несколько суток
исчезают признаки сырости. С наружной стороны конструкции
у места нарушения ее скапливается раствор, который хорошо
сцепляется с наружной поверхностью бетона, бутобетона или
кирпичной кладки, образуя сцем оптировавшиеся наплывы. Це
монтирующий раствор обладает высокой водонепроницаемостью,
чему способствует большая плотность раствора, создающаяся
под давлением. Инъецируемая водоцементная смесь жидкой
консистенции составов 1:1; 1 : 1,5; 1 : 1,75 (вода: цемент) нагне-
тается, как правило, под давлением от 0,1 до 10 ати и в отдель-
ных случаях — до 25 ати.
Инъецирование бетонов и кладок применяется во всех слу-
чаях, когда требуется:
в подземных сооружениях — приостановить приток грунто-
вых вод через стены и днища резервуаров и бассейнов; заделать
приямки, пробоины и нарушения бетона в конструкциях, нахо-
дящиеся ниже уровня грунтовых вод; заполнить швы в некаче-
ственно выполненных бутовых, бутобетонных фундаментах и
стенах; заполнить пустоты при выщелачивании цемента из бето-
на и уносе грунта из-под полов, подготовок, стен и подошв фун-
даментов; заделать трещины и швы в каналах, подпорных стен-
ках и пазухах; заполнить пазухи и пустоты в массивных фун-
даментах для оборудования, в стенах и узлах со сложным ар-
мированием;
в наземных сооружениях — заполнить пустоты и глубокие
раковины в монолитных железобетонных конструкциях; запол-
нить трещины и пустоты в деформированных конструкциях; за-
делать каналы в стенах и рыхлых забутовках; укрепить потеряв-
шие устойчивость -и пришедшие в аварийное состояние кирпич-
ные столбы и простенки с одновременным устройством железо-
бетонных обойм, рубашек и накладок; заполнить пустоты в ос-
лабленных кирпичных кладках, выполненных из кирпича и обли-
цованных щелевыми блоками, а также при необходимости за-
щитить стены от продуваемости; замонолитить облицовку с кир-
пичной кладкой; заделать глубокие стыки в сборном железобе-
тоне; заполнить каналы при последующем напряженном арми-
ровании; заполнить зазоры между опорными рамами и металли-
ческими плитами при установке оборудования и металлических
конструкций на фундаментах; заполнить зазоры и пустоты в
64
приямках между металлической гидроизоляцией и наружными
стенами; тампонировать различного рода отверстия и пустоты
под закладными частями в не доступных для заделки бетоном
местах.
Инъецирование раствора и пульпы .может найти примене-
ние для заполнения зазоров и пустот при прокладке подземных
трубопроводов закрытым способом.
В ряде случаев инъецирование может быть использовано
для улучшения теплотехнических качеств стен, если таковые
имеют сквозные и разветвленные пустоты, а также для замо-
ноличивания швов и стыков в полносборном производстве.
6. ВАКУУМ-ИНЪЕЦИРОВАНИЕ БЕТОНА
Исследования показали, что при инъецировании бетона и
кладок в замкнутых или сообщающихся между собой пустотах
и порах защемляется содержащийся ,в них воздух, препятствую-
щий проникновению раствора в глубь инъецируемой конструк-
ции. В процессе цементации в конструкцию вовлекается вместе
с нагнетаемым раствором некоторое количество воздуха, что соз-
дает дополнительное сопротивление прохождению раствора по
зигзагообразным путям внутри конструкций. Содержащийся в
бетоне, кладке и трещиноватых горных породах воздух закупо-
ривает проходы ко многим пустотам. Воздушные мешки препят-
ствуют проникновению нагнетаемого раствора, а также воды в
сообщающиеся между собой трещины и щели. Это сопротивле-
ние не может быть преодолено даже и в том случае, когда нагне-
тание раствора производится под значительным давлением. За-
щемленный воздух не .позволяет обжать полости в бетонной
кладке и удалить излишнюю «влагу из нагнетаемого’ раствора.
Воздушные пробки в бетоне во многих случаях обнаружива-
ются по окончании цементационных работ при вскрытии отдель-
ных участков конструкций и сооружений, подвергнутых инъеци-
рованию.
Применяемые в настоящее время методы нагнетания раствог
ра в каналы конструкций для последующего’ закладывания пуч-
ков арматуры не могут в полной мере обеспечить надлежащее
заполнение зазоров между напряженной арматурой и бетоном.
Обычно нагнетание раствора производится с одной стороны от-
верстия до тех пор, пока раствор не появится с противополож-
ной стороны. В этот момент нагнетание временно приостанав-
ливают для заделки отверстия пробкой, а затем возобновляют до
получения принятого давления. При таком методе нагнетания
раствора в каналах защемляется воздух, препятствующий пол-
ному заполнению пустот.
Для улучшения технологии и качества инъецирования про-
верен метод вакуум-инъецирования бетона, основанный на на-
гнетании водоцементной смеси в тело бетона под давлением с
предварительным или периодическим отсасыванием воздуха из
полости, подлежащей цементации. При вакуум-инъецировании
раствора повышается сцепление нагнетаемого ’раствора с бето-
ном и обеспечивается полное заполнение пустот.
Для проверки режима движения .нагнетаемого раствора в от-
дельных замкнутых раковинах и трещинах внутри бетона были
изготовлены специальные модели конструкций с системой пустот,
каналов или трещин различных размеров и объемов. На модели
(рис. 23) при помощи системы стеклянных трубок, соединенных
между собой рези-
новыми трубками с
присоединенными к
ним колбами различ-
ной емкости, созда-
вались искусствен-
ные пустоты и кана-
лы, подобные тем,
которые могут встре-
титься в натуре.
В зависимости от
объема и расположен
ния пустот на моде-
лях исследовались:
режим нагнетания
раствора; скорость
движения раствора;
сопротивление дви-
жению раствора и
воды в капиллярах
и пустотах. Раствор
нагнетался гидрав-
лическим насосом
через вакуум-инъек-
тор. Для создания
искусственных тре-
Рис. 23. Модель для имитации нагнетания
раствора в кладку
1 — начало нагнетания; 2 — стеклянные трубки;
3 — емкости (пустоты); 4 — зажимы; 5 — резино-
вые трубки
щин и узких прохо-
дов на другой моде-
ли были смонтирова-
ны изогнутые стек-
лянные трубки. Че-
рез верхнюю уши-
ренную трубку производилось нагнетание раствора. Выпуск ра-
створа и воздуха осуществлялся через притертый пробковый
кран, установленный на выходной трубке.
Опытные проверки, произведенные на указанных моделях,
позволили наглядно проследить явления, происходящие внутри
системы.
66
Для проверки проходимости раствора в отдельно замкнутых
раковинах и полостях раствор нагнетался в стеклянную колбу
емкостью до 5 л через специальный инъектор, установленный и
закрепленный в горлышке колбы резиновой муфтой. В процессе
проведения опытов сжимаемый воздух при нагнетании раство-
ра выталкивал резиновую муфту вместе с инъектором и колба’
заполнялась раствором или водой лишь на 50—60%i общего
объема- Ни повышение давления, ни более прочное закрепленйе
трубки с инъектором не могли изменить результаты этих экспе-
риментов.
При помощи вакуум-инъекторов одновременно с нагнетанием
водоцементной смеси производилось удаление воздуха и части
воды из раствора. Отсос воздуха и подача смеси регулировались
при помощи трехходовых кранов, установленных на приборах.
Для инъекции пористого бетона эффективно сочетать нагне-
тание раствора с одновременным отсосом воздуха из бетона.
Для этого с противоположной стороны конструкции при помощи
присасывающегося вакуум-щитка создавалось разрежение. Бла-
годаря разности давлений происходило интенсивное перемеще-
ние воздуха к щитку. Вместе с воздухом увлекались частицы
цемента, которые заполняли поры в бетоне.
Для создания присоса щитка к поверхности бетона по пери-
метру щитка прокладывали губчатую резину. Нажатием руки
щиток прижимался к бетону за счет разности давления под щит-
ком и вне его. Благодаря разности давлений со стороны отсоса
происходило интенсивное перемещение воздуха к вакуум-щитку.
Рис. 24. Распределение раствора в трубках
после вакуум-инъекции
ВакууМ-инъецирование выполняет еще одну важную задачу—
отсасывает излишнюю воду .из нагнетаемой смеси. Удаление во-
ды из раствора производится вакуум-трубкой, смонтированной
на наконечнике инъектора.
67
Опытное вакуум-инъецирование проводилось на трубках диа-
метром от 25 до 55 мм и длиной 6 м.
Воздух отсасывался с одной и двух сторон канала. До нача-
ла цементации через канал протягивалось восемь проволок диа-
метром 4 мм. Водоцементный раствор состава 1 : 1 нагнетался
через вакуум-инъектор и патрубки. Для защиты вакуум-системы
От проникновения цемента в патрубки закладывались сетки. При
односторонней цементации на патрубок навинчивался вакуум-
инъектор. Нагнетаемый раствор выдерживался под давлением
6—8 ати и разрежением до 400—500 мм рт. ст.
Для проверки качества заполнения каналов трубки распили-
вались на несколько отрезков. По всей их длине раствор оказал-
ся весьма плотным и заполнял все сечение трубок (рис. 24).
ГЛАВА У
ДЕФЕКТЫ БЕТОННЫХ
И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
В последние годы производство сборного железобетона резко
возросло. Этому способствовал бурный рост жилищного, обще-
ственного и промышленного строительства. В 1953 г. в СССР
было изготовлено 2 млн. м? сборного железобетона, в 1959 г. —
25 млн. At3, а в 1965 г. будет выпущено 45 млн. At3. Средняя ак-
тивность цемента с 1950 по 1958 г. возросла с 356 до 456 kz/cai2,
а портландцемента — с 411 до 484 кг/см2.
Из железобетона создаются экономичные, прочные и долго-
вечные сооружения. Творческая энергия инженеров направляет-
ся на дальнейшее совершенствование и развитие этого произ-
водства.
Предприятия, выпускающие сборные железобетонные изде-
лия, с каждым годом улучшают качество и заводскую отделку
продукции: одновременно возрастают требования к повышению
прочности, долговечности., отделке поверхностей и правильности
геометрических форм изделий.
В общей массе изготовляемого сборного железобетона имеют-
ся случаи выпуска продукции низкого качества, приводящие к
появлению дефектов, деформаций и даже аварий. Эти единич-
ные случаи брака чаще всего вызываются невниманием техниче-
ского персонала к элементарным требованиям производства, а
подчас и недостаточным знанием своего дела. Неудачи иногда
вызываются и непредвиденными обстоятельствами, что имеет
место в каждом промышленном производстве. Технико-эконо-
мический эффект, который может дать самый точный расчет
конструкций, зачастую сводится на нет теми отступлениями ц
ошибками,, которые допускаются при производстве работ и в
процессе изготовления конструкций. Изучая допущенные ошиб-
ки, можно извлечь полезный урок для предупреждения их в бу-
дущем.
В монолитных и сборных бетонных и железобетонных кон-
струкциях приходится иметь дело с дефектами, обусловливае-
мыми следующими основными причинами: применением некаче-
69
ственных и неполноценных материалов, нарушением технологии
производства и недостатками конструктивных решений.
Если в подземных сооружениях, расположенных ниже уровня
грунтовых вод, резервуарах и бассейнах для воды и других жид-
костей малейшие недостатки в бетоне являются местом фильтра-
ции, что и обнаруживает имеющиеся дефекты в бетоне, то в над-
земных сооружениях недостатки в бетоне;, зача-стую скрытые за-
щитным слоем или штукатуркой, остаются незамеченными и мо-
гут быть причиной неожиданного развития деформаций и даже
обрушения конструкций.
Для устранения опасных дефектов в железобетоне, вызыва-
ющих ослабление конструкций, приходится предпринимать спе-
циальные усиления, обеспечивающие надлежащую прочность
сооружения. При изготовлении конструкций могут иметь место
скрытые дефекты, которые обычно вызываются: неправильным
расположением арматуры; недостаточной монолитностью кон-
струкций в опорах; использованием арматуры из отдельных кус-
ков стали без должной сварки стыков или с некачественной
сваркой стыков; смещением арматуры против проектного рас-
положения; произвольной заменой одного профиля и сечений
арматуры другими; замасливанием и загрязнением арматуры;
неправильным закреплением подъемных петель в бетоне. К скры-
тым дефектам также относятся отдельные случаи пропуска ар-
матуры и применения в железобетоне укороченных каркасов про-
тив проектной длины. К дефектам такого же рода относится по-
ниженная прочность бетона к моменту отпуска и монтажа сбор-
ных железобетонных элементов.
В сборных конструкциях дефекты, какой бы характер они не
носили (недостаточное уплотнение бетона, рыхлые прослойки в
плитах и настилах перекрытий, трещины и околы в опорных
частях прогонов), являются весьма опасными, так как резко сни-
жают несущую способность конструкций. Подобные нарушения
не всегда могут быть своевременно обнаружены, и дефектные
сборные железобетонные конструкции, смонтированные в соору-
жениях, повлекут значительные деформации и даже аварии
сооружений- Поэтому при изготовлении сборных железобетонных
конструкций необходимо применять все существующие виды
контроля за качеством изделий, правильным их хранением и от-
пуском на строительные площадки.
I. ВИДЫ ДЕФЕКТОВ В БЕТОНННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЯХ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
1) Изъяны
Изъяны — поверхностный дефект, выражающийся в виде
мелких раковин и неровностей глубиной до 2—3 см на отдель-
ных участках площадью не более 0,5 м2 без оголения арматуры.
70
Это дефект обычно вызывается расслоением бетонной смеси.
Подобные дефекты чаще всего бывают в плитах перекрытий и
других плоскостных конструкциях.
Методы устранения изъянов весьма просты. Мелкие ракови-
ны расчищаются стальными щетками. Поверхность бетона обду-
вается напорной струей воздуха или промывается водой. В хо-
лодное время поверхность обогревается струей пара.
Заделка подготовленных участков производится цементным
раствором марок 100—200 без опалубки. Поверхность отделы-
вается под фактуру основной конструкции.
2) Раковины
В железобетонных конструкциях бывают поверхностные, глу-
бинные и сквозные раковины. Все эти типы раковин возникают:
при нарушении послойной укладки бетона; сбрасывании в опа-
лубку бетонной смеси и ее расслоении при падении с большой
высоты; отсутствии надлежащего послойного уплотнения; ис-
пользовании жесткой, сверх жесткой и слежавшейся бетонной
смеси; расслоении бетона во' время транспортирования, а также
по некоторым другим причинам и, в частности, при использова-
нии для приготовления бетона небстывшего цемента, при нека-
чественном подборе составов бетона и нарушении соотношения
заполнителей. Немаловажное значение для получения ровной
поверхности и плотной, структуры бетона в железобетонных кон-
струкциях имеет и удобоукладываемость бетонной смеси.
Раковины в конструкциях образуются чаще всего в местах с
наибольшей насыщенностью арматуры. При неправильном под-
боре состава бетона через густую арматуру проходят лишь це-
ментное молоко и частично раствор. Образующаяся иногда на
поверхности бетона пленка закрывает арматуру с лицевой сто-
роны, но не обеспечивает должного сцепления ее с бетоном.
Раковины образуются также в труднодоступных и не удоб-
ных для укладки и обработки бетона узлах.
Форма раковий' в колоннах, стенах, опорных плитах, перекры-
тиях и фундаментах может иметь самый разнообразный харак-
тер. Чаще всего наблюдаются плоские раковины, распространяю-
щиеся равномерно по всему сечению колонны или отдельных ее
участков (рис. 25). Такие раковины являются опасными для не-
сущих конструкций. Причиной потери устойчивости и некоторых
обрушений конструкций явилось наличие глубоких и сквозных
раковин в колоннах. На рис. 26 показана сквозная раковина в
колонне. В практике строительства встречаются как наклонные,
так и косые и переменного сечения одиночные раковины и се-
мейства раковин (рис. 27). Характер формы раковин предопре-
деляет методы их устранения. В сильно нагруженных колоннах
исправление дефектов следует выполнять путем последователь-
71
рис. 25. Вид ослабленного оголовка Рис. 26. Сквозная раковина в колонне
колонны
Рис. 27. Дефекты в железобетонном фундаменте турбогенератора
72
ной частичной расчистки их с удалением неуплотненного бетона
с каждой стороны и бетонирования подготовленных полостей.
Когда расчистка раковин вызывает значительное ослабление не-
сущей способности нагруженных колонн, устраиваются железо-
бетонные обоймы, накладки или штукатурки с последующим на-
гнетанием раствора через заранее установленные трубки; при
этом в дополнение к наружному усилению колонны упрочняет-
ся и старый бетон в колонне за счет нагнетаемого в него ра-
створа. Марка бетона для заделок должна быть не ниже 200
и 300; во всяком случае, эта марка должна быть на одну сту-
пень выше марки бетона в ремонтируемой конструкции. Это
требование вытекает из необходимости повышения сцепления
нового бетона со старым бетоном и арматурой и получения по-
вышенной прочности на ослабленном участке в ранние сроки.
При инъецировании колонн на месте каждого дефекта уста-
навливают не менее двух трубок, одна из которых является кон-
трольной для проверки проходимости раствора. До нагнетания
раствора производится контрольная продувка раковин, что поз-
воляет установить правильность заделки трубок. При этом нуж-
но оберегать трубки от случайного попадания в них раствора
и бетона во время обетонирования колонн и заделки трубок ра-
створом.
В отдельных разветвленных и глубоких раковинах по усло-
виям производства работ и ответственности несущих конструк-
ций приходится полностью удалять весь неуплотненный бетон.
Чтобы не ослабить несущую способность конструкций, слабый
бетон в колоннах следует заменять новым бетоном по заранее
разработанной схеме (рис. 28).
Рис. 28. Последовательные приемы исправления сквозного шва в нагру-
женных железобетонных колоннах
1 — вид шва до исправления; 2 — расчистка шва с двух противоположных сторон;
3 — бетонирование расчищенных сторон шва и выдерживание уложенного бетояа>
или раствора; 4-= расчистка шва с двух других сторон; 5— бетонирЬвание; 6«вид
шва после устранения дефекта |
73
Для ускорения твердения бетона в местах заделок применя-
ются цементы высоких марок, паро- и электропрогрев. Для обо-
грева в зимних условиях полостей в конструкциях перед уклад-
кой бетона и при последующем его твердении могут быть эф-
фективно использованы лампы инфракрасного излучения.
Раковины, распространяющиеся на незначительную глубину
(до 2—3 см), обычно заделываются цементным раствором со-
става 1 :2 на цементе марки 400.
3) Пустоты
Пустоты являются распространенным видом дефектов в бе-
тонных конструкциях. Поверхность конструкций с пустотами
обычно покрыта мелкими неровностями в виде углублений, в со-
вокупности образующих множество пустот, которые могут охва-
тить большие участки конструкций. Глубокие пустоты не менее
опасны для несущей способности конструкций, чем раковины.
Пустоты обычно появляются в конструкции вследствие непро-
хождения или задержания бетона на каком-либо участке. В от-
личие от раковин, характеризуемых наличием неуплотненного бе-,
тона или отсутствием раствора, в местах образования пустот ча-
стично или полностью отсутствует бетон. Размеры пустот бы-
вают столь значительны, что полностью оголяется арматура и
образуются сквозные разрывы в конструкции с нарушением ее
монолитности.
Подобные дефекты, имеющие место в стенах, колоннах, про-
гонах, балках, плитах и конструкциях с жесткой арматурой, об-
наруживаются чаще всего:
а) в нижних частях балок и прогонов на участках различной
длины с открытой арматурой при полном отсутствии защитного
слоя; пустоты иногда бывают и выше арматуры;
б) на опорах и в узлах балок и прогонов, выполненных из
монолитного бетона; вместо 20—30 см длина опорной части
балки или прогона на кирпичную стену достигает только 3—
5 см, а заведенная в стену арматура остается полностью или
частично оголенной;
•в) в тонкостенных железобетонных конструкциях с двойной
арматурой, где образуются незабетонированные пространства,
формы и размеры которых лишены какой-либо закономерности;
г) в узлах сопряжений балок и прогонов с колоннами, где
арматура остается оголенной настолько, что опорная часть пол-
ностью нарушается;
д) в сопряжениях стен с плитами и днищами;
е) в местах установки закладных частей.
Работы по заделке пустот,, образовавшихся от непрохожде-
ния бетона, проще, чем заделка раковин. Заделка пустот бето-
ном производится в один или несколько приемов. Работы не-
сколько осложняются подготовкой стыков нового бетона со ста-
74
рым бетоном. Старый бетон по краям пустот имеет обычно рых-
лую поверхность с осыпями наполнителей и слабую пленку ра-
створа. До заполнения пустот новым бетоном все стыки очи-
щаются от старого слабого бетона и промываются. Заделку
пустот производят бетоном на мелком щебне с тщательным уп-
лотнением укладываемой см-еси. Сообразуясь с местными усло-
виями, устраивается навесная опалубка с карманами, возвы-
шающимися над уровнем мест’а -бетонирования для создания не-
большого подпора бетона, обеспечивающего плотное заполнение
полости в конструкции.
4) Швы и прослойки
1 — горизонтальный шов; 2 — наклонный шов;
3 — ломаный шов
К этому виду дефектов относятся: плохая обработка рабочих,
температурных и усадочных швов в бетоне и случайные про-
слойки в бетоне., образуемые посторонними предметами (рис. 29).
Заделка швов и тон-
ких прослоек, разде-
ляющих конструк-
цию на отдельные
части, требует осо-
бой тщательности
при выполнении ра-
бот. Явно выражен-
ные и глубокие ра-
бочие швы должны
быть очищены от по-
сторонних включе-
ний на возможную
глубину и промыты
напорной струей во-
ды. Зимой вместо
промывки приме-
няется продувка воз-
духом или острым паром. Последнюю рекомендуется применять,
когда требуется не только очистить шов от мусора и грязи, но
и прогреть конструкцию перед заделкой дефектных мест. Узкие
швы зачеканиваются жестким раствором высоких марок. Удар-
ный способ уплотнения обеспечивает высокую прочность заделки
и хорошее сцепление нового бетона со старым.
Несовершенство конструкций осадочных швов приводит к
быстрой потере устойчивости заделки. Применяемые для задел-
ки швов жгутовые уплотнители уже через несколько лет пол-
ностью теряют свои уплотняющие свойства, т. к. подвергаются
гниению и их приходиться удалять из швов и закладывать новые
уплотняющие материалы;
75
5) Трещины
Трещины являются основным видом деформаций железобе-
тонных конструкций и имеют место в сборных конструкциях
значительно чаще, чем в монолитных. Это отчасти объясняется
многократностью перемещения сборных элементов. При обсле-
довании сооружений с трещинами основной задачей является
правильное установление причин образования трещин.
Незнание причин появления трещин естественно вызывает
беспокойство строителей и эксплуатационников. В железобетон-
ных, в особенности пространственных и крупных, элементах и
конструкциях зданий, возведенных из сборных железобетонных
элементов, трещины появляются весьма часто. Некоторые тре-
щины заслуживают самого пристального внимания со стороны
проектировщиков и строителей и требуют неотложного усиления
конструкций. Другие трещины могут быть ликвидированы при
очередном ремонте, например трещины, вызванные попаданием
влаги, илистых и других включений.
К основным видам трещин относятся: усадочные, темпера-
турные, осадочные и деформационные; последние являются наи-
более часто встречающимся видом трещин и вызываются экс-
Рис. 30. Трещины в колонне,
вызванные термическими на-
пряжениями
центричными нагрузками, отсут-
ствием пространственной жестко-
сти элементов, механическими по-
вреждениями и недостатками в
расчетах конструкций (рис. 30).
По роду развития трещины раз-
деляются на стабилизировавшие-
ся и нестабилизировавшиеся по
времени; закрытые и раскрытые.
В сборных элементах трещины
вызываются также недостатками
хранения, транспортирования и
монтажа элементов. В монолит-
ных железобетонных конструк-
циях стабилизировавшиеся тре-
щины не вызывают нарушения
'конструкций и в зависимости от
их раскрытия заделываются с по-
верхности цементным раствором
набрызгом или под давлением.
Поперечные и вертикальные тре-
щины, возникающие в колоннах,
могут потребовать устройства же-
лезобетонных манжет, накладок
или обойм.
76
6) Промасливание бетона
Промасливание бетона в перекрытиях имеет место на многих
предприятиях. Особенно большие неприятности вызывают про-
течки масла в многоэтажных производственных зданиях. На по-
толках цехов, размещенных в нижних этажах, появляются пят-
на, а при обильном скоплении масла оно просачивается через
перекрытие, попадает во все нижележащие помещения на обору-
дование и приборы.
Примеры из практики показывают, что при длительном про-
масливании бетон теряет свою первоначальную прочность. Плот-
ный бетон меньше подвержен потери прочности, чем бетон, изго-
товленный на слабых инертных материалах. Промасливание от-
рицательно сказывается и на других физико-механических свой-
ствах бетона.
Интересные данные о потери прочности бетоном при длитель-
ном промасливании были получены при обследовании производ-
ственного четырехэтажного здания, в котором перекрытия вы-
полнены из монолитного бетона марки ПО. В связи с тем, что
через перекрытие над первым этажом этого здания во многих
местах наблюдалось просачивание масла и намечалась замена
устаревшего оборудования новым, возникла необходимость про-
верить качество бетона после длительного промасливания. На
потолке масляные пятна охватывали участки площадью до 1 —
1,5 ж2; просачивающееся масло попадало на отдельные участки
несущих балок. Для исследования промасленного бетона в пли-
те перекрытия над первым этажом, где демонтировалось обору-
дование, был вырублен участок перекрытия площадью 70 X
X 80 см. В изломах бетона можно было проследить глубину
проникновения масла в тело бетона. Там, где >в бетоне имелись
ясно выраженные поры и неплотности, пропитка маслом распро-
странялась на всю толщину плиты и выступала через штукатур-
ку в виде темных жирных пятен. В достаточно плотном бетоне
масло проникло только на глубину 2—3 см.
Для выявления степени промасливания бетона были отобра-
ны образцы из различных участков перекрытия.
Промасленная верхняя часть бетона толщиной до 8 жж имела
незначительную прочность и легко отделялась от прочного бето-
на. Промасленный слой служил как бы изоляционным слоем,
защищавшим бетон от дальнейшей пропитки. За указанным сло-
ем наблюдалась пропитка плотного бетона. Проникновение мас-
ла в бетон не превышало 30 мм. Далее следовал совершенно чи-
стый бетон без каких-либо признаков пропитки маслом. При раз-
ломке плотного бетона обнаружилось, что крупный заполнитель
и отделенный от него раствор не имели признаков промаслива-
ния. Сцепление заполнителя с цементным камнем оказалось
77
вполне удовлетворительным. В испытанных образцах, где про-
питка ограничивалась толщиной до 30 мм, прочность непромас-
ленного бетона составила до 200 кг[см2 против проектной марки
ПО, что следует, очевидно, отнести за счет 30-летнего возраста
бетона, хорошо изготовленного из качественных материалов.
Одновременно прочность образцов из промасленного бетона не
превысила 100 кг/сж2.
В реконструируемом корпусе бетон в наиболее промасленных
местах перекрытия потерял свою прочность против первоначаль-
ной на 15—20%'. Во избежание дальнейшего ослабления несущей
способности перекрытия пришлось удалить пропитанный маслом
шлакобетон, уложенный поверх железобетонной плиты и при-
шедшей в рыхлое состояние. Но прежде чем был уложен новый
слой шлакобетона, поверхность перекрытия подвергалась очист-
ке от механических примесей и промывке теплой водой. До ук-
ладки шлакобетона неровности в перекрытии заделывались жир-
ным цементным раствором и железнились. Пятна на поверхности
штукатурки и бетона скрыть затиркой или новой штукатуркой
не удалось. Поверхностная окраска и даже новая штукатурка
не дали положительных результатов.
Необходимо также обратить внимание технического персо-
нала на разработку мер защиты перекрытий от проникновения
масел (устройство маслосборников, плотной пригонки соедине-
ний маслопроводов и др.).
Приведем некоторые другие примеры потери прочности бето-
на от длительного промасливания.
В перекрытиях производственного здания Красавинского
льнокомбината бетон укладывался в 1930—1933 гг. Прочность
вырубленного непромасленного бетона составила 150—170/сг/сж2,
прочность того же бетона на участках, где он был полностью
пропитан маслом, составила 90—100 кг[см2. Бетон в перекрытии
над первым этажом прядильного цеха имел прочность 170—
200 кг/сж2, тот же бетон, который промасливался в течение дол-
гого времени, имел прочность 100—130 кг/см2.
Бетон в перекрытиях Саввинской текстильной фабрики поте-
рял свою первоначальную прочность. В перекрытии над вторым
этажом ткацкого цеха прочность бетона вместо первоначальной
90—100 кг/см2 после 18-летней эксплуатации снизилась до 0—
50 кг/см2. В некоторых пролетах конструкции перекрытия раз-
рушились.
Такие же проверки прочности бетона проводились на Павло-
во-Покровской текстильной фабрике, где прочность бетона в пе-
рекрытии над первым этажом ткацкого цеха за 15 лет эксплуа-
тации снизилась с ПО—140 до 75—90 кг/см2.
Перечисленные данные о снижении прочности бетона от дли-
тельного промасливания были получены путем испытания куби-
ков бетона, вырезанных из соседних участков перекрытий, про-
78
питанных и не пропитанных маслом, так что достоверность этих
данных не вызывает сомнений.
Для проверки влияния постоянного действия масла на бетон
кубики размерами: 7X7X7 см и состава 1 :3 выдерживались
в воде; другие кубики, изготовленные из того же состава, выдер-
живались в масле. Первая партия из трех кубиков после годич-
ного выдерживания в воде дала среднюю прочность 513 кг/сж2;
вторая партия кубиков, содержавшихся в машинном масле, да-
ла среднюю прочность 436 кг!см2. Другие образцы находились в
тех же условиях и соответственно показали прочность 436 и
385 кг/см2.
7) Разрушение бетона под действием раствора поваренной соли
В зимние месяцы в связи с резкими изменениями температу-
ры наружного воздуха наблюдается образование наледей на
плитах, блоках и других железобетонных конструкциях строя-
щихся объектов, не защищенных от атмосферных осадков.
Сцепление льда с бетоном настолько велико, что удаление
льда может быть достигнуто механическим способом (околом),
.паропрогревом и химическим способом. Однако последний спо-
соб разрешается применять при условии полной гарантии в со-
хранении прочности бетона.
Для ускорения оттаивания наледей строители часто прибе-
гают к использованию поваренной соли.
На некоторых объектах, где удаление льда с поверхности
бетона производилось путем посыпки солью, имело место по-
вреждение бетона, выражавшееся в виде отслоения лещадок
разных размеров и разрыхления структуры бетона. При фильт-
рации концентрированного раствора поваренной соли во время
таяния льда и снега на поверхности бетона получаются налеты
кристаллов соли в виде хлопьев, напоминающих сухой снег,:
Даже после нескольких очисток этих налетов снова появлялись
высолы на поверхности штукатурки и бетона.
На строительстве пятиэтажного жилого дома для удаления
слоя льда толщиной 5—8 см, образовавшегося при оттепелях
и последующих заморозках, на перекрытии над пятым этажом
был насыпан на лед небольшой слой поваренной соли. Соль
была втоптана в бетон и засыпана сверху строительным мусо-
ром. После насыпки соли на бетон наблюдались переменные тем-
пературы наружного воздуха — оттепели й морозы, доходившие
до минус 20°. В течение некоторого времени через поры бетона
просачивался концентрированный раствор поваренной соли. При
переменном замораживании и оттаивании этот процесс привел
к расклиниванию и полному разрушению бетона. Наиболее зна-
чительные разрушения наблюдались в железобетонных прого-
нах и многопустотных настилах. На боковых плоскостях уложен-
ных прогонов отслоение бетона на участках длиной до 2 м дохо-
79
дило до 5 см по толщине и по всей высоте прогона. Срез бето-
на наблюдался в местах наиболее интенсивного просачивания
раствора соли. Куски бетона легко отслаивались от массива
прогона ровными слоями (рис. 31). На некоторых других прого-
Рис. 31. Начало разрушения бетона в прогоне раствором поваренной соли
нах, где также происхо-
дило просачивание ра-
створа, образовались
хлопья выкристаллизиро-
вавшейся соли (рис. 32)
и произошло выщелачи-
вание бетона. Куски бе-
тона легко отпадали от
массива прогона ровны-
ми слоями.
Расклинивающее дей-
о п х ствие замерзающего па-
Рис. 32. Разрушенные участки железобетона г н
под действием раствора поваренной соли СТВОра поваренной СОЛИ
оказалось настолько боль-
шим, что срез бетона про-
исходил даже по весьма прочному заполнителю (щебню). На
некоторых прогонах отслаивались куски бетона размером_60Х
Х180 см при толщине слоя 4—6 см. Еще большее отрицатель-
ное воздействие оказал раствор поваренной соли на многопу-
80
стотные железобетонные настилы. Через пористый и недостаточ-
но уплотненный бетон, какой обычно наблюдается в сжатой
зоне многопустотных настилов, раствор легко просачивался и
скапливался в продольных пустотах. Разрушение настилов про-
исходило в продольном направлении по пустотам. Некоторые
настилы пришлось снять и заменить новыми.
Методы усиления нарушенного бетона от агрессивного дейст-
вия поваренной соли устанавливаются по каждой конструкции
в отдельности в зависимости от размеров разрушения бетона и
наличия высолов на поверхности. Наиболее дефектные конструк-
ции должны ремонтироваться. Если по условиям производ-
ства работ замену конструкций нельзя выполнить, то их
усиливают.
Для усиления прогонов, не подлежащих замене, удаляется
на ружейный бетон. Подготовленная к заделке поверхность про-
мывается теплой водой. Бетонирование подготовленных участков
производится бетоном с мелким щебнем. Опалубка устанавли-
вается с учетом некоторого увеличения сечения конструкции —
на 2—4 см больше проектных размеров.
По недосмотру обслуживающего персонала рядом со штабе-
лями известнякового камня была выгружена из барж россыпью
поваренная соль; часть соли повала вместе с камнем на завод,
а затем со щебнем — в 'бетон для.изготовления железобетонных
настилов. Спустя примерно три—четыре месяца с постройки на-
чали поступать сигналы о появившихся нарушениях в настилах.
Выяснилось, что было изготовлено несколько сот железобетон-
ных настилов из засоленного бетона. Большие разрушения на-
стилов наблюдались в тех конструкциях, где соль в виде кри-
сталлов растворялась, а концентрированный раствор замерзал.
Это повторялось несколько раз. В помещениях с повышенной
влажностью на настилах появились непросыхающие пятна. Поч-
ти во всех пораженных настилах на поверхности имелись следы
ржавления арматуры, на каждом из настилов насчитывалось
от 15 до 100 пятен диаметром от 2 до 6 см (рис. 33). Много-
кратное оттаивание и замерзание раствора в порах бетона при-
вели к разрушению настилов. Наиболее дефектные из них при-
шлось заменить. Незначительные дефекты (пятна от ржавления
арматуры и высолы) устранялись на месте путем замены нека-
чественного бетона новым, насечки и штукатурки поверхности
с последующей отделкой.
Периодическая посыпка дорожных железобетонных покрытий
поваренной солью для удаления наледи также приводит к по-
вреждению поверхности бетона. Можно было наблюдать уже
после двухгодичной эксплуатации шелушение покрытий, обна-
жение щебня и гравия и потерю первоначальной толщины кон-
струкции.
81
Рис. 33. Пятна i\a железобетонных настилах вследствие коррозии арматуры
под воздействием концентрированного раствора поваренной соли
8) Недостаточная тепловая обработка сборных железобе-
тонных конструкций
Большое количество дефектов в железобетонных конструк-
циях вызывается недостатками обогрева железобетона, наруше-
ниями тепловой обработки или просто ранним замораживанием
бетона. С наступлением теплого времени замороженные элемен-
ты, оттаивая под нагрузкой, теряют свою устойчивость. Можно
указать ряд примеров, когда уложенные в перекрытия железо-
бетонные конструкции — прогоны и настилы — в замороженном
виде при недостаточной начальной прочности (30—50 кг! см2)
с наступлением оттепелей или теплого времени разрушились под
влиянием собственного веса.
Вопросам технологии производства работ в зимнее время
посвящена довольно обширная техническая литература. Однако
некоторые особенности твердения бетона при пониженных поло-
жительных и отрицательных температурах и последующий рост
прочности бетона после наступления тепла не получили доста-
точного освещения в современной литературе. Приходится на-
блюдать многочисленные случаи, когда конструкции бетониру-
ются и выдерживаются без достаточной тепловой обработки при
пониженных и отрицательных температурах. Конструкции с
прочностью до 20—25% проектной марки преждевременно рас-
82
палубливаются и вывозятся на строительство для укладки их
в сооружении. .Эти дефекты характерны преимущественно для
конструкций, изготавливаемых в осенне-зимний и «осенний пе-
риоды времени.
Рис. 34. Различные случаи разрушения железобетонных настилов
а — при разгрузке с автомобиля; б — при отрыве монтажных петель; в — во вре-
мя укладки в рабочее положение; 1 — первое положение; 2 —• второе положение;
3 — третье положение
На рис. 34 показаны различные случаи разрушения железо-
бетонных настилов, не прошедших должной тепловой обработки.
На строительство пятиэтажного дома из комбината произ-
водственных предприятий были завезены три настила. Два из
них были благополучно уложены непосредственно с автомобиля
в перекрытие над подвальным этажом жилого дома, возводимо-
го из шлакобетонных блоков. Рядом со смонтированным^
элементами настила укладывался тем же башенным краг
ном и третий элемент, который находился на том же
автомобиле. Когда третий элемент был уложен в рабочее поло-,
жение на стены, он начал прогибаться под влиянием собствен?
ного веса и разрушаться. Процесс разрушения настила
происходил довольно быстро. В месте образовавшегося изло-
ма выкрашивались куски бетона. Настил своей разломанной
частью опустился на 2 м ниже перекрытия и как бы сложился,
приняв V-образный вид. Так как стропы не были еще сняты с
монтажных петель, настил не упал, а в сложенном виде повис
на крюке крана (рис. 34, в). Настил разломился на две части-
левую — длиной 3,23 ж и правую длиной 2,83 ж, а зона разрух
шившегося участка составила 0,34 ж. На участке в месте изло^
ма бетон полностью выкрошился, а арматура оголилась как в
нижней, так и в верхней зонах. На верхней арматурной сетке
8?
почти не было следов сцепления с бетоном. В правой части на-
стила длиной 2,83 м бетон претерпел значительное расслоение
в продольном направлении. Вертикальные стенки между пусто-
тами оказались разорванными в горизонтальной плоскости.
Верхняя часть настила полностью отделилась от нижней
(рис. 35).
Рис. 35. Разрушение настила вследствие недостаточной тепловой
обработки бетона
Причиной разрушения настила была низкая прочность бето-
на вследствие недостаточной тепловой обработки конструкции
в пропарочной камере. Лабораторная проверка бетона шарико-
вым молотком показала, что прочность бетона в день обрушения
настила составляла 40—50 кг!см2 вместо отпускной прочности
200 кг}см2. В сжатой зоне, кроме того, бетон был весьма рыхлым
и прочность его не превышала 30 kzIcm2.
Куски бетона, выдержанные в нормальных температурно-
влажностных условиях, в последующее время заметно стали
набирать прочность, что наглядно видно по результатам испыта-
ний кубиков, выпиленных из тех же кусков бетона, но испытан-
ных через 5 суток- после испытаний первых образцов, — кубик
№ 3 показал прочность 152 ке/сж2. Учитывая, что кубик № 3
имел размеры 5X5X5 см, был принят соответствующий коэффи-
циент и при пересчете прочность бетона составила 91,3 кг{см-\
кубик № 4 тех же размеров показал прочность 107,5 кг{см2,
что при пересчете составило 61 кг!см2.
84'
В последующее время прочность бетона, выдержанного в:
теплом помещении, достигла 150 кг!см2.
Полное оголение арматуры и отделение бетона от арматуры
в месте его излома и других местах конструкции указывало на
неудовлетворительное сцепление арматуры с бетоном.
Некоторые другие настилы, находящиеся на этом объекте,
пи внешнему виду мало отличались от разрушенного настила.
Подобные разрушения прогонов и настилов не были единич-
ными и наблюдались при транспортных и складских операциях
на заводах и строительстве во время монтажа и укладки конст-
рукций на место.
9) Влияние раннего замораживания монолитных
железобетонных конструкций
В монолитных перекрытиях после распалубки неокрепшего
бетона отрываются куски защитного слоя вдоль арматуры в пли-
тах, балках и прогонах; потеря прочности бетона при заморажи-
вании не восстанавливается после отогрева; замороженный бе-
тон имеет рыхлую структуру, особенно в наружных слоях.
Многое из общеизвестных принципов ухода за монолитным
железобетоном не принимается во внимание, когда работы по
укладке бетона выполняются при отрицательных температурах
и при сменах оттепелей морозами. При современном размахе
производства сборного железобетона на строительство редко
поступает товарный бетон и поэтому на строительных площад-
ках отсутствует нужное оборудование для обогрева уложенного
бетона. Молодые строители подчас не придают должного значе-
ния тепловой обработке бетона в зимнее время.
Практика строительства отмечает множество дефектов, воз-
никающих в конструкциях, выполненных из монолитного желе-
зобетона без надлежащего ухода за ним в осенне-зимнее и ве-
сеннее время, когда отрицательные и пониженные положитель-
ные температуры задерживают или вовсе прекращают рост
прочности бетона.
В безбалочном перекрытии одного корпуса с наступлением
теплого периода времени выявилась значительная потеря проч-
ности бетона.
Сетка колонн в указанном здании была принята 6x5 м, диа-
метр колонн 55 см, а толщина плиты 17 см. Колонны заверша-
лись капителями.
Марка бетона для перекрытия была принята 150, а расчет-
ная нагрузка на перекрытие составила 750 кг/м2.
Перекрытие над вторым этажом бетонировалось в октябре
и ноябре, а распалубка лишь в некоторых пролетах производи-
лась в феврале следующего года. Поскольку какой-либо обо-
грев конструкций не применялся, не представилось возможным
произвести распалубку всех конструкций. Опалубка была снята
85
в тех пролетах, где бетон казался прочным, но и это было сде-
лано преждевременно, так как после наступления оттепелей бе-
тон в плите и капителях обладал лишь незначительной проч-
ностью, которая не превышала 5—8 кг/см2. Защитный слой бе-
тона в плите под действием собственного веса отделялся от пе-
рекрытия и постепенно отпадал. На отдельных участках пере-
крытия вследствие такого расслоения бетона полностью обна-
жилась арматура. Некоторые плиты прогнулись под действием
собственного веса до 15 см.
Отобранные и проверенные в лаборатории образцы показали,
что бетон готовился на мелком песке, содержащем большое ко-
личество илистых и глинистых включений. Куски бетона, под-
вергнутые пропариванию в течение 4 час. при температуре 85—
90°, показали незначительное нарастание прочности. Столь
большая потеря прочности и разрушение бетона были вызваны
вследствие периодического выпуска под забетонированное пере-
крытие пара из действующего цеха. Пар конденсировался на
большом участке перекрытия, а попеременное замораживание
бетона и оттаивание при выпуске пара оказали свое отрицатель-
ное действие. При этом больше всего оказались разрушенными
капители и консольные части плиты.
В перерывах между периодическими выпусками пара вода
в бетоне превращалась в лед, а затем лед растаивал. Этот про-
цесс замерзания и оттаивания бетона продолжался несколько
месяцев. На других, более удаленных участках от места увлаж-
нения паром бетон обледенел, толщина наслоившегося льда до-
стигала 35 см, что также причинило вред неокрепшему бетону.
В качестве первоочередных мер при проведении восстанови-
тельных работ потребовалось отвести пар от строящегося корпу-
са, оградить участок с аварийным состоянием конструкций и
установить предохранительные стойки для поддержания нео-
крепшего бетона. Некоторые части перекрытия — плиты и капи-
тели колонн — в тех местах, где особенно интенсивно оказывали
свое отрицательное действие пар и конденсированная влага,
пришлось разобрать и заново забетонировать конструкции. В
других пролетах, где бетон хотя и потерял свою прочность, но
не был разрушен, было организовано пропаривание бетона с
умеренным его увлажнением. Температура под брезентом под-
держивалась до 40°, а прогрев продолжался 10 суток.
Возник вопрос о возможности распалубки монолитного реб-
ристого перекрытия на здании площадью 1 200 ж2, когда железо-
бетонная плита толщиной 10 см, балки, ригели и колонны после
4 месяцев выдерживания в опалубке оказались весьма слабыми.
Работы по бетонированию перекрытия выполнялись в ноябре и
декабре. Бетон, согласно проекту, должен был иметь марку 200.
Контрольные образцы бетона не отбирались. Несмотря на отри-
цательную температуру наружного воздуха (до минус 13°), бе-
86
тон укладывался в конструкции без обогрева и утепления опа-
лубки.
Отсутствие данных о температурном режиме твердения бето-
на и контрольных проверках прочности образцов не позволило
сделать вывод о качестве уложенного бетона и возможности его
распалубливания. В таких случаях приходится производить кон-
трольные проверки бетона непосредственно в конструкциях. Ес-
ли бетон находится в замороженном виде, то можно отобрать
образцы и подвергнуть их оттаиванию в помещении при темпе-
ратуре 18—22° в течение 2—3 час. или в парах воды при темпе-
ратуре 80—90° в течение 20—30 мин.
В результате произведенной проверки выяснилось, что бетон
при оттаивании имел прочность не более 2—4 кг/см2.
Дальнейшие исследования отобранных образцов бетона по-
казали некоторый рост их прочности. При длительном пропари-
вании образцов бетон набрал прочность примерно до 50% про-
ектной марки. Были заметны при этом остаточные явления ран-
него замораживания бетона, т. е. частичное нарушение сцепле-
ния гравия с цементным раствором. Другая партия отогретых
образцов из того же перекрытия показала прочность в пределах
20—25% проектной марки. В последующее время при продолжи-
тельном пропаривании и уходе за контрольными образцами бе-
тон приобрел около 80% проектной прочности.
На основании произведенной проверки качества бетона было
установлено, что распалубку железобетонного ребристого пере-
крытия производить нельзя. Для того чтобы избежать полной
разборки перекрытия, бетон подвергался обогреву через опалуб-
ку. Для этого перекрытие снаружи покрывалось брезентом, а
снизу через специальную систему паровых труб подавался пар.
Внутри помещения создалась не только положительная темпера-
тура у перекрытия (до 30°), но и повышенная влажность. Даль-
нейший контроль роста прочности бетона во всех конструкциях
осуществлялся шариковым молотком. Путем периодических про-
верок устанавливался рост прочности бетона во. времени, что
и позволило установить сроки распалубки конструкции и факти-
ческую прочность бетона.
В рассмотренном нами случае прочность бетона оказалась
восстановленной только в конце апреля. Около 2 месяцев бетон
выдерживался в тепловлажностных условиях. В последующее
время, когда наступили теплые дни, бетон подвергался периоди-
ческому увлажнению и только в начале июня конструкции при-
обрели необходимую прочность.
10) Пучение и выколы в бетоне
Пучение бетона проявляется при наличии в бетоне комьев
ила и глины, загрязненного гравия и щебня и намерзающих об-
волакивающих налетов глины на щебне и гравии. Термин «пуче-
87
ние бетона» может, на первый взгляд, показаться необычным,
но тем не менее явления пучения бетона от включений глины
проявляются с такой же силой, как это бывает с пучением грун-
та. Если конструкции периодически подвергаются увлажнению
и замораживанию, то пучинистые свойства включенных в бетон
пучинистых материалов будут неизбежно проявляться, и степень
разрушения будет зависеть от содержания в бетоне этих вклю-
чений.
Характерны случаи местного и даже полного разрушения бе-
тона, которые обычно связаны с применением некачественных за-
полнителей, попаданием в бетон комьев глины и ила, а также
с применением гравия и щебня, покрытых глинистыми «рубаш-
ками» (рис. 36). Даже самые массивные конструкции, в которые
попадают куски слабых
мергелистых пород, обла-
дающих свойствами гли-
ны пучиться при размока-
нии и замораживании, не
способны противостоять
расклинивающим усили-
ям. При применении нека-
чественных инертных ма-
териалов в конструкциях,
соприкасающихся с грун-
том и грунтовыми вода-
Рис. 37. Разрушения в бетоне от
включений негашеной извести
а — в плите перекрытия; б — в блоках
Рис. 36. Выкол бетона в
результате пучения
включений глины
ми, процесс разрушения проходит довольно быстро. Слабые из-
вестняки, широко применяемые в настоящее время в качестве
заполнителей на некоторых заводах по производству железобе-
тонных изделий, являются также причиной многих повреждений
и разрушений железобетонных сборных элементов.
Завезенные в 1956 г- и сложенные на строительной площадке
двухэтажного административного здания фундаментные блоки
88
начали разрушаться в штабеле. К 1958 г. часть блоков оказа-
лась полностью разрушенной. Отобранный из бетона и испытан-
ный в морозильной камере щебень после восьми циклов замора-
живания при температуре минус 17° начал расслаиваться. Во-
семь блоков из 30 оказались покрытыми сеткой крупных трещин.
Двенадцать блоков из этого количества находились в первичной
стадии разрушения. Прочность бетона в сохранившихся конст-
рукциях не превышала 70 кг/сж2; блоки не представляли собой
монолитное целое. Применение неморозостойкого щебня нанесло
разрушительное действие на целостность бетонных массивов.
Характерные для блоков глухие тоны при простукивании со
всей ясностью подтвердили первоначальные предположения, что
включенный в бетон щебень производил разрушение конструкций.
Пришлось наблюдать случаи разрушения бетона даже в экс-
плуатируемых зданиях, которые характеризовались как бы
«взрывами» ;в бетоне. Такие явления часто имеют место в шту-
катурке, происходящие от гашения попавших в штукатурку зе-
рен негашеной извести и обычно называемые «дутиками».
Выколы бетона кусками больших размеров наблюдались в
выстроенном здании уже после 3 лет эксплуатации. Размеры вы-
колов колебались в диаметре от 5 до 120 мм. Количество выко-
лов в одной плите доходило до 20 шт. диаметром от 5 до 15 мм.
В отдельных плитах обнаружились выколы бетона диаметром
50, 80 и 120 мм. В одной из квартир был отобран отслоившийся
кусок бетона размером 80X60X17 мм. Характерной особен-
ностью отколовшегося куска бетона являлся отрыв его от мас-
сива с разрушением бетона по щебню (рис. 37).
11) Прочие дефекты в монолитном и сборном железобетоне
Примеры массовых дефектов можно было наблюдать в четы-
рехэтажном лабораторном корпусе в монолитном железобетоне.
Здание имело длину 114 м, состояло из 19 пролетов по 6 ж и бы-
ло разделено тремя температурными швами. По, ширине здание
имело три пролета: два 'крайних по 7 м и средний 2,5 м. Прого-
ны имели сечение 75x35 см, балки — 50x22 см.
Строительные работы по возведению корпуса производились
в зимнее время. Вследствие значительного количества дефектов
корпус не мог быть введен в эксплуатацию в течение 2 лет
(рис. 38).
Наиболее серьезные дефекты оказались в перекрытиях. Наб-
людалось полное или частичное обнажение арматуры в нижней
плоскости прогонов и второстепенных балок и отсутствие за-
щитного слоя. Во многих балках, где бетон не был уплотнен,
арматура была полностью оголена и не имела связи с бетоном.
ь9
Оголение арматуры был-о вызвано не только производственными
недостатками, связанными с некачественной укладкой бетона,
но и большой насыщенностью конструкций арматурой. На неко-
торых участках в нижней зоне прогонов располагалось по во-
семь стержней диаметром 32 мм впритык друг к другу на всю
ширину прогона (рис. 39).
Рис. 38. Вид характерных дефектов в монолитных железобетон-
ных конструкциях
Не менее существенным дефектом, допущенным при произ-
водстве бетонных работ, было применение жесткой бетонной
смеси, к тому же частично схватившейся до укладки ib дело. В
некоторых конструкциях применялся бетон с 'крупным заполни-
телем размером до 60—80 мм. По этой причине происходило за-
клинивание бетоном зазоров между стержнями арматуры, и
вибрированием не удалось уплотнить жесткую и неудобоукла-
дываемую смесь.
Несмотря на длительное выдерживание конструкций без
эксплуатационных нагрузок, бетон не обрел нужную прочность.
Спустя 3 года прочность бетона не превышала 40, 60 и 120лсе/сл52
при проектной марке 170. Столь низкая прочность бетона, кро-
ме перечисленных ранее недостатков, была вызвана нарушения-
ми в технологии производства бетонных работ в зимнее время.
Достаточно сказать, что выдерживание бетона при отрицатель-
ных температурах производилось без тепловой обработки.
В тех элементах, в бетон которых попадали загрязненный
глиной гравий и смерзшийся песок, прочность бетона не превы-
шала 15—20 кг!см2. Характерными качествами такого бетона
90
Рис. 39. Оголение арматуры в нижней полости прогона
были: рыхлая структура, нарушение сцепления заполнителя с
цементным раствором и отсутствие связи бетона с арматурой.
Бетон легко разбирался и в процессе расчистки раскрошивался
на мелкие куски с отделением крупного заполнителя от ра-
створа.
В местах опирания на стены прогонов 'наблюдались пустоты;
заделанная в стены арматура, оказалась полностью оголенной
(рис. 40). Такое же некачественное бетонирование имело ме-
сто и в сопряжениях прогонов с колоннами, где арматура оказа-
лась оголенной по всему сечению прогона на длине 20 см.
В местах опирания отдельных прогонов на колонны наблюда-
лись рабочие швы и пустоты в бетоне, занимавшие полное сече-
ние колонны.
Вследствие длительных разрывов во время бетонирования
конструкций в сопряжениях колонн и плит с прогонами и балка-
ми, а также в отдельных конструкциях наблюдался бетон раз-
личных марок, качества и плотности. В верхних частях колони
преобладал рыхло уложенный бетон с частичным оголением ар-
матуры. В балках и плитах имелись разрывы, образованные
оставленными в бетоне досками. В прогонах проходили косые
рабочие швы шириной до 3 см с 'неподготовленной поверхностью
ранее уложенного бетона. Наблюдалось провисание оголенной
незаанкеренной арматуры под действием собственного веса кон-
струкции. Обнаруживались куски бетона с включениями глини-
стых комьев и некогда смерзшихся кусков ила и песка, вызывав-
ших пучинистые явления.
91
40.
Некачественная укладка бетона в опоре прогона
Рис.
Рис 41. Разрыв бетона в ко-
лонне вследствие оставления
в рабочем шве прослойки
льда и снега
а — после бетонирования; б —*
после оттаивания; 1 — опалуб-
ка; 2 — слой льда и уплотненно-
го снега
Выявились также дефекты про-
ектирования, заключавшиеся в
большой насыщенности конструк-
ции арматурой, почти и с ключ аз-
шей возможность качественной
укладки бетона.
Вследствие ослабления опор-
ных частей прогонов у темпера-
турных швов образовались срезы
в кирпичной кладке стены и про-
висание прогонов.
Отмечены также и некоторые
другие дефекты, а именно: сме-
щение опирания прогона с простенка на оконный проем; сту-
пенчатая укладка бетона в плите с перепадом поверхности пли-
ты на 2—2,5 см; рыхлость бетона в прогонах и колоннах от ран-
него замораживания бетона и вымерзания влаги; разрыв в бе-
тоне колонны, образовавшийся в результате, оставления в рабо-
чем шве прослойки льда и уплотненного снега (рис. 41); разрыв
92
бетона колонны с оголением вертикальных стержней на высоту
до 12 см ;в нижней части; образование пологих рабочих швов в
сопряжении прогонов и балок; полное нарушение монолитности
бетона; зависание бетона в колонне и образование незабетони-
рованного пространства на 120 см по высоте колонны.
Это лишь перечень наиболее крупных дефектов в конструк-
циях из монолитного бетона, устранение которых продолжалось
несколько месяцев.
В тех местах про-гонов и балок, где оказалась обнаженной ар-
матура, удалялся слабый бетон (прочностью ниже марки 100)
и производилось бетонирование бетоном марок 200—250. Все
стыки продольных рабочих стержней сваривались непосредст
венно между собой или с дополнительными накладками из по-
лосовой стали длиной 30 см.
Очищенные от слабого бетона участки бетонировались в
опалубке, установленной с бортами на ‘высоту наращивания но-
вого бетона. Способ установки и выбор типа опалубки решались
исключительно на месте в зависимости от характера и формы
дефекта. Заполнение образовавшихся полостей бетоном произ-
водилось с одной или одновременно с двух сторон с обязатель-
ным вибрированием. Для удобства укладки и уплотнения закла-
дываемого в щели бетона в балках и прогонах предусматрива-
лись один или несколько карманов.
Пустоты и оставленные незабетонированными участки в опор-
ных частях прогонов балок на стенах и колоннах очищались от
слабого бетона и образовавшиеся полости заполнялись бетоном
с соответствующей для каждого дефекта консистенцией.
Прочность дефектного бетона устанавливалась путем раз-
борки контрольных участков в каждом пролете. Такими обсле-
дованиями был выявлен очень слабый бетон в шести пролетах
общей площадью до 200 м2. Небольшие неровности и поверхно-
стные раковины в плитах, балках, прогонах и колоннах заделы-
вались бетоном и раствором. Колонны, в которых прочность бе-
тона была ниже проектной марки на 30% и более, заключались
в железобетонные обоймы. Таких колонн оказалось 30 шт. из
«общего количества 160.
Одновременно с заделкой пустот бетоном производилась
установка инъекционных трубок с тем, чтобы после приобрете-
ния новым бетоном не менее 50% заданной прочности и снятия
опалубки проверить путем нагнетания раствора качество за-
делки и в случае наличия пустот заполнить их раствором под
давлением.
Бетон для заделки пустот готовился на месте строительствг!
на щебне с предельной крупностью 10—15 и 20—25 мм. Для
ремонта поверхностных раковин и наружного защитного слоя в
93
плитах перекрытий применялся раствор состава 1 : 2 на круп-
ном песке.
Большой объем работ по устранению значительного количе-
ства дефектов в конструкциях вызвал необходимость производ-
ства работ в определенной последовательности.
Бригада из шести плотников устанавливала стационарные и
передвижные подмости. Отдельные звенья из двух-четырех ра-
бочих производили разборку слабого бетона и подготовку по-
верхности его к бетонированию. Два сварщика сваривали стыки
и приваривали накладки в местах стыков арматуры. Отдельные
звенья из двух-трех плотников заготовляли, устанавливали и
крепили опалубку к конструкциям сообразно с местными усло-
виями и в дальнейшем производили разборку опалубки.
Бетонщики бетонировали дефектные конструкции с пред-
варительной очисткой и промывкой поверхности перед бетониро-
ванием, установкой и креплением инъекционных трубок. Звено
из трех рабочих приготавливало водоцементную смесь и произ-
водило инъецирование конструкций.
Инъецирование конструкций производилось и в тех случаях,
когда в зоне расположения насыщенней арматуры оставались
пустоты и арматура не была защищена раствором. К инъеци-
рованию приходилось прибегать даже в том случае, когда бетон
в сжатой зоне казался достаточно однородным без наличия ви-
димых на его поверхности каверн.
Через несколько' дней после выполнения бетонных работ в
каждую из установленных трубок производилось нагнетание во-
доцементной смеси. Казалось бы, что при тщательной заделке
дефектных участков поглощение раствора бетоном должно было
быть минимальным, но когда производилось нагнетание, в каж-
дую из установленных трубок входило некоторое количество
раствора. Это объяснялось тем, что между стержнями густо
расположенной арматуры имелись разветвленные зазоры и пу-
стоты. Например, в месте соединения прогона с балкой в резуль-
тате зависания бетона образовалась сквозная пустота разме-
ром 35X20 см. Когда был удален слабый бетон, то полость уве-
личилась до 50X31 см. По поверхности вырубленной части бе-
тон оказался однородным. Чтобы проверить, является ли бетон
достаточно плотным по всему его сечению, до заделки конструк-'
ции впритык к арматуре была установлена инъекционная труб-
ка, в которую в последующие дни было введено 10 л водоце-
ментной смеси. Во время инъекции вытекания раствора из пор
и стыков не было обнаружено. Следует полагать, что раствор
направился вдоль арматуры и заполнил неплотности в стыках
продольных стержней- В одну из установленных между арма-
турой трубок было введено 16 л водоцементной смеси и при
этом не обнаружилось вытекания раствора из стыков. Во вре-
мя инъекции в некоторые балки вытекание раствора наблюда-
94
люсь через кирпичную кладку у опор балок; в этих случаях
раствор прошел путь длиной до 6 м от 'места установки трубки.
В сборных железобетонных конструкциях дефекты имеют
свои особенности и чаще всего -вызываются нарушениями при
монтаже элементов, транстюртирювании и хранении на складах,
нарушениями в тепловой обработке и механическими поврежде-
ниями. к числу таких основных нарушений можно отнести:
эксцентричное опирание железобетонных колонн по высоте зда-
ний; выравнивание опорных частей сборных железобетонных
колонн чрезмерно толстыми швами раствора; неполное опирание
металлических конструкций на невыровненную поверхность
смонтированных колонн; перегрузки и перенапряжения железо-
бетонных конструкций (рис. 42); появление трещин и околов в
бетоне вдоль арматуры; нарушение совместной работы армату-
ры с бетоном в железобетонных стойках (рис. 43); выколы в
местах перенапряжения бетона под опорными плитами (рис. 44);
косые и продольные трещины -в бетоне.
12) Случаи обрушения железобетонных конструкций
Причинами обрушения отдельных конструкций послужили
дефекты, допущенные при проектировании и изготовлении кон-
струкций.
На строительстве жилого дома в перекрытии над пятым эта-
жом один из уложенных элементов настила без каких-либо внеш-
них воздействий внезапно обрушился в нижележащий этаж. На-
ходившиеся на перекрытии четвертого этажа деревянные щиты
и подмости амортизировали удар и задержали настил на пере-
крытии. При падении элемент настила разломился на несколько
частей. Согласно заводской накладной и штампу, указанный
элемент настила был изготовлен 9 октября, а 14 октября того же
года был завезен на строительство и в тот же день уложен в пе-
рекрытие над пятым этажом. Одним своим концом настил опи-
рался на внутреннюю продольную кирпичную стену, а другим —•
на перемычку наружной стены. Настил, уложенный в перекры-
тие, пролежал около 30 мин. и обрушился в тот момент, когда
рядом с ним уже были смонтированы еще два элемента настила
того же типа.
Основной перелом элемента настила произошел в 7з пролета,
где бетон раздробился на много кусков и полностью обнажилась
арматура. В разрушившейся части настила оказались куски бе-
тона, напоминающие по структуре крупнопористый бетон. Отме-
чено немало фактов, когда в заводские конструкции попадает
долго лежавшая и частично схватившаяся бетонная смесь. Кус-
ки такого бетона обычно резко отличаются по цвету, плотности
и структуре от остального бетона конструкции. Такая смесь
плохо поддается уплотнению на виброплощадках (рис. 45).
95
Рис. 42. Пример обрушения железобетонного перекрытия вследствие пере-
грузки
Рис. 44. Выкол бетона под опорной пли-
той
Рис. 43. Окол бетона и выгиб ар-
матуры в железобетонных стойках
газгольдеров при испытании
Прочность пористого бетона, взятого из настила, не превы-
шала 50 кг/см2. Бетон «в соседних участках имел прочность 90 и
ПО кг/см2 вместо проектной марки 200. Выдержанные образцы
бетона из этих участков показали заметный прирост прочности
бетона.
Рис. 45. Вид некачественного бетона, взятого из конструкции настила после
обрушения
К причинам обрушения настила можно также отнести и не-
которые отступления в армировании конструкции: вместо назна-
ченных по проекту семи стержней (два стержня диаметром по
16 мм и пять стержней диаметром по 12 мм) фактически было
уложено только пять стержней диаметром по 16 мм. Арматура
находилась не в каждом ребре, как это было предусмотрено в
проекте. Из уложенных пяти стержней только три оказались в
ребрах, остальные были смещены на 4—8 см и находились в
наиболее тонкой части настила.
Вследствие замены запроектированной арматуры боль-
шего диаметра с уменьшением количества стержней в двух
нижних ребрах элемента настила не оказалось арматуры. Рас-
стояние между уложенными стержнями арматуры в натуре бы-
ло: между крайними — 360 и 340 ми, между средними — 190 и
210 мм.
Верхней сетки, состоящей из восьми продольных стержней
диаметром 4 мм. и 35 поперечных стержней диаметром 4 мм,
в разрушенной части элемента настила не оказалось. В сохра-
нившемся куске настила образовались поперечные и продольные
трещины по всему сечению.
97
Основными причинами рассматриваемой аварии были: нару-
шения в тепловой обработке бетона, некачественное уплотнение
бетонной смеси и отступления в армировании конструкции. На
рис. 46 показана последовательность разрушения элемента на-
стила.
Рис. 46. Последователь-
ность разрушения элемента
настила (цифрами показа-
ны стадии разрушения)
Падение какого-либо эле-
мента перекрытия • верхнего
этажа влечет за собой обруше-
ние конструкций нижележащих
этажей. Так, например, было с
железобетонным прогоном,
уложенным на пятом этаже,
который при падении пробил
а)
б)
1111
lllllllllllllll
Рис. 47. Разрушение опоры
балконного вкладыша
а — план; б — фасад; 1 — поло-
жение до обрушения; 2 по-
ложение после обрушения
перекрытия трех нижележащих этажей и, кроме этого, повредил
и некоторые другие конструкции — плиты и перемычки. В дру-
гом здании упавшая плита перекрытия пробила 10 этажей. На
каждом нижележащим этаже количество поврежденных элемен-
тов увеличивалось. Если на десятом этаже обрушилась одна
плита, то над подвальным этажом оказались поврежденными
восемь плит.
Весьма поучительным примером явилось обрушение железо-
бетонного вкладыша для пожарного переходного балкона в жи-
лом доме. Вкладыш был запроектирован размерами 79X79 см
с двойной арматурной сеткой. Опорной частью вкладыша на бал-
98
конные плиты служили закладные детали из уголков, 75 Х-50Х
X 10 ж (рис. 47).
Геометрические размеры вкладыша и положение его заклад-
ных частей полностью соответствовали проекту, за исключением
замены анкерной детали, запроектированной из круглой стали
с крюками Консидера на обоих концах, анкерной деталью, вы-
полненной в натуре из горячекатаной стали периодического
профиля диаметром 9,5 мм. Вкладыш упал с восьмого этажа в
тот момент, когда -с балкона очищался снег. На упавшем вкла-
дыше обнаружены косая трещина шириной 2,5 см по всему сече-
нию вкладыша и отбитый угол со сторонами длиной по 30 см.
Левая закладная деталь была оторвана от плиты, причем оба
верхних анкера оказались вырванными из бетона. Один из ниж-
них анкеров оказался сломанным в месте сопряжения заклад-
ного уголка с гранью бетонной плиты. Обрушение плиты произо-
шло из-за разрыва металла нижнего анкера в месте его изгиба
под прямым углом.
При разборке упавшей плиты было установлено, что нижние
анкерные арматурные прутки, на которых держалась опорная
деталь, были заделаны в бетон на 150 мм. а верхние — на 150
и 170 мм, считая от полки уголка. Как верхние, так и нижние
анкеры выполнены без крюков Консидера, что значительно
уменьшило выдергивающее усилие.
Для проверки устойчивости выступающей закладной детали
по ней было сделано несколько ударов кувалдой весом 2,1 кг,
при этом оба нижних стержня-анкера отломились от грани угол’
ка аналогично отрыву нижнего анкера с закладной частью, что
имело место, при аварии.
Обрушение бетонного вкладыша произошло исключительно
из-за разрыва стержня, на 'котором держалась опора. Высту-
пающие опорные уголки вкладыша с выносом 10 см, жестко свя-
занные сваркой с поперечным уголком, могли получить повреж-
дения при погрузке и транспортировании элементов.
Дефект, обнаруженный в обрушившемся вкладыше, мог ока-
заться неединичным; такие же повреждения могли произойти
в эксплуатационных условиях и с другими вкладышами. Поэто-
му все вкладыши данного типа, изготовленные по этому проекту
и уложенные на других объектах, пришлось заменить плитами
усиленной конструкции. Следует отметить, что дефекты, допу-
щенные при проектировании и изготовлении строительных дета-
лей для массового строительства по типовым проектам, могут
иметь многократно повторяющиеся тяжелые последствия.
Все грузы необходимо опускать на перекрытия плавно, без
ударов и сотрясений, помня, что удары и сотрясения перекры-
тий могут привести к авариям.
На перекрытие пятого этажа через оставленный проем в двух
верхних этажах подавали металлические ящики с бетоном. Пос-
99
ле нескольких ударов, которые повторялись при каждом опуска-,
нии ящика, обрушилась железобетонная плита. При падении с
пятого этажа эта плита разбила плиту в перекрытии четверто-
го этажа, которая в свою очередь, падая вниз, разбила плиту
в перекрытии третьего этажа (рис. 48). Произведенной провер-
кой было установлено, что бетон
имел прочность 200—220 кг/см2,
7 т. е. по прочности бетон в обрушив-
t) ft— J шейся плите соответствовал проект-
ной марке.
13) Разрушения сборного
железобетона при неправильном
транспортировании и хранении
деталей
При неправильном транспорти-
ровании и хранении сборных конст-
рукций возникают опасные для эле-
ментов деформации. Наиболее ча-
стым видом перелома длинномерных
конструкций (колонн, балок, ферм,
настилов) являются трещины, воз-
никающие от неправильной укладки
элементов на автомобили, смешения
прокладок между элементами и не-
t прочное закрепление элементов.
Деформации в железобетоне
Рис. 48. Обрушение плиты возникают и при перемещении
перекрытия (цифрами ука- тяжелых КОНСТРУКЦИЙ ВОЛОКОМ
заны этажи) автомобилями и тракторами. Кон-
струкции, получившие трещины,
не допускаются к монтажу в
несущие элементы зданий; такие конструкции отбраковы-
вают и используют для устройства подготовок, дорожных по-
крытий, фундаментов и др.
Деформированные колонны хорошо поддаются восстановле-
нию. В зависимости от размеров и количества трещин исправ-
ление колонн с трещинами производится после их установки в
рабочее положение и выверки вертикальности путем устройства
железобетонных обойм, накладок и манжет. Толщина стенок
в обоймах принимается от 5 до 10 см с введением соответствую-
щего количества стержней арматуры. Если раскрытие трещин
превышает 1—1,5 жж и две трещины расположены не далее'чем
через 0,5—0,6 ж одна от другой, то обойма должна устраиваться
сплошной высотой не менее 1,4 ж. Обоймы для одиночных тре-
щин должны охватывать колонну не менее чем на 0.4 ж по вы-
100
соте в каждую сторону от трещины и иметь общую высоту не
менее 0,8 м. Обработка поверхности старого бетона должна
включать: устройство глубокой сплошной насечки по всей по-
верхности конструкции в месте соприкосновения нового бетона
со старым, очистку поверхности от разрушенного бетона и око-
лов и тщательную промывку поверхности. При устройстве обойм
обнажается рабочая арматура и в местах ее деформаций нава-
риваются накладки. Количество стержней и расположение хо-
мутов при восстановлении нарушенных колонн устанавливаются
в каждом отдельном случае специальным проектом.
На открытом полигоне при строительстве изготовлялись ко-
лонны и подвозились к месту установки. Каждая из колонн об-
хватывалась тросом за оголовок и перемещалась трактором.
Строительная площадка не была спланирована и колонны пере-
возились по буграм и неровностям. Из общего количества 36 ко-
лонн восемь были повреждены.
В трех колоннах трещины образовались в надконсольной
части, в остальных пяти колоннах трещины проходили примерно
в средней части высоты. В результате большого раскрытия тре-
щин некоторые колонны были искривлены в местах переломов-
Эти колонны были заключены в металлические каркасы, кото-
рые были затем обетонированы. Все остальные колонны были
заключены в обычные железобетонные обоймы.
На строительстве завода стеновых панелей в Кунцеве при
транспортировании колонн бульдозером три колонны получили
трещины в растянутой зоне с раскрытием до 2—2,5 мм. Повреж-
дения произошли на сильно армированных гранях колонн. По-
врежденные колонны были заключены в обоймы, с толщиной
стенок 70 мм. При проектном сечении колонн 700X400 мм после
устройства обойм фактическое сечение увеличилось до 840 X
Х540 мм. Продольная арматура обойм состояла из стержней
диаметром 12—14 мм (по четыре стержня в широких и по
три стержня в узких гранях). Хомуты диаметром 6 мм распо-
лагались через 100 мм. Бетонирование по высоте колонн про-
изводилось в четыре приема через предусмотренные в опалуб-
ке окна.
2. ПРИМЕРЫ ИЗ ПРАКТИКИ
1) Результат низкого качества материалов и работ
Железобетонные колонны и площадки под котлы были забе-
тонированы в апреле, а распалублены в мае того же года. В не-
которых колоннах бетон оказался весьма низкой прочности, а в
наиболее нагруженных четырех колоннах прочность бетона
была определена в 80; 50; 50 и 100 кг!см? при проектной мар-
ке 200- Без опалубки колонны были выдержаны еще две недели,
101
но и после этого срока заметного прироста прочности не
наблюдалось.
Проверка качества материалов позволила установить, что
примененный для изготовления бетона цемент имел марку 250,
а песок содержал включения глины и ила до 9%. При этом были
обнаружены и дефекты в производстве работ. В конструкциях
оказались глубокие пустоты. В частности, некоторые железобе-
тонные перемычки опирались всей своей заделанной частью на
деревянные бобышки, которые пришлось последовательно с каж-
дой стороны выбить, а гнездо заделать раствором. Там, где на
больших участках по высоте колонн арматура оказалась оголен-
ной, пришлось устроить железобетонные обоймы.
2) Дефекты конструкций, скрытые под штукатуркой
В практике строительства отмечены факты, когда дефекты
в несущих железобетонных конструкциях (глубокие раковины
и пустоты) заделываются с поверхности известково-цементным
раствором низких марок без предварительного устранения де-
фектов: удаления незаполненного раствором гравия, расчистки
слабого бетона, последующей заделки образовавшихся полостей
бетонной смесью. Такие
Рис. 49. Скрытая рако-
вина в колонне, вызвав-
шая аварию
упущения имели место в производстве
работ по устройству колонн производ-
ственных корпусов завода сухой шту-
катурки. В колоннах оказались гнез-
да, заполненные гравием, бетон не был
провибрирован должным образом.
Расчистка штукатурки позволила выя-
вить в колоннах несколько гнезд рых-
лого бетона глубиной до 20 см при се-
чении колонн 30x30 см. При общей
высоте колонны 8 м эти дефекты резко
снижали несущую способность конст-
рукций. Выявленные дефекты яви-
лись повторением случая в железнодо-
рожном депо, где скрытая раковина в
бетоне вызвала разрушение колонны
(рис. 49). Раковина эта частично за-
плыла снаружи цементным раствором
и не была заметна.
На одной из колонн в первом эта-
же произошло смятие штукатурки.
После отбивки штукатурки была обна-
ружена прослойка слабого бетона высо-
той 12 см на полном сечении колонны.
Под нагрузкой верхних этажей уже выстроенного корпуса вер-
тикальные стержни арматуры колонны выгнулись внутрь и на-
102
ружу. Величина отклонений стержней диаметром 24 мм от вер-
тикали достигла 12—16 мм.
3) Гнезда в бетоне, заполненные песком и гравием
По недосмотру технического персонала при длительном пере-
рыве в бетонировании в опалубку железобетонной колонны се-
чением 60X30 см на высоте 1/7 м от пола попала значительная
прослойка песка и гравия, не замеченная перед возобновлением
бетонирования. Эта прослойка заполнила все сечение колонны.
Дефект был обнаружен при распалубке колонны и своевремен-
но устранен.
4) Зависание бетона
На строительстве восьмиэтажного жилого дома некоторые
монолитные колонны первого этажа в опорных частях оказались
незабетонированными на участке высотой 50 см. Дефекты были
обнаружены только спустя 3 месяца, когда колонны были распа-
лублены. К этому времени оголенная арматура воспринимала
уже нагрузку от кладки нескольких верхних этажей. Зависание
бетона произошло из-за отгибов внутрь колонн двух хомутов
на высоте 55 см от пола. Разрывы в бетоне наблюдались и по
середине одной .из колонн.
В нагруженных колоннах с подобными дефектами необходи-
мо внимательно освидетельствовать арматуру, возможные изме-
нения в которой могут вызвать необходимость дополнительных
усилений. Нельзя в таких случаях ограничиваться устранением
дефектов в бетоне без дополнительных усилений нижней части
колонн и других мероприятий, компенсирующих потерю проч-
ности арматуры.
5) Разрушение свай
Во время забивки железобетонных свай часто наблюдаются
разрушения оголовков и надломы свай. Эти дефекты обычно
вызываются несколькими причинами: большой плотностью и не-
однородностью грунтов, а также дефектами свай.
На одном строительном объекте при забивке призматиче-
ских свай сечением 30x30 см и длиной 9 м появились необыч-
ные разрушения бетона. Когда одна из свай была заглублена
на 2,5 м, на расстоянии 2 м от ее верха образовалась трещина, а
затем произошло раздробление бетона; после каждого удара
размеры повреждения увеличивались и, наконец, свая разруши-
лась. В месте раздробления бетона в свае обнаружился ком вяз-
кого ила яйцевидной формы размером примерно 5x8 см
(рис. 50). Из 40 удовлетворительно забитых свай две разруши-
лись по описанной причине.
103
6) Недостатки в армировании конструкций
Причиной большинства аварий и
нарушений железобетонных конструк-
ций являются отступления и недостат-
ки в армировании и в установке за-
кладных частей. Если качество бетона
Рис. 50. Разрушение же-
лезобетонной сваи в ме-
в выполненных сооружениях можно
всегда проверить в натуре, то это нель-
зя сделать в отношении арматуры.
Для того чтобы проверить качество
уложенной арматуры в готовых конст-
рукциях и ее соответствие проекту,
приходится арматуру оголять, делая
надрубки в бетоне. Существующие ме-
тоды контроля не позволяют без
вскрытия бетона получить исчерпыва-
ющие данные о размерах арматуры и
ее положении в бетоне, когда армату-
сте соприкосновения с
комом ила
а — свая до разрушения;
б — свая после разрушения
ру нужно проверить в аварийных слу-
чаях (рис. 51).
Совершенно исключительный недо-
смотр произошел с укладкой арматур-
ных каркасов в плиты перекрытий. На
строительном объекте при укладке
плит в перекрытие рабочие решили с
Рис. 51. Вид арматуры после падения балки
104
торца плиты обрубить бетон с тем, чтобы подогнать и уложить
плиту в положенное место. В момент откола бетона край пли-
ты отломился, и -плита упала на перекрытие нижележащего эта-
жа. Откол плиты и отсутствие в опоре арматуры вызвали бес-
покойство у работников строительства за качество конструкции.
Когда плита была полностью разбита, то выяснилось, что в плиту
длиной 337 см был уложен арматурный каркас, заготовленный
для плиты длиной 297 см. Каркас оказался короче плиты на
40 см и не доходил до краев опор плиты на 20 см с каждой
стороны. По недосмотру технического персонала завода заго-
товленные для других плит каркасы были уложены в формы
не по назначению.
Тщательной проверкой было установлено, что в одну из
ночных смен было изготовлено на этом заводе 19 дефектных
плит, которые после аварии были обнаружены и изъяты со стро-
ительства.
Примерно такой же случай произошел с пятью балками, вы-
везенными на строительство, в которых или отсутствовало поло-
женное количество стержней арматуры, или совсем не было ар-
матуры. Эти балки были своевременно найдены на строитель-
ных объектах и обратно вывезены на завод.
Выяснилось также, что в балконных плитах имеются серьез-
ные отступления в арматуре. По проекту следовало уложить
сетку из стержней диаметром 6 мм с ячейками 10X10 сж, фак-
тически выполненный каркас состоял из стержней диаметром
4 мм с ячейками 25X75 см. По проекту арматура должна была
быть уложена в верхней растянутой зоне плиты, а в натуре ар-
матуру расположили ib нижней сжатой зоне. Эти отступления
остались бы незамеченными, если бы случайный удар крюка
крана по одной плите не выявил указанный дефект.
7) Провисание железобетонных перекрытий
В результате некачественно выполненных работ в безбалоч-
ном перекрытии появились трещины, которые по окончании бето-
нирования и снятия опалубки увеличились. В конце концов пе-
рекрытие прогнулось и повисло на арматуре. Арматурный кар-
кас, состоящий из стержней диаметром 12 мм с ячейками 25X
X 25 см, был очень прочно заделан в капителях колонн. Прови-
сание перекрытия и нарушение сцепления арматуры с бетоном
были вызваны лишь одной причиной: вместо нормального бето-
на марки 200, предусмотренного проектом, перекрытие бетони-
ровали известково-цементным раствором, добавляя в него ще-
бень.
В четырехэтажном здании складского типа имел место слу-
чай провисания монолитного железобетонного перекрытия, чрез-
105
мерно перегруженного тюками каучука. В середине пролета
перекрытие прогнулось на 25 см. На нижней поверхности плиты
появилось множество трещин. Во избежание обрушения пере-
крытия этот пролет пришлось огородить, снять нагрузку и зано-
во его забетонировать со сменой части арматуры. Указанное
провисание перекрытия также было связано с некачественным
выполнением работ. Прочность бетона в перекрытии была ниже
проектной марки.
8) Применение бетона пониженной прочности
.Щебень из известняков слабых пород с большим содержа-
нием известняковой пыли резко снижает прочность бетона. Из-
вестняки таких пород во влажном состоянии превращаются в
большие комья, напоминающие по своему внешнему виду бе-
тонную смесь, а в высушенном состоянии обладают небольшой
структурной прочностью, которую снова теряют при увлажне-
нии. Загрязненный известняковой мукой щебень имеет малое
сцепление с вяжущим. Бетон, изготовленный на таком щебне,
обладает свойством размягчаться в воде и резко снижать свою
прочность. Содержание известняковой пыли и мелочи в бетоне
со щебнем слабых пород достигает до 30% веса цемента.
Например, камень рудника Аргаман-Елецкого месторожде-
ния представляет собой известняк рыхлого строения. Скелет
камня состоит из плотного и прочного /известняка, изрезанного
большими и малыми кавернами, заполненными рыхлой поро-
дой. Камень в общей массе по руднику и в отдельных разрезах
весьма неоднороден. Прочность камня различна и колеблется в
пределах от 150 до 800 к,г{см2. На основе результатов физико-
механических испытаний камня и щебня из этого камня в бе-
тоне установлено, что щебень может быть допущен для приго-
товления бетона марки не выше 200 кг{см2. Щебень должен
быть крупностью не более 60 мм. Наличие более крупной
фракции щебня недопустимо, так как в крупном щебне неиз-
бежно будут содержаться каверны слабых пород, которые могут
значительно снизить прочность бетона.
Нужно также предостерегать строителей и от применения
шлакопортландских магнезиальных цементов для устройства
фундаментов, подготовок, стен и других конструкций, находя-
щихся ниже уровня земли. Бетон, изготовленный на этих цемен-
тах, при пониженных положительных температурах (плюс 2—
3°) очень медленно твердеет и часто приходится разбирать со-
вершенно неудовлетворительные по прочности выполненные кон-
струкции.
Бетонный фундамент жилого дома, выполненный на шлако-
портл ан деком магнезиальном цементе, в течение 4 месяцев не
106
набрал необходимой прочности. Для того чтобы все же выявить
возможность увеличения прочности бетона, фундамент обогре-
вался в тепляке, но это мероприятие не оказало существенного
влияния на увеличение прочности бетона. Отобранные из фун-
дамента и пропаренные куски бетона показали прочность
20 кг/см2, а высушенные в помещении при температуре 20° об-
разцы показали прочность только 50 кг/сж2.
9) Ослабление колонн в эксплуатируемых зданиях
В производственных зданиях нередки случаи, когда железо-
бетонные колонны ослабляются систематическими поврежде-
ниями и дополнительными нагрузками.
В складском помещении на автомобильном заводе от частых
ударов груженых вагонеток и автокар откололся бетон в желе-
зобетонных колоннах. Арматурные стержни в углах постепенно
вытягивались из тела колонны и отошли от своего первоначаль-
ного положения на 17 см. Стержень арматуры диаметром 24 мм
оказался оголенным на высоту 85 см. В некоторых других колон-
нах ударами средств внутризаводского транспорта отогнутые
стержни в колоннах разорвались, но на этот дефект долгое вре-
мя не обращали внимания. Служба эксплуатации здания также
не предприняла мер защиты колонн стальными уголками от
механических повреждений.
Другим существенным недостатком в эксплуатации зданий
и сооружений является подвеска различных креплений и про-
изводственного оборудования к колоннам. Крепление кронштей-
нов, металлических хомутов, и других устройств часто произво-
дится путем сварки непосредственно с рабочей арматурой ко-
лонн.
10) Отклонения опалубки при бетонировании колонн
На одном из строительств пришлось наблюдать примеры не-
брежного бетонирования колонн. Колонна высотой 420 см как
бы состояла из двух отдельных колонн; верхняя часть колонны
высотой 170 см была смещена относительно нижней части на
8 см. Вместе со смещением опалубки была сдвинута в сторону и
арматура. Эту колонну пришлось исправить путем добетониро-
вания с постановкой дополнительных арматурных стержней
(рис. 52,а).
Другой дефект в том же здании выразился в изгибе части ко-
лонны на 11 см. Ввиду большого эксцентрицитета колонны ее
пришлось заключить в обойму (рис. 52,6). Там же имел место
107
и третий вид отклонений колонн. Колонна была забетонирована
наклоном в 6 см (рис. 52,в).
а)
VZZZZL
7ZZZ&
Рис. 52. Смещение опалубки по высоте колонн
а — смещение щитов опалубки; б — искривление опалубки;
отклонение опалубки
11) Неправильное центрирование колонн
Колонны в первом этаже восьмиэтажного дома были .выпол-
нены в монолитном бетоне, а в других этажах — из сборного
железобетона. Стыки между монолитным и сборным бетоном
оказались весьма слабым местом. Верхние части колонн, выпол-
ненных в монолитном железобетоне, были подморожены и пло-
хо выровнены. Кроме этого, сборные колонны были смещены от-
носительно монолитных. Ни одна ив сборных колонн не была
смонтирована центрально.
12) Потеря прочности бетона вследствие раннего
замораживания
В зимние месяцы в бетонные опоры моста через р. Суру
укладывался бетон с добавкой хлористого кальция. С наступ-
лением теплых дней опоры были распалублены, но бетон
оказался недостаточно прочным. Для проверки качества бето-
на из массива были отбиты большие куски. Образцы № 1
размером 45X50X40 см и № 2 размером 60X45*30 см были
вырублены в верхнем углу верховой стороны опоры правого
берега, образец № 3 размером 40X40X30 см — в верхнем углу
низовой стороны опоры левого берега. Все вырубленные образ-
цы имели неправильную форму.
Образцы были вырублены из конструкций 22 мая, доставле-
ны в лабораторию 5 июня, испытаны 6 июня.
108
В образце № 1 бетон с лицевой стороны на глубину 5—
8 см имел прочность до 30 кг/сти2, внутри образца прочность
бетона доходила до 130 кг/см2. Образец № 2 имел три лицевые
стороны; при разрушении этого образца были обнаружены зер-
на весьма слабого щебня» значительно слабее цементного кам-
ня. Бетон в образце № 2 так же, как и в образце № 1, имел
неоднородную прочность. С лицевой стороны бетон был значи-
тельно слабее, чем внутри массива. Прочность бетона от. его
поверхности до глубины 12 см не превышала 25—30 кг!см2.
Образец № 3 имел одну лицевую сторону; с лицевой стороны
прочность бетона также не превышала 30—40 кг/см2, внутри об-
разца прочность бетона была 120—130 кг) см2.
Бетон был изготовлен на пуццолановом портландцементе и
не подвергался какой-либо тепловой обработке. Столь низкая
прочность бетона в наружных его слоях была вызвана ранним
з а мор а ж и в ан и ем.
В тонкостенных конструкциях неоднократные заморажива-
ние и оттаивание бетона приводят если не к полной, то к значи-
тельной потере прочности.
После продолжительного ухода за бетоном в теплое время
прочность бетона может быть восстановлена. На отдельных
участках может оказаться необходимым срубить верхний слой
бетона и заново забетонировать срубленную часть.
Удачно были отогреты колонны с ослабленной прочностью
бетона. После снятия опалубки в 18 колоннах прочность бетона
была около 70 кг(см2. Пришлось приостановить производство
строительных работ и монтаж оборудования. Было внесено
предложение осуществить пропаривание отвердевшего бетона.
Для этого каждая из колонн обтягивалась брезентом и под бре-
зент, являвшийся тепляком, подавался острый пар. Активный
прогрев продолжался до 10 час. Выдержанный в таких условиях
бетон повысил свою прочность с 70 до 150—180 кг!см2.
Разрушения наблюдались в бетонном канале во время про-
пуска весеннего паводка. Основной причиной расслоения бетона
явилось нарушение правил производства бетонных работ в зим-
нее время. Бетон укладывался при температуре плюс 6—13°
в октябре и плюс 2°, минус 27° — в ноябре. Уложенный бетон во
время наступления паводка находился в замороженном виде.
При оттаивании бетона, что имело место при пропуске паводка,
последний интенсивно стал разрушаться. На поверхности бето-
на появились трещины шириной до 2—3 см.
На строительстве разгрузочного устройства ТЭЦ, пред-
ставляющего собой двухпролетное сооружение рамного типа
длиной 114 м с сеткой колонн 6x5,5 м и сечением колонн 80 X
Х60 см при высоте 10 м, обнаружились дефекты зимнего бе-
тонирования. Все работы по укладке бетона выполнялись пре-
имущественно зимой с применением электропрогрева.
109
Отдельные раковины и участки с раковинами занимали пло-
щадь стен наклонной галереи до 10 м2 и более. Бетон с ракови-
нами плохо поддавался электропрогреву. После снятия опалуб-
ки бетон оказался замерзшим и с наступлением тепла бетон
имел нулевую прочность.
13) Повреждения конструкций от воздействия атмосферных
осадков
В здании гаража, строительство которого несколько лет на-
зад было приостановлено, атмосферные осадки оказали свое
отрицательное действие на незащищенные конструкции. Неза-
конченные колонны, открытые перекрытия, стены и другие ча-
сти здания подвергались длительному воздействию атмосфер-
ных осадков. От действия воды, льда и ветра образовались тре-
щины и расслоения в кладке и бетоне.
Вдоль рабочей арматуры в сборных железобетонных прого-
нах образовались продольные трещины на всю длину элемен-
тов. Трещины от просачивания, замерзания воды и коррозии
стальной арматуры разорвали некоторые прогоны на две части.
Раскрытие отдельных трещин достигало 6—10 см- Трещины та-
кого же характера наблюдались в колоннах, в которых имелись
выпуски арматуры. В местах расклинивания конструкций на по-
верхности бетона образовался налет ржавчины толщиной до
3 мм. Отдельные стержни арматуры диаметром 22 мм, выпущен-
ные из бетона, уменьшились в диаметре до 17,5 мм, тогда как
те же стержни, плотно заделанные в бетоне, не подверглись
коррозии.
Примером больших разрушений бетона от тех же воздейст-
вий может служить железобетонная статуя высотой 13 м, венчав-
шая ротонду дома на улице Горького в Москве и простоявшая
более 25 лет. Металлический каркас и арматура фигуры от про-
никновения дождевых и талых вод подверглись сильной корро-
зии. Железобетонные стойки ротонды высотой 1,5 м расклини-
вающим действием ржавчины были разорваны на части. Даль-
нейшее оставление скульптуры на месте оказалось невозмож-
ным и в 1958 г. ее пришлось разобрать. Исследованные куски
бетона после разборки не обнаружили поверхностных наруше-
ний материала. Несмотря на большие потери прочности карка-
са, бетон оказался достаточно прочным.
В некоторых конструкциях, прослуживших более 100 лет,
заложенные в кладку металлические тяжи сечением 60X60 мм
оказались в хорошем состоянии. Признаки коррозии металла не
были обнаружены. Кладка была сложена на известковом ра-
створе прочностью 10—15 кг/см2. Другие металлические каркз-
110
Сы, будучи незащищенными, подверглись значительному дейст-
вию коррозии. Толщина снятого слоя ржавчины доходила до
11—25 мм (рис. 53).
Большие изменения мож-
но наблюдать в железобетон-
ных конструкциях недостро-
енного стадиона в Измайло-
ве (в Москве). За 20 с лиш-
ним лет в колоннах, не за-
бетонированных на полную
высоту, с выпусками арма-
туры, в стыках балок и гре-
бенках видны следы разру-
шения бетона и коррозли
металла. Здесь же имеются
конструкции, где наблюда-
ются значительное вымыва-
ние и выветривание цемент-
ного камня. Глубина обра-
зовавшихся каверн от дей-
ствия атмосферных осадков
составляет 20—30 мм при
марках бетона 200—250.
Выщелачивание раствора
сопровожда ется обнажением]
крупного заполнителя. Эти
изменения происходят в
большой степени на гори-
зонтальных плоскостях.
Рис. S3. Образец ржавчины, снятый
со стального каркаса архитектурной
фигуры
14) Неправильное распределение нагрузок
Массовые разрушения железобетонных стоек отмечались на
газгольдерной станции. Каждый газгольдер монтировался гори-
зонтально на четырех сборных железобетонных стойках сече-
нием 30X30 см и высотой. 124 см, армированных четырьмя
стержнями диаметром 16 мм и хомутами диаметром 6 мм через
200 мм. Вертикальные стержни стоек были приварены к нижней
и верхней опорным металлическим плитам. Стойки были уста-
новлены на железобетонных подколонниках.
Постоянно действующая нагрузка на одну стойку от газ-
гольдера, заполненного газом, составляет 7 т. Но> при испытании
газгольдеров водой нагрузка на каждую стойку достигает 50 т.
Эта нагрузка периодически повторяется и в эксплуатационных
условиях принимается в качестве расчетной нагрузки.
111
Основной причиной разрушения железобетонных стоек яви-
лось неравномерное распределение нагрузки от газгольдеров
на все стойки одновременно; Замеры и проверки показали не-
ровное опирание лап газгольдера на плиты стоек, .в результате
чего полная нагрузка передавалась только на две-три стойки.
Наряду с неравномер-
Рис. 54.. Разрушение бетона в желе-
зобетонной стойке от внецентренной
нагрузки
ным распределением нагруз-
ки на опоры наблюдались и
внецентренные усилия, пе-
редаваемые через опорные
лапы газгольдеров на колон-
ны, а от последних — на
подколенники. Нарушение
совместной работы армату-
ры с бетоном вызвало во
многих опорах откол бетона]
вдоль стержней арматуры и
появление трещин (рис. 54).
15) Выколи в бетоне
На некоторых потолках
в выстроенных зданиях по-
являются дутики, но их
нельзя относить к тому об-
щепринятому понятию дути-
ков, которые появляются в
штукатурном слое при гаше-
нии частиц извести. Этот
дефект связан с более слож-
ной работой активных вклю-
чений при гашении извести,
так как выколы происходят
не только в штукатурке, но
и в самом бетоне. Имеются
предположения, что вместе с известняковым щебнем в бетон
попадает обожженный известняк, который постепенно гасится
и вызывает выколы в бетоне.
В новом жилом доме через год после ввода его в эксплуата-
цию на потолке появились выколы в бетоне; их было на поверх-
ности потолка площадью 30 м2 свыше 120 шт.
Глубина образовавшихся на поверхности бетона -выколов до-
стигала 3—5 мм, а площадь отдельных выколов составляла
0,2—1,5 см2. Такие же нарушения были выявлены и в другом
жилом доме, введенном в эксплуатацию в 1956 г. Процесс га-
шения извести стал примерно проявляться спустя 2 года после
ввода дома в эксплуатацию.
Мы здесь не касаемся нарушений бетона значительно боль-
ших размеров, которые проявляются по тем же причинам. Эти
112
случаи подлежат тщательному изучению. Во всяком случае не-
обходимо внимательно сортировать щебень на карьерах, чтобы
исключить попадание некачественного щебня в бетон.
16) Трещины, в бетоне, вызванные термическими напряжениями
Какой бы характер не носили трещины в железобетонных
конструкциях, они не должны быть оставлены без внимания.
Еще до осмотра компетентными лицами нарушенные конструк-
ции отбраковываются, а если они замечены в сооружениях, то
предпринимаются предупредительные мероприятия, заключаю-
щиеся, обычно, в устройстве временных подпорок и ограждений.
Когда явно выраженные деформационные трещины вызы-
вают опасение в отношении прочности конструкции, то на месте,
не ожидая экспертизы, предпринимаются меры по временному
усилению конструкций. В большинстве своем предупредитель-
ные меры назначаются строителями правильно, но бывают слу-
чаи, когда конструкции без надобности усиливаются обоймами
из металла или железобетона.
В железобетонных колоннах пятиэтажного корпуса появились
незначительные усадочные (прерывистые) трещины в пределах
защитного слоя. Можно было ограничиться расшивкой этих
трещин с последующим оштукатуриванием колонн цементным
раствором, но строители еще до осмотра трещин экспертизой
предприняли мощное усиление ко-
лонн стальными уголками, сварен-
ными между собой полосовой ста-
лью, а затем оштукатурили колон-
ны по стальной сетке.
В другом двухэтажном произ-
водственном здании трещины в ко-
лоннах проходили в углах по высо-
те 60—120 см. При проверке выяс-
нилось, чо стержни арматуры в ко-
лоннах были расположены с отступ-
лениями от проекта. Во многих ко-
лоннах арматура оказалась смещен-
ной и отстояла от лицевой поверх-
ности на расстоянии от 7 до 13 см
вместо требуемого защитного слоя
в 2—2.5 см. По этой причине наблю-
дались околы бетона в углах колонн
на 7—10 см (рис. 55).
На строительстве, восьмиэтажно-
го производственного здания из
сборного железобетона в массивных
колоннах с нагрузкой до 1 500 т по-
явились вертикальные трещины ши-
Рис. 55. Трещины и околы в
углах железобетонных ко-
лонн, вызванные неправиль-
ным положением арматуры
1 — околы бетона в углах
колонн
113
риной от 0,4 до 1,2 мм на всю высоту колонн, включая и кон-
сольную часть. Имелись также и прерывистые трещины сечением
1—0,2~ мм, проходящие по сторонам от основания до верха ко-
лонн. В некоторых колоннах незначительные трещины наблюда-
лись только в одной плоскости. Основной причиной появления’
таких трещин являлись термические напряжения, вызванные
резким охлаждением колонн в зимнее время на открытом воз-:
духе.
Трещины такого рода встречаются довольно часто в желе-
зобетонных конструкциях, обогреваемых паром или электропро-
гревом с последующим выдерживанием на открытом воздухе
при отрицательных температурах без соответствующего укрытия
конструкций. Более развитые и сквозные трещины в обследуе-
мых колоннах были вызваны дополнительными напряжениями
при приварке стальных накладок в местах соединения колонн
со стальными плитами.
Часть колонн была усилена железобетонными обоймами.
17) Воздействие на бетон высоких температур
При высоких температурах (при пожарах) бетон, конечно,
теряет свою первоначальную прочность; в массивных конструк-
циях бетон теряет прочность в наружных слоях. При испытании
на огнестойкость фрагмента здания из тонкостенных ребристых
__________ железобетонных панелей, из-
Рис. 56. Испытание фрагмента зда-
ния на огнестойкость
готовленных методом вибро-
проката, на поверхности па-
нелей появилось значитель-
ное количество трещин с
раскрытием до 2 мм. В боль-
шом количестве произошли
отлупы бетона в виде дути-
ков диаметром до 3—4 см
и отпадения кусков бетона
диаметром до 12 см (рис. 56).
Произведенные проверки
показали, что до испытания
на огнестойкость бетон в
разных местах имел проч-
ность на сжатие от 250 до,
300 кг/см2', после испытания
на огнестойкость при темпе-
ратуре до 1000° прочность
бетона снизилась до 100—
150 кг/см2.
После пожара в дерево-
обрабатывающем цехе бетон
в массивных фундаментах;
114
под оборудование нарушился от поверхности на глубину до
30 см. Нарушения , состояли из трещин, околов и осыпей бетона
с его поверхности. В данном случае можно было ограничиться
только восстановлением верхней части фундамента.
18) Дефекты в технологии производства керамзитобетона
Недостаточно отработанная и неналаженная заводская тех-
нология на предприятиях строительной индустрии часто являет-
ся причиной нанесения ущерба строительству. Так, например,
случилось с керамзитобетонными стеновыми панелями, изготов-
ленными для массового строительства пятиэтажных жилых до-
мов. Керамзитобетон в панелях, имеющий толщину 32 см, вслед-
ствие нарушений при подборе составов и недостатков при уплот-
нении смеси получил в конструкциях крупнопористую структуру
и резко пониженную прочность. При проектной марке 50 фак-
тическая прочность керамзитобетона была в пределах 5—
15 кг!см2.
Все уже смонтированные в зданиях панели подлежали уси-
лению. Но как? Этот вопрос приковал внимание строителей,
проектировщиков и науч-
ных работников, которые
решили применить инъе-
цирование. Первая же
проверка показала, что
пористый керамз1итобетон
хорошо поглощает водо-
цементную смесь. После
нескольких опробований
произвели инъецирование
панелей водоцементной
смесью состава 1 : 1,5 (во-
да : цемент) под давле-
нием 0,5—1 ати. Порис-
тость смонтированных па-
нелей была довольно
большая, и поглощение
смеси достигало некото-
рыми из них до 500 л при
объеме панелей, включая
фактурный слой, 1,56 м*
(рис. 57).
Анализ показал, что в
производстве панелей на-
рушалась технология;
применялся слабый ке-
Рис. 57. Упрочнение пористого керам-
зитобетона посредством нагнетания
водоцементной смеси
115
рамзит прочностью 8—20 кг]см2, отсутствовал и мелкий керамзит
и керамзитовый песок, нарушался подбор состава керамзитобе-
тона, не была налажена технология укладки, разравнивания и
уплотнения смеси. Также были допущены ошибки и в проекти-
ровании: перемычки были слабы; отсутствовали необходимая
прочность и монолитность конструкции.
3 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА БЕТОНА
В связи с повышением требований, предъявляемых к железо-
бетону в современных сооружениях, нельзя допускать несоответ-
ствия заводской марки бетона проектной марке. Одним из необ-
ходимых условий повышения качества сборных железобетонных
изделий является хорошая -постановка технологического контро-
ля на всех этапах (Производства, включая ih 'контроль за разра-
боткой и сортировкой инертных материалов на карьерах.
При обследовании конструкций, имеющих те или иные дефек-
ты и отступления, приходится выяснять, какие операции были
выполнены с нарушениями технологического процесса производ-
ства, в результате которых произошел брак.
Причинами выпуска некачественной продукции могут быть
как одно, так и несколько упущений. Каждое предприятие для
производства сборных железобетонных изделий должно осуще-
ствлять следующие виды заводского контроля:
а) контроль качества материалов: вяжущих, добавок, уско-
рителей твердения, щебня, гравия, песка, арматурной стали и
воды для затворения бетона; контроль дозировки, смешивания,
формо-вания, твердения и выдерживания бетона; контроль под-
готовки форм к бетонированию; контроль правильности разме-
щения арматуры и закладных частей; контроль формования из-
делий в передвижных и неподвижных формах; контроль тепло-
вой обработки и выдерживания изделий;
б) контроль качества готовой продукции: проверка положе-
ния арматуры и толщины защитного слоя; контроль сцепления
арматуры с бетоном; контроль формы, геометрических размеров,
отделки, внешнего вида и веса изделий; контроль прочности,
истираемости и водопоглощения бетона;
в) контроль правильности хранения на складах завода и
транспортирования изделий (упаковка, подкладки и другие при-
способления при правильном хранении и транспортировании);
контроль правильности хранения изделий на строительных
объектах; контроль правильности захвата,- подъема, монтажа
и укладки изделий в здания и сооружения.
Проверке качества бетона непосредственно в конструкциях
без вырубки бетона придается большое внимание во всех стра-
нах -мира. Наряду со стандартными методами контроля качест-
ва бетона по контрольным образцам (кубам и цилиндрам) вни-
мание строителей и научных работников направлено на изыска-
fie
ние и практическое использование способов контроля бетона
непосредственно в конструкциях и сооружениях. Обладая та-
кими способами контроля, можно ‘получить объективные показа-
тели и характеристики прочности в различные сроки твердения
бетона по времени и в условиях, в которых находятся данные
конструкции. При массовом производстве железобетонных изде-
лий и больших нагрузках в современных конструкциях контроль
прочности изделий путем испытания отдельных кубиков стано-
вится нецелесообразным, так как нельзя обеспечить одинаковые
условия в отношении уплотнения, твердения, выдерживания,
экзометрии, ухода за бетоном и однородности смеси в кубиках,
конструкциях и сооружениях. Здесь тождества в прочности не
может быть. Несколько кубиков не могут отразить фактическую
прочность бетона в сотнях изделий.
Приходится проверять прочность бетона непосредственно :в
каждой изготовленной конструкции, в чем за последние годы
строители, работники лабораторий и ОТК заводов накопили
большой опыт.
Для характеристики разнообразности методов проверок при-
ведем несколько примеров.
На строительстве стадиона в Лужниках (Москва) до сдачи
стадиона в эксплуатацию производилась массовая проверка
прочности бетона непосредственно в конструкциях. При боль-
шом количестве заводов, поставлявших готовые изделия, не
удалось в полной мере проверить соответствие паспортных дан-
ных с фактической прочностью бетона в каждой конструкции.
Бригада, состоящая из группы лабораторных работников, про-
веряла прочность бетона шариковым молотком в наиболее от-
ветственных конструкциях. Каждый элемент последовательно и
независимо оценивался тремя лицами. Данные о размерах полу-
ченных лунок и результаты испытаний заносились в журнал
проверок. На основании средних показателей произведенных
проверок устанавливалась фактическая марка бетона. При зна-
чительных расхождениях в результатах проверок производилась
вторичная контрольная совместная проверка всеми участника-
ми испытаний.
Некоторые расхождения в показателях могли отчасти пр-
изойти вследствие неточности измерения диаметров лунок и раз-
личной прочности бетона в одной и той же проверяемой конст-
рукции, что могло' быть следствием разных консистенции и сте-
пени уплотнения бетона, применения цемента разных видов и
марок. Так, в некоторых заводских паспортах было отмечено
применение шлакопортландского магнезиального цемента марки
300 для 'изготовления бетона марки 300. В этом случае только
натурные проверки позволили установить фактическую проч-
ность бетона.
Для некоторых конструкций в мостовых строениях в настоя-
щее время используются бетоны марок 500 и выше. На одном из
117
строительств контрольные образцы показали прочность бетона
ниже проектной марки на 25—30%. Поскольку каждая из об-
следуемых конструкций весила более 20 т, не было оснований
их браковать по результатам испытаний образцов на сжатие.
Для оценки прочности бетона в конструкциях была принята
следующая методика испытаний. Была заготовлена партия ку-
биков размером 20X20X20 см из бетона марки 500 и испытана
на прочность бетона шаровыми молотками и на прессе. Распола-
гая сравнительными данными размеров лунок на кубиках и бе-
тоне в конструкции, можно было установить по ним действитель-
ную марку бетона в конструкциях моста.
На строительстве десятиэтажного жилого дома в нижних трех
этажах вместо средней капитальной стены были применены от-
дельно стоящие монолитные колонны, на которые опирались ко-
лонны вышележащих этажей. Бетон, выполненный в осеннее вре-
мя, имел недостаточную прочность. Контрольные кубы вместо
ожидаемой марки 200 показали прочность от 87 до 114 кг]см2.
Работники лаборатории приняли следующий сравнительный ме-
тод проверки прочности бетона. Шариковым молотком проверяли
прочность бетона в сборных колоннах, изготовленных на заводе
из бетона марки 200, и в монолитных колоннах, которые бетони-
ровались на месте. Поскольку бетон в тех и других колоннах
должен был иметь одинаковую прочность, разница в диаметрах
полученных лунок наглядно иллюстрировала разницу в прочно-
сти монолитного и сборного бетона. Диаметры лунок во всех ме-
стах, где они наносились на монолитные колонны, превышали
диаметры лунок на колоннах заводского изготовления.
На рис. 58 представлено положение руки в начале и конце
удара шариковым молотком по поверхности бетона, а на рис. 59—:
график зависимости между диаметрами лунок, получающихся на
поверхности бетона от удара шариковым молотком, и прочно-
стью бетона на сжатие.
Монолитные колонны были забетонированы в холодное время
года без обогрева. Единственная мера, предпринятая на строи-
тельстве, заключалась в укрытии опалубки слоем войлока. Эта
мера могла лишь защитить бетон от раннего замораживания.
К наступлению теплого времени года бетон в колоннах имел
весьма низкую и неравномерную по высоте колонн прочность.
Это вызвало необходимость снять нагрузки с вышележащих пе-
рекрытий и организовать постоянное наблюдение за ростом
прочности бетона. Для проверки твердения бетона на колонны
наносились шариковым молотком через 3 суток кусты лунок (по
6—10 шт. в каждом) и замерялись диаметры лунок. Одновре-
менно с такой проверкой бетон поливался водой, чем восполня-
лась некоторая потеря влаги при ее вымерзании. Тепловлажно-
стный режим содержания бетона способствовал росту его проч-
ности. Когда диаметры лунок приблизились к требуемым, кон-
струкция была нагружена. Восстановление прочности бетона в
118
Р,ис. 58. Нанесение лунок
шариковым молотком по
поверхности бетона
Рис. 59. График зависимости между диа-
метрами лунок, получающихся на поверх-
ности бетона от удара шариковым молот-
ком, и прочностью бетона на сжатие
колоннах продолжалось 45 дней. Те колонны, в которых проч-
ность бетона не достигла требуемой, пришлось усилить. Ме-
тод сравнительной оценки бетона известной прочности с бето-
ном неизвестной марки в конструкциях практикуется довольно
часто и дает наглядное представление о качестве проверяемого
бетона.
В монолитные балки десятиэтажного жилого дома при сред-
несуточной температуре наружного воздуха минус 2—4° укла-
дывался бетон без обогрева, как в летнее время.
Балки размером 65X40 см и длиной 6 м располагались над
проезжей аркой. Спустя 19 дней после укладки, как было уста-
новлено при помощи шарикового молотка, бетон имел прочность:!
в средней балке 15—30 кг/см2, в двух крайних балках 50кг/сл12.-
В связи с этим пришлось приостановить работы по кирпичной
кладке вышележащих стен и выдержать балки в тепляке в тече-
ние 30 дней, после чего бетон приобрел удовлетворительную
прочность.
В трехэтажном здании фабрики, построенном 60 лет назад,
пришлось проверить прочность бетона в колоннах для выясне-
ния возможности надстройки. Для этого каждая колонна была
проверена в трех-четырех местах по ее высоте и с двух сторон
при помощи шарикового молотка. Бетон в обследуемых конст-
рукциях оказался весьма прочным. В колоннах нижних двух
этажей прочность бетона превышала 300 кг/см2, а верхних —
400 кг/см2. Конструкции отличались исключительной точностью
геометрических размеров и высоким качеством выполнения ра-
бот.
В производственном здании, находящемся в эксплуатации
более 50 лет, бетон перекрытий оказался пропитанным машин-
ным маслом и разными эмульсиями. Прочность бетона вызывала
119
сомнения о возможности дальнейшей эксплуатации перекрытий.
На месте не представилось -возможным обследовать промаслен-
ный бетон и сделать сравнительные сопоставления с нормаль-
ным бетоном. Для оценки качества бетона из перекрытия были
вырезаны два образца. Образец № 1 имел размеры 375x360 мм
и толщину от 40 до 70 мм. В нижней зоне образца арматура диа-
метром 12 лш располагалась через 15 см, а в верхней зоне рас-
пределительная арматура — через 30 см. Произведенная оценка
качества промасленного бетона показала, что его прочность не
превышала 100 кг/см2. Все составляющие бетона были пропита-
ны машинным маслом. Освобожденная от бетона арматура по
всей длине образца также оказалась покрытой маслом.
Образец № 2 размером 390x300 мм имел толщину только
40 мм. Бетон готовился на (песке без крупного заполнителя;
прочность бетона была в пределах 80—100 кг/см2. Для контроля
полученных выше результатов испытаний бетона при помощи
шарикового молотка из перекрытий были выпилены кубики раз-
мером 40X40X40 мм. При испытании двух кубиков на прессе их
прочность составила с учетом переводного коэффициента
85 кг!см2.
Если сравнить данные прочности непромасленного бетона то-
го же возраста и структуры с полученными данными прочности
промасленного бетона, можно считать, что от длительного воз-
действия машинного масла прочность бетона снизилась на 30—
50% против первоначальной.
В монолитных колоннах производственного здания по резуль-
татам испытаний первой партии контрольных бетонных кубов
прочность бетона в 28-дневном возрасте составила: 109,4; 141,5;
98,9; 117,3 кг]см2^. а второй партии образцов: 114,6; 115,6;
108,1 кг!см2 вместо проектной марки 170. При оценке прочности
бетона в колоннах при помощи шарикового молотка во всех
случаях прочность оказалась не ниже проектной марки 170. Не-
соответствие прочности кубиков -с прочностью бетона в конст-
рукциях можно было отнести исключительно за счет применения
деревянных форм для набивки кубов, неровности граней ку-
бов, а также неправильного хранения образцов. Когда кубы ис-
пытывались на прессе, выяснилось, что они имели неровные
грани.
При одном и том же составе бетонной смеси, одинаковом
уплотнении и режиме твердения бетона одна и та же партия
кубов размером 20X20X20 см при заданной марке 500, испы-
танная на гидравлическом прессе, показала следующие данные
прочности бетона при сжатии: 342; 332; 380; 412 и 400 кг{см2.
Кубы из той же партии, 'слегка отшлифованные по двум граням,
показали прочность: 524; 518; 487; 524; 492; 524 и 521 кг/см2.
Этот пример наглядно свидетельствует, что кубы не всегда точно
отражают фактическую прочность бетона в конструкциях, так
120
как в данных между испытаниями отдельных кубов наблюдают-
ся большие 'расхождения. Контрольные испытания образцов бе-
тона при современной заводской технологии производства сбор-
ных конструкций не могут в полной мере отражать фактическую
прочность бетона в конструкциях. Как уже указывалось, усло-
вия, при которых происходят обработка и твердение бетона в
кубах и конструкциях, различны.
При испытании конструкций из бетона -высоких марок прихо-
дится предварительно тарировать лунки на отшлифованных об-
разцах, а затем, сопоставляя результаты тарирования лунок и
показатели прочности образцов при сжатии, можно- делать со-
ответствующие выводы о прочности бетона в данной конструк?
ции.
4. МНОГОТОЧЕЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ ПАНЕЛЕЙ
Новая технология изготовления железобетонных панелей в
кассетах и на станах непрерывного действия, тележечном кон-
вейере и других новейших установках с ускоренной тепловой
обработкой бетона должна предусматривать проверку прочности
бетона во многих точках конструкций. Как показала контроль-
ная оценка, прочность бетона, получаемая при испытаниях
кубов, не отражает фактическую прочность бетона в конструк-
циях. Испытания кубов дают возможность лишь оценить проч-
ность бетона как такового, но не отражают особые условия и
физико-химические процессы твердения при ускоренной выдер-
жке бетона.
При изготовлении деталей в кассетах установлено, что при
одном и том же режиме тепловой обработки бетона его проч-
ность неодинакова во всех точках. В ребрах, имеющих сечение
18X18 см, прочность всегда ниже, чем в плоской части конст-
рукции, толщина которой составляет 4 см. По периметру конст-
рукции даже в ребрах прочность бетона колеблется в некоторых
пределах.
Если устанавливается оптимальный тепловой режим исходя
из толщины ребер, то при этих условиях пересушивается бетон
в плоской наиболее тонкой части конструкции. Вопрос об уста-
новлении прочности бетона во многих точках конструкции имеет
исключительное значение для выпуска доброкачественной про-
дукции при правильном регулировании тепловой обработки бе-
тона. Разработанная система многоточечного контроля бетона в
панелях предусматривает оценку прочности по периметру ребер
и в плоской части конструкции во многих точках. Такой конт-
роль дает возможность установить эффект тепловой обработки
бетона и позволяет выявить полости камер, где скопляется
конденсат.
121
Для удобства составления характеристики многоточечной
оценки прочности конструкции шариковым молотком отбиваются
лунки в 18—20 участ-
ках кустами по 6—8 шт.
Результаты прочности
заносятся на схему со-
ответствующей конст-
рукции.
На рис. 60 приведе-
на схема определения
прочности бетона в сте-
новой несущей панели,
изготовляемой в кассе-
тах на Хорошевском
домостроительном ком-
бинате.
Необходимость В рис. 60. Многоточечный контроль прочно-
таком контроле распро- сти конструкций (схема испытания)
страняется и для кон-
струкций других видов.
ГЛАВА VI
ДЕФЕКТЫ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ
ИХ УСТРАНЕНИЯ
Основным видом разрушений каменных и кирпичных кладок
являются неравномерные осадки. Деформации, вызываемые осад-
ками, сопровождаются появлением трещин в конструкциях, рас-
стройством сопряжений стен и потерей устойчивости отдельных
частей зданий. Дефекты в каменных конструкциях могут быть
вызваны и многими другими причинами, к основным из них от-
носятся:
1) изменения, происходящие в основаниях, которые вызыва-
ют неравномерные осадки отдельных частей зданий; этот вид
деформаций каменных зданий, ленточных и других фундамен-
тов чаще всего происходит при гидрогеологических изменениях
в грунтах, при загнивании деревянных свай и ростверков, уносе
(вымывании) и провалах грунтов во время производства под-
земных работ; пучении водонасыщенных, глинистых и пылевато-
илистых грунтов и недоучете уплотнения слабых и насыпных
грунтов;
2) конструктивные недочеты, связанные с применением раз-
нородных по прочности и жесткости материалов для кладки
стен, например керамических блоков совместно с силикатным
кирпичом, обладающих различными физико-механическими и
упругими свойствами;
3) применение «некачественных материалов, которые прежде-
временно видоизменяют свои свойства и подвергаются быстрому
разрушению, например некачественных кирпича и шлакоблоков,
а также различных крупных блоков с объемным весом более
расчетного по теплотехническим условиям для данного клима-
тического района;
4) некачественное выполнение кладок, характеризующееся
продуваемостью стен и повышенной влажностью в помещениях.
Если устранение дефектов в бетонных и железобетонных
конструкциях выражается в упрочнении отдельных небольших
участков или элементов конструкций, имеющих те или иные
123
отклонения, которые могут быть заделаны с поверхности или
путем инъецирования раствора в глубокие и скрытые полости,
то в каменных конструкциях дефекты и повреждения обычно
не имеют локального характера. Дефекты в каменных конст-
рукциях редко сводятся к дефектам отдельных мест, но обычно
вызывают необходимость усиления отдельных частей или всего
здания в целом, т. е. сложные инженерные мероприятия.
1. УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ПРИ НЕРАВНОМЕРНЫХ ОСАДКАХ
К примерам таких осадок можно отнести осадки старых зда-
ний, покоившихся на деревянных свайных основаниях, потеряв-
ших свою несущую способность от изменений гидрогеологиче-
ских условий. К подобного рода зданиям может быть отнесено
здание Малого театра в Москве, где наблюдались значительные
просадки стен в связи с полной потерей несущей способности
деревянных свай и разрушением деревянного ростверка. Загни-
вание свай было связано с отводом р. Неглинки и значительным
понижением уровня грунтовых вод в этом районе при строи-
тельстве первой очереди метрополитена. Во избежание полного
разрушения кладки под все несущие стены потребовалось под-
вести набивные железобетонные сваи, а сильно развитые тре-
щины, возникшие при неравномерных осадках здания и во вре-
мя забивки обсадных труб для бетонирования свай, пришлось
заделать раствором и инъецировать, а отдельные простенки да-
же перекладывать.
При забивке обсадных труб в грунт трещины в стенах рас-
ходились до 18 см против первоначального раскрытия в 0,5—
2 мм. Некоторые каменные конструкции пришлось усилить ме-
таллическими связями, балками и рамами. Цементационные ра-
боты выполнялись после полной стабилизации осадок. Инъеци-
рование водоцементной смеси производилось через специально
установленные трубки. В каждую из них уходило от 4 до 120 л
раствора, а в некоторые до 600 л (без повышения давления).
Столь большое поглощение водоцементной смеси указывало на
попадание раствора в разветвленную сеть каналов, оставшихся
в стенах от старой воздушной системы отопления здания.
В последние годы в связи со строительством подземных ком-
муникаций по улицам, примыкающим к зданию цирка в Моск-
ве, обнаружились осадки и в этом здании. Осадки не вызвали
нарушений конструкций, так как они носили равномерный ха-
рактер; тем не менее усиление оснований нужно было выпол-
нить в кратчайшее время. В 1957 г. при реконструкции старого
здания манежа (теперь — панорамный кинотеатр), строительст-
во которого относится к 1880 г., расположенного рядом -со зда-
нием цирка, были обнаружены деревянные сваи и ростверк по-
следнего. В отрытый котлован случайно попала вода, спущенная
после циркового представления, что вызвало нарушение устой-
124
чивости фундамента и значительные деформации кирпичных
стен на участке длиной примерно- до 29 м.
Арочные фундаменты здания цирка, -выложенные из буто-
вого камня, покоились на деревянных сваях и ростверках, кото-
рые хорошо сохранились в водонасыщенных грунтах и оказались
сильно поврежденными по высоте в пределах переменного уров-
ня грунтовых вод или только во влажных грунтах. Головки свай
и ростверки полностью потеряли свою несущую способность, так
как в большей части своего поперечного сечения сгнили. Фунда-
мент под наружной стеной центральной части здания был вы-
полнен: в верхней части на высоту 0,5 м — из кирпичной и в
нижней части на высоту 2,2 м — из бутовой кладки на сложном
растворе. Расстояние между сваями составляло 0,6 м поперек
стены и 1 м вдоль стены при диаметре свай 25—30 см. Ростверк
был выполнен из брусьев сечением 20X40 см. Верх ростверка
находился на 70 см ниже уровня грунтовых вод. Усиление фун-
дамента и стен и локализация осадок их были выполнены путем
инъецирования водоцементного раствора в старую кладку фун-
дамента и стен и подводки нового фундамента вместо нарушен-
ного свайного основания. Для выяснения состояния кладки в
дворовой части участка была вырыта узкая траншея вдоль фун-
дамента здания цирка протяжением около 6 м и сделан бетон-
ный замок, что исключило возможность утечки нагнетаемого
раствора из-под фундамента. Во время бетонирования замка
вдоль фундамента пластичный бетон под влиянием вибрирова-
ния заполнил углубления и неровности в старом фундаменте.
Одновременно с бетонированием замка в разветвленные трещи-
ны и пустоты осевшего фундамента закладывались трубы, через
которые в последующем (после затвердения бетона замка) на-
гнеталась водоцементная смесь. На другом участке, где частич-
но в подарочное пространство фундамента был уложен бетон,
также нагнетался раствор.
В процессе нагнетания 900 л раствора в старый фундамент
раствор начал вытекать на расстоянии 0,9 м от места его закач-
ки. Работы пришлось временно приостановить и они возобновля-
лись или после заделки места вытечки раствора, или после пере-
рыва (до 1—2 суток), во время которого происходили уплот-
нение раствора за счет отсоса влаги и его твердение, так как
старые кирпичные кладки обладают способностью отсасывать
воду из раствора.
После цементации фундамента и полной стабилизации оса-
док обычно заделываются все трещины в стенах и кирпичных
столбах. Цементация деформировавшихся кладок крайне необ-
ходима, так как заполнение трещин и швов раствором придает
кладке монолитность и устойчивость.
При подводке фундаментов между ростверками выбирался
насыгшой грунт и это пространство заполнялось бетоном в упор
с нижней частью арок старого фундамента. Такой же метод
125
был применен при подводке фундаментов под колоннами цент-
ральной части здания. Взамен выбранного грунта на глубину
заложения свай укладывался бетон.
За годы существования здания Большого театра в Москве,
построенного в 1825 г., оно реконструировалось несколько раз.
После пожара здание театра было восстановлено в 1856 г. и в
таком виде сохранилось до наших дней. Производившиеся ре-
конструкции здания уже после пожара были связаны с при-
стройкой к зданию театра дополнительных помещений, заменой
деревянных ферм перекрытий и покрытий металлическими, уси-
лением и подводкой фундаментов, переустройством сцены и др.
В 1958 г. большие работы были выполнены по строительству
хладоцентра для кондиционирования воздуха, сооружению двух
новых пристроек, смене деревянных конструкций и востановле-
нию отделки внутри театра, ремонту фасада и квадриги, усиле-
нию ряда деформировавшихся .простенков и 'перекрытий и др.
При пробивке стен для пропуска коробов кондиционирован-
ного воздуха, при производстве ремонтных и восстановительных
работ по усилению отдельных конструкций этого уникального
сооружения отбирались образцы раствора, кирпича, древесины,
штукатурки, налетов ржавчины и др. для проверки прочности
и качества материалов.
Горизонтальные и вертикальные швы в кладке стен были за-
полнены равномерно раствором и имели определенную толщину.
Кирпич отличался большой пестротой по прочности. Наряду
с более качественным кирпичом попадался слоистый и весьма
слабый кирпич. Встречалось много тесаного кирпича. Некоторые
части здания претерпели осадки, которые уже стабилизирова-
лись. Под несколькими слоями штукатурки обнаруживались
старые трещины с раскрытием до 2—4 см.
В местах пробивки стен для устройства новых проемов обна-
ружились продольные трещины и расслоения кладки. Все эти
деформации были вызваны исключительно неравномерными
осадками фундаментов. Разнообразие дефектов в старых конст-
рукциях стен и перекрытий потребовало для каждого нарушения
определенных методов устранения.
Наряду с частичной заменой старой разрушенной кирпичной
кладки устраивались в проемах металлические рамы и обоймы,
а простенки, усиленные металлом или железобетоном, закрепля-
лись цементным раствором.
Исходя из местных условий, применялись и другие приемы
для усиления кирпичных стен. В местах, где встречалась весь-
ма рыхлая кладка, слабый кирпич удалялся и выкладывался
лицевой ряд из нормального кирпича. По мере выполнения но-
вой кладки пространство между новой и старой кладкой зали-
валось жидким раствором. Поскольку старая разрушенная клад-
ка имела разрывы и пустоты, раствор довольно глубоко прони-
кал в глубь кладки и зам о но личин ал ее.
В старой кладке стен здания театра гнезда для балок были
выложены хорошим кирпичом, а опорные части деревянных ба-
лок были обернуты берестой. Береста хорошо защищала древе-
сину от влаги и предохраняла ее от грибковых заболеваний.
Опорные части деревянных конструкций, за исключением отдель-
ных мест, где отсутствовала береста, за 100 с лишним лет не
претерпели изменений. Береста широко применялась и для гид-
роизоляции IB цокольных и подвальных этажах.
Другой вид разрушений кирпичных стен произошел в старом
здании Гостиного двора, построенном в XVIII в. на Варварке
(теперь улица Разина) в Москве. В 1955 г. в стенах здания по-
явились две вертикальные трещины на расстоянии 15 м одна от
другой.
При деформации кирпичных стен одна из колонн фасада
этого здания в результате развивающихся осадок грунта ото-
шла от вертикали на 30 см. Образовавшиеся трещины грозили
обрушением части здания и колонны. Массивные кирпичные сте-
ны с заложенными внутри кладки тяжами из ковано— квадрат-
ного железа, придававшими большую устойчивость кладке, по-
коились на массивных фундаментах, имеющих ширину 260 см.
Причиной столь интенсивной деформации кладки явилось нару-
шение грунта под фундаментом. Обследованиями было установ-
лено, что произошли просадка и отрыв грунта от фундамента
, на участке протяжением 6—7 м, причем фундамент оказался на-
весу над основанием. Забитые в свое время на этом участке де-
ревянные сваи вместе с грунтом просели. Зазор между осевшим
грунтом и опорной частью фундамента достиг 70 см. Чтобы
предотвратить обрушение аварийной части здания, нарушенная
кладка была разобрана, а с наружной и внутренней сторон фун-
дамента были заложены набивные бетонные сваи длиной 12 м
и диаметром 35 см. Всего потребовалось с каждой стороны фун-
дамента заложить по девяти свай, а над ними уложить метал-
лические балки и передать на них нагрузку от стены.
Подобные осадки грунта и нарушения кладок имели место
и в некоторых других зданиях. Большие нарушения стен наблю-
дались при забивке свай под фундаменты оседавшего одноэтаж-
ного здания трансформаторной станции размером в плане 4Х
Х3,5 м. Предполагалось забить в грунт девять железобетонных
свай длиной по 6 м, хотя не было никакой необходимости воз-
водить такое маленькое и легкое здание на свайном основании.
После забивки двух свай в стенах здания образовались трещи-
ны, продолжавшие увеличиваться по мере забивки свай. Рабо-
ты пришлось прекратить и заменить свайное основание обычным
ленточным фундаментом. Наблюдения, произведенные спустя
несколько лет, не выявили просадки грунта или каких-либо де-
формаций в здании подстанции.
Для локализации осадок и выноса грунта из-под фундамен-
тов зазоры следует заполнять хорошим грунтом и уплотнять
127
его глубинным вибратором на глубину, определяемую мощно-
стью слоя нарушенного грунта. Для некоторых сооружений мо-
жет потребоваться и упрочнение фундаментов из бутовой клад-
ки. К таким работам пришлось прибегнуть при упрочнении фун-
дамента одного из старейших зданий — памятника павшим вои-
нам при взятии Казани, построенного ® 1552 г. В связи с обра-
зованием Куйбышевского водохранилища этот памятник должен
был оказаться окруженным водой. Чтобы упрочнить слабую
кладку фундамента до затапливания его подземной части, пред-
ставлявшей -собой сплошной массив объемом 1 620 м3 и выложен-
ный из грубо отесанного и рваного известняка прочностью 280—
320 кг/см2, было предусмотрено инъецирование кладки цемент-
ным раствором. Памятник имеет размеры в плане 23X23 м и
высоту 3,7 м. В пределах фундамента располагается перекрытое
сводом квадратное подземелье и внутренний ход вокруг этого
подземелья. При усилении фундамента памятника пришлось
учитывать и тот факт, что он будет находиться в крайне небла-
гоприятных гидрогеологических условиях. Фундамент всегда
будет окружен водой. Набегающие волны будут перекрывать
входные лестницы на 1,4 м, а стену цоколя — на 1,5 м. Под
влиянием изменений при водонасыщении грунтов «могут произой-
ти и другие нарушения в сооружении.
В 1958 г. в Ярославле была выправлена шестиярусная коло-
кольня церкви Иоанна Предтечи, построенная в конце XVII в.
Колокольня за последние 3 года отошла от вертикали на 6 см.
Общий крен колокольни достиг 198 см. Колокольня путем спе-
циально предпринятых мер была выправлена, для чего в мас-
сивные стены толщиной 2 м ввели ранд-балки из стальных рель-
сов. В стенах сделали проемы, где поставили двенадцать 200-т
гидравлических домкратов и ряд домкратов меньшей мощности.
.При помощи этих домкратов и была выровнена колокольня.
2. ДЕФЕКТЫ В ОБЛИЦОВКЕ ЗДАНИЙ КЕРАМИЧЕСКИМИ ПЛИТКАМИ
В многоэтажных зданиях, облицованных керамическими
плитками, наблюдается систематическое выпадение плиток.
На протяжении нескольких лет в десятиэтажном доме отме-
чался срез и выпадение плиток. Количество выпавших плиток
за 4 года эксплуатации дома превысило 1000 шт. Все места
в простенках, где обнаруживалось выпадение плиток, заделы-
вались раствором. В последующие 2 года после заделки обли-
цовки новых деформаций в тех же местах не обнаруживалось.
В других простенках этого же здания продолжаются отдельные
отслоения от фасада. Так, например, в угловом простенке сразу
выпало 37 плиток (рис. 61).
В другом десятиэтажном здании, построенном 3 года назад,
отмечается массовое выпадение облицовочных плиток. О харак-
терс разрушений можно судить по простенкам, где оголяется
кладка на больших площадях (рис- 62).
Рис. 61. Срез и выпадение керамиче-
ских облицовочных плиток
Рис. 62. Характер разрушения обли-
цовки стен многоэтажных зданий
керамическими плитками
Одной из причин выпадения плиток из числа многих считают
гидрогеологические условия (площадки и неравномерные осадки
здания. В действительности эти причины нельзя считать главны-
ми. Выпадение облицовочных плиток происходит в разных
районах с различными гидрогеологическими условиями пло-
щадок. В (настоящее время не получены еще исчерпывающие
данные о причинах выпадения плиток, но есть основание утвер-
ждать, что разрушение облицовки происходит главным образом
за счет разных свойств материалов (ползучести и жесткости),
применяемых для кладки: сравнительно слабого силикатного
кирпича и более прочной и вместе с тем более хрупкой керами-
ческой плитки. Отпадение облицовки стен вызывается также
неувязкой размеров плиток с толщиной рядов кирпичной клад-
ки, производством работ в зимнее время, термическими напря-
жениями в облицовке, а также дефектами самой керамической
плитки: трещинами, отслоениями неморозостойкой керамической
129
поверхности и др. Выпадение облицовочных плиток является
серьезным недостатком в строительстве. Этот крупный дефект
вынудил отказаться от дальнейшего применения этого типа об-
лицовки фасадов зданий.
Во избежание внезапного отслоения облицовки следует пе-
риодически «производить проверку прочности заделки керамиче-
ской облицовки в стенах. Эта работа должна производиться с
подвижных люлек. Лучше выполнять простукивание облицовки
одновременно с заменой выпавших плиток.
Для предотвращения возможных последствий от неожидан-
ных выпадений плиток в качестве временной меры принято над
вторыми этажами зданий вдоль фасадов, облицованных кера-
мическими плитками, по металлическому или деревянному кар-
касу, укрепляемому на кронштейнах, натягивать металлические
сетки, а над дверными проемами устраивать деревянные наве-
сы с двойной обшивкой. Во избежание отскакивания падающих
керамических плиток от кровли навесов по последней укладыва-
ется слой песка толщиной 10—15 см.
Наблюдаются также отдельные случаи отпадения керамиче-
ских облицовочных плиток от фасадов каркасных зданий. Так,
например, в административном каркасном 14-этажном здании,
выполненном с применением сборных железобетонных колонн,
также выпало некоторое количество керамических плиток. Хотя
некоторые из керамических плиток оказались неповрежденными,
но они отошли от плоскости стены на 4 см. При обследовании
выяснилось, что целый блок легко вынимался из кладки. Этот
дефект явился результатом плохого качества выполненных
работ.
Рядом с указанным административным зданием Гипромеза
было возведено десятиэтажное здание, в котором в течение ряда
лет наблюдалось систематическое выпадение керамической об-
лицовки. В этом здании было заделано около 1 500 гнезд от вы-
павшей облицовки. После ремонта, произведенного в 1955 —
1956 гг., в 1957 г. вновь выпало еще 30 плито-к. Это здание было
заложено в 1951 г. и введено в эксплуатацию в 1953—1955 гг.
От фасада жилого дома начали отпадать в разных частях
здания облицовочные керамические плитки. Строительство это-
го дома начато в 1952 г.; секции № 7, 8 и 9 были закончены
и сданы в эксплуатацию в 1954 г;, а секции № 1, 2, 3, 4, 5 и 6
начаты в 1954 г. и сданы в 1956 г. Фасад был облицован кера-
мическими плитками типа МК. Возведение кирпичных стен и их
облицовка осуществлялись как в зимнее, так и в летнее время
года. На указанном доме наблюдались типичные для многих
кирпичных домов, облицованных керамическими плитками, де-
формации, появление трещин и отслоений, срез, раздавливание
и раздробление плиток. Эти дефекты наблюдаются .преимущест-
венно в средних этажах здания. В верхних двух-трех этажах
130
плитки почти не выпадают. Подобные деформации облицовки
фасадов принимают в некоторых домах большие размеры. В
жилом доме в третьем—восьмом этажах выпало до' 37% плиток.
После заделки раствором гнезд от выпавших плиток в, течение
последних 5 лет дальнейшего выпадения плиток не наблюдалось.
3 ДЕФЕКТЫ В ОБЛИЦОВКЕ ЗДАНИЙ КЕРАМИЧЕСКИМИ КАМНЯМИ
В некоторых кирпичных зданиях, облицованных семищеле-
выми лицевыми керамическими камнями, обнаружились свое-
образные деформации кладки.
В жилом десятиэтажном доме в простенках цокольного
этажа около' оконных проемов появились вертикальные тре-
щины между кладкой и облицовкой. Кладка выполнялась в зим-
ние месяцы 1956—4957 гг. способом .замораживания. Характер
образовавшихся трещин указывал на появление среза в обли-
цовке, выложенной тычковыми рядами.
В девятиэтажном здании в простенках первого этажа образо-
вались такие же характерные вертикальные трещины с полным
срезом облицовки по тычковым рядам. Кладка облицовки в не-
которых простенках отошла от стены на 3—5 см. В месте среза
облицовочных керамических блоков образовались трещины, как
результат перенапряжения кладки. В обнаженных участках
стены можно было наблюдать толстые швы, заполненные ра-
створ-ом с неодинаковой прочностью. В наружных швах кладки
стены прочность раствора не превышала 25—40 ка/си2, а вр
внутренних швах кладки раствор имел прочность 75—ЮОкг/слЛ
Более разительные разрушения лицевых семищеле’вых обли-
цовочных блоков имели место с южной стороны десятиэтажно-
го жилого дома по Велозаводской улице. Строительство первых
четырех этажей производилось в январе-феврале 1955 г. и пол-
ностью здание было закончено в июле 1956 г. В двух простенках
четвертого этажа кладка облицовки отошла от стены и внезап-
но -обрушилась. Одновремено выпало 13 рядов блоков по высоте
простенка и 7 рядов по ширине. Оказались срезанными 6 тычко-
вых рядов по 36 блоков .в каждом ряду. В другом простенке вся
облицовка также оказалась срезанной. Отошедшие от стены на
30 см лицевые блоки заклинились и повисли на стене- Отобран-
ные после обрушения керамические камни и раствор для испы-
таний показали следующие результаты: средняя прочность кам-
ней на сжатие из трех образцов составила 252 кг/см2, прочность
раствора—75—100 кг!см2, а силикатный кирпич соответствовал
марке 75. Отошедшая от стены облицовка отбита, а поверхность
стены забетонирована и окрашена мод общий цвет фасада. Же?
лезобетон-ная накладка усилила ослабленный простенок в ме,-
стах нарушения облицовки.
13d
Причиной упомянутых разрушений в облицовочном слое сле-
дует считать перенапряжение кладки, вызванное более высокой
жёсткостью лицевой части кладки по сравнению с жесткостью
'кладки из силикатного кирпича, примененной для внутренней
части стены (рис. 63).
Рис. 63. Срез семищелевых блоков вследствие неравномерности деформации
кладки из силикатного кирпича и блоков
Кирпичная кладка стен подвергается большему обжатию за
счет увеличенного количества швов по сравнению с облицовкой.
Обжатие кирпичной кладки еще больше может увеличиваться,
если работы выполняются в зимних условиях и раствор в весен-
нее время при оттаивании теряет свою прочность.
Наблюдения за состоянием простенков после появления пер-
вых трещин в облицовке показали, что в последующем эти
трещины развивались во времени и достигли раскрытия до 3 мм,
а на новых маяках появились волосные разрывы. Таким обра-
зом, можно было сделать вывод, что в перенапряженных местах
кладки деформации могут продолжаться до полного среза тыч-
ковых рядов облицовки (рис. 64).
В деформированных кладках эксплуатируемых зданий меры
усиления ослабленных простенков вырабатываются исходя из
конкретных условий в каждом отдельном случае с учетом проч-
ности кладки, этажности здания, характера и объема отслоения
облицовки. В начальной стадии, когда облицовка еще не отде-
132
лилась от кладки, можно прибегнуть для общего упрочнения
кладки и облицовки к инъецированию швов и пустот в кладке
водоцементным раствором. Такие работы выполнялись по ук-
реплению наружных простенков в одном из жилых домов. Через
установленные в швы трубки подавался раствор жидкой кон-
Рис. 65. Инъецирование раствора в
простенки с отделяющейся от кир-
пичной кладки облицовкой
Рис. 64. Полный срез тычковых ря-
дов облицовки стен, облицованных
керамическими камнями
систенции. Первые проверки усиленных простенков показали
положительные результаты. В один из простенков было введено
150 кг цемента марки 400, в другой — 250 кг. Всего в 12 про-
стенков первого этажа было введено 1 500 л раствора (рис. 65).
Нагнетаемый цементный раствор состава 1:1 и 1:1,5 без со-
держания песка хорошо проникает в пустые швы и щели кладки
и распространяется во всей толще кладки. При инъецировании
кирпичных стен необходимо наблюдать за радиусом распрост-
ранения смеси. Инъецирование стен и простенков, облицован-
ных внутри сухой штукатуркой, нельзя допускать, так как про-
межутки между сухой штукатуркой и стенами окажутся запол-
ненными раствором, что вызовет большие потери раствора и вы-
133
пучивание штукатурки. Раствор может также проникнуть через
перекрытие в соседние помещения. За этим необходимо следить
и не допускать вытекания раствора.
. Заполнение нагнетаемым раствором пустых швов кладки
можно было контролировать по появлению пятен на штукатур-
ке стен с их внутренней стороны.
Практикуется также закрепление керамической облицовки
стальными штырями. В стенах просверливаются отверстия
диаметром 25 мм на глубину 25—30 см. В отверстия, выполнен-
ные под углом до 30°, закладываются на растворе заподлицо с
облицовкой стальные штыри (рис. 66). Такое мероприятие
штырями
а первый вариант; б — второй вариант; в — деталь заделки; г — место для просвер-
ливания отверстия; 1 — отверстие диаметром 25 мм-, 2—шов расшитый; 3 — пластичный
цементный раствор; 4 — жидкий цементный раствор; 5 — стальной стержень периоди-
ческого профиля диаметром 12 мм
134
упрочняет облицовку и предохраняет ее от возможного внезап-
ного отслоения. На рис. 67 .видны места закрепления облицовки
•штырями и показано производство’ работ по инъецированию
простенков с подвижной люльки.
Радиус распространения
раствора в кирпичных сте-
нах, облицованных керами-
ческими семищелевыми бло-
ками, ограничивается нали-
чием пустот в блоках и нека-
чественно выполненной кир-
пичной кладкой. При инъ-
ецировании кладки уже пос-
ле закачки нескольких лит-
ров раствора последний на-
чинает вытекать с противо-
положной стороны стены.
Если стены оштукатурены,
то раствор задерживается в
кладке.
Радиус распространения
смеси в кладках, облицован-
ных керамическими блока-
ми, по горизонтали равен
толщине стены, а по верти-
кали достигает высоты 1,5 м.
На рис. 68 представлено
инъецирование кирпичного
простенка, оштукатуренного
с двух сторон обычной (мок-
рой) штукатуркой.
Инъецирование кладки
может содействовать улуч-
шению теплотехнических
свойств тех зданий, в кото-
рых наблюдается большая
продуваемость стен. В неко-
которых домах при температуре наружного воздуха минус 25—
30° температура внутреннего воздуха в отдельных помещениях
понижается до 6—12°.
Вопрос об инъецировании кладок в зданиях и сооружениях,
•выполненных с пустыми вертикальными швами, подлежит пред-
варительному исследованию на образцах кладки с подбором
растворов с небольшим объемным весом.
Многие кирпичные производственные здания, построенные
•50—70 лет назад, имеют ослабленную кладку, прочность кото-
рой необходимо увеличить. Применяемые для восстановления
135
несущей способности ослабленной кладки стальные или железо-
бетонные обоймы дороги и для своего выполнения требуют
много времени. В ряде случаев цементация может «восстановить.
Рис. 68. Инъецирование кирпичного простенка
с незаполненными раствором швами кладки,
оштукатуренного с двух сторон обычной (мок-
рой) штукатуркой
а — рабочее положение насоса и инъектора при упроч-
нении кладки; б — инъектор; в — вид кладки до
инъецирования; г — то же, после инъециров.1НпЯ; 1 —
шланг к растворомешалке
прочность старых стен толщиной более 1 м, .наружная поверх-
ность которых выкладывалась из хорошо подобранного кирпича,
а внутренняя часть забутовывалась менее качественным кирпи-
чом и половником, иногда даже уложенными насухо. Такие
кладки обладают способностью поглощать большое количество-
раствор а.
При цементации кладок следует предусматривать следую-
щую технологию производства работ.
Все швы, выходящие на поверхность кладки, и особенно швы
в примыканиях оконных и дверных коробок к кладке в проемах
должны быть расшиты цементным раствором состава 1 : 2. Так-
же заделываются отверстия ;и места у закладных частей в сте-
136
нах для крепления внутренних коммуникаций. Выветривавший-
ся кирпич в кладке, где возможна вытечка раствора, заменяется
целым кирпичом марок 100—150.
В кладке намечаются места для установки трубок и произ-
водится пробивка отверстий для закрепления трубок. Для этого
используются имеющиеся в кладке пустые швы и углубления,
сообщающиеся с внутренними пустотами в кладке.
В подготовленные отверстия заделываются трубки на глуби-
ну, определяемую толщиной кладки .и степенью развития пустот
внутри кладки. Для заделки используются трубки со сплюсну-
тыми концами.
Заделанные трубки выдерживаются в кладке до- 3 суток.
После установки трубок могут выполняться работы по усилению
простенков и других элементов, а именно: бетонирование обойм,
поверхностная обработка кладки, перекладка лицевой стороны
кладки, штукатурка и др.
После выполнения подготовительных работ производится на-
гнетание раствора в тело кладки. Порядок цементации кладки
устанавливается на месте производства работ. Степень заполне-
ния кладки раствором, регулируется объемом поглощаемой сме-
си. Цементный раствор может подаваться в несколько приемов
в одну и ту же трубку.
По окончании цементации трубки выдерживаются в кладке
до полного затвердения раствора. Давление при инъецировании
раствора в кирпичные кладки принимается до 1,5—2 ати. Когда
производится нагнетание раствора в кладку через рубашки, вы-
полненные из железобетона или армированной штукатурки,
давление может .повышаться до 3—4 ати.
4. ОТСЫРЕВАНИЕ СТЕН
В некоторых зданиях приходится наблюдать продуваемость
и отсыревание стен.
Эти недостатки бывают обычно вызваны низким качеством
стеновых материалов, повышенным объемным весом крупных
блоков по сравнению с проектными теплотехническими требова-
ниями, протечками кровель, капиллярным поднятием влаги и
некачественным выполнением работ (кладка стен со сквозными
незаполненными раствором швами).
В одном из жилых домов, принадлежащем жилищно-комму-
нальной конторе строительного треста, в течение ряда лет отсы-
ревали стены и только в летние месяцы стены просыхали, но с
наступлением похолодания снова покрывались сырыми пятнами
и конденсационной влагой. Строительство указанного дома бы-
ло завершено в 1947 г. и в том же году дом был заселен. Вскоре
выявились низкие эксплуатационные качества этого дома. На-
ружные стены имели толщину 40 см. С двух сторон они были
оштукатурены. Для кладки стен применялись шлакобетонные
камни размером 39,5X19,5X20 см с тремя овальными пустота-
137
ми; в отдельных местах применялись такие же камни без пу-
стот. Отопление дома печное.
Конденсирующаяся на поверхности наружных стен влага
стекала на пол, где она скапливалась в виде луж. В отдельных
комнатах наблюдалось отсыревание даже перегородок. На пер-
вом этаже сырость распространялась по стенам и достигала вы-
соты 1,5—2 ж от уровня пола. На втором этаже влажные стены
имелись во всех комнатах. От повышенной влажности в жилых
помещениях отсыревали обои, мебель, а вещи покрывались пле-
сенью. Сырость стен исчезала только в летние месяцы, но харак-
терное потемнение стен от миграции влаги и выщелачивания
шлака продолжало оставаться. Наружная штукатурка отслаи-
валась от стен вместе с частями шлакобетонных камней. Шла-
кобетонные камни теряли свою первоначальную прочность и по-
степенно превращались в несвязный материал, который под дей-
ствием ветра выдувался из кладки.
Обильную конденсацию влаги внутри обследуемого помеще-
ния при больших колебаниях температуры воздуха в течение
суток следует отнести за счет недостаточных толщины и тепло-
устойчивости ограждающих конструкций.
Полное расслоение шлакобетонных камней в кладке наруж-
ных стен зданий можно было наблюдать и на других объектах.
В здании гаража, возведенном в 1944 г. со стенами из шлакобе-
тонных камней с овальными пустотами, нижняя часть стены на
высоту до 80 см и примерно на 20 см по толщине полностью ока-
залась разрушенной. При легких ударах молотком шлакобетон
рассыпался подобно обычному шлаку, не скрепленному вяжу-
щим веществом.
С целью предупредить разрушение подобных сооружений
шлакобетон заменяется обыкновенным кирпичом марок 75—100.
Разборка шлакобетонных стен должна производиться небольши-
ми участками в наиболее разрушенных местах с немедленной
закладкой выбранной кладки кирпичом на растворе марки 50-
В процессе производства работ предусматривается установка
стоек и других временных креплений.
Другим недостатком, снижающим теплотехнические качест-
ва стен, являются большие объемные веса шлако- и керамзи-
тобетонных блоков. Проверки показали, что объемные веса при-
меняемых шлакоблоков зачастую не соответствуют проектным
назначениям.
Прочность шлакобетона крупных блоков колеблется в боль-
ших пределах — от 30 до 120 кг/сж2. Внутри блоков, в местах
образования пустот, преобладает рыхлый шлакобетон, у лице-
вой поверхности — наиболее плотный слой. Толщина облицо-
вочного слоя, выполненного из тяжелого мелкозернистого бето-
на, колеблется от 2 до 6 см. Резкие колебания толщины обли-
цовочного слоя замечаются в ряде случаев в одном и том же
элементе.
138
Это явление также имело место и в керамзитобетонных пане-
лях толщиной 32 см для жилых домов серии 1-515. При проект-
ном объемном весе 900 кг!м3 в натуре объемный вес части па-
нелей доходил до 1 100—1350 кг!м3. Нарушения в технологии
изготовления панелей и подборе составов бетонной смеси приве-
ли к неоднородной структуре керамзитобетона (рис. 69).
Рис. 69. Неоднородная структура керамзито-
бетона в панелях
В некоторых жилых домах объемные веса отдельных па-
нелей, изготовленных из керамзитобетона, с учетом фактур-
ного слоя превышали проектные веса: вместо проектных
1 250 кг!м? в натуре объемный вес панелей составлял от 1 300 до
1 640 кг/ж3'. Объемный ;вес керамзитобетона по проекту был при-
нят 1 200 кг/м?-, фактически он составлял 1 300—1 400 /са/ж3; фак-
турный слой по проекту 1 800 /са/ж3, в натуре 2 000—2 200 кг}м\
Своеобразная сырость иногда 'появляется на внутриквар-
т.ирных перегородках. При освидетельствовании перегородки в
одной из квартир выяснилось, что отсыревание штукатурки про-
исходит в коридоре и двух комнатах на высоту 60—70 см от
уровня пола. Сырые пятна не просыхали и спустя 4 месяца пос-
ле заселения дома жильцами. При снятии части штукатурки
оказалось, что по гипсолитовым плитам был нанесен слой изве-
стково-алебастровой штукатурки толщиной 6,5—7 см. Как сама
штукатурка, так и гипсолитовые плиты имели повышенную
влажность. Более высокая влажность штукатурки и гипсолито-
вых плит наблюдалась в местах примыкания к перекрытию. Это
139
свидетельствовало и о большой влажности шлакобетона, слу-
жившего основанием под чистые полы. По этой же причине в ни-
жележащем этаже появились на карнизе и штукатурке потолка
потемневшие пятна и отсыревание поверхности.
Для устранения сырости была удалена штукатурка на высо-
ту 30—40 см от пола, и после просушки шлакобетона сырые пят-
на полностью исчезли и в дальнейшем не появлялись.
Причиной появления сырых пятен на наружных стенах яв-
ляется нарушение стыков в водосточных трубах. Фасады зданий
от периодического увлажнения сыреют, расслаивается штука-
турка стен, с карнизов сходит окраска.
За последние годы этажность жилых домов возросла, но
конструкция водосточных труб и методы отвода талых и дожде-
вых вод не изменились. Долговечность труб, изготовляемых из
тонкой листовой стали, ограничивается крайне небольшим сро-
ком службы. В некоторых домах водосточные трубы пересекают
балконные площадки. Малейшая неисправность водосточных
труб, в особенности при засорении снегом и льдом, влечет за со-
бой скопление атмосферной воды на балконах и попадание во-
ды через дверные проемы и стены в помещения.
5. ДЕФЕКТЫ ЗИМНЕЙ КЛАДКИ И ПРОЧИЕ НАРУШЕНИЯ КЛАДКИ
Большая часть дефектов в каменной кладке приходится на
работы, выполненные в зимних условиях.
Рис. 70. Вид части здания в месте обрушения кирпичных столбов
Имевшие место аварии в суровую зиму 1955—1956 гг. отно-
сятся главным образом к кирпичным кладкам, выполненным в
зимних условиях (рис. 70). Анализ и проверка качества отобран-
140
ных кирпича и раствора в некоторых обрушившихся конструкци-
ях показали, что их прочность ниже прочности, предусмотренной
в проекте. Например, раствор после оттаивания в ряде случаев
имел прочность менее 2 кг1см2. Устройство плохой постели для
кирпича при неполном заполнении вертикальных швов вызыва-
ет резкое снижение несущей способности кладки (рис. 71). Вес-
Рис. 71. Некачественное
выполнение кирпичной
кладки
а — несоблюдение толщины
швов; б —> несоблюдение
толщины кирпича
ной, когда раствор начинает оттаивать, наступает самое небла-
гоприятное время для устойчивости конструкций, выполненных
методом замораживания, так как при этом снижается сцепле-
ние раствора с кирпичом и происходит неравномерный рост
прочности раствора в швах кладки с внутренней и наружной
сторон стены. Наблюдается также и неравномерное оттаивание
кладки в зависимости от расположения стен по странам света.
Немало дефектов вызвано недостатками проектирования.
Вследствие неудовлетворительного решения узлов опирания пе-
ремычек обрушилась часть здания бетонного завода. Кладка
выполнялась в силь-
ные морозы. В тече-
ние нескольких дней
стены были выложе-
ны на высоту всех
трех этажей, но
вскоре (в декабре)
наступили кратко-
временные оттепели
и, когда раствор до-
стиг прочности 0—
2 /сг/сж2, обруши-
лись простенки. Рас-
четы показали, что
нагрузки, приходя-
щиеся на некоторые
узлы, в два раза пре-
вышали несущую
способность кладки.
Рис. 72. Трещины в кладке, вызванные промерза-
нием и пучением грунта
а в в углу здания; б — в стене лестничной клетки
• 141
Многие дефекты в стенах возникают в результате промерза-
ния оснований. На р-ис. 72 видны типичные трещины в кладке,
вызванные промерзанием и пучением грунта. Восстановить та-
кую кладку довольно затруднительно, также трудно рекомендо-
вать заранее рецепты исправления дефектов. Меры усиления
конструкций могут быть 'выработаны исходя из степени наруше-
ния кладки и могут заключаться в перекладке отдельных уча-
стков стен, усилении простенков путем введения в проемы сталь-
ных рам и дополнительных стоек, устройстве тяжей, скрепляю-
щих между собой стены, и поэтажных поясов, если кладка пол-
ностью не завершена.
ff) По П-П
Рис. 73. Отбор, хранение, транспортирование и оттаива-
ние проб растворов из швов кирпичной зимней кладки
а — отбор проб раствора из кладки; б — ящик для хранения проб
раствора: в — вид проб раствора; г —* оттаивание проб раствора
в лаборатории; 1 — стеллаж; 2 — стекло; 3 — пробы раствора
В период оттаивания кладки необходимо осуществлять неос-
лабный контроль за качеством раствора. Оценку прочности ра-
створов следует производить в районных и центральных строи-
142
тельных лабораториях, осуществляющих систематические про-
верки качества раствора в зимней кладке.
Проверка прочности раствора производится по образцам-
пластинкам, отбираемым непосредственно из швов кладки (рис.
73). Образцы отбираются по этажам и простенкам согласно
порядку, установленному авторским надзором, с обязательной
маркировкой проб. Направляемые в лабораторию образцы дол-
жны иметь бирки с наименованием и характеристикой здания,,
этажей, толщины стен и положения места отбора образца в при-
вязке к разбивочным осям. Образцы должны быть доставлены
в лабораторию неоттаявшими не позднее чем через час после
взятия в кладке. Отбираемые из кладки образцы должны иметь
размеры не менее 7з 'величины по длине кирпича и на всю его-
ширину. В сопроводительном письме следует также указать со-
став раствора, время производства работ по кладке стен данно-
го этажа и дату отбора проб для испытаний.
При оценке качества раствора устанавливается прочность в-
момент взятия -пробы до оттаивания и после хранения образца
в помещении в течение 2 час. при температуре 18—22°. Часть из
отобранных образцов сохраняется в помещении для установле-
ния роста прочности раствора во времени (3; 7 и 28 суток).
Доставленные в лабораторию образцы раскладываются на
стеклянные подставки по одному на каждой. Проверка потери
прочности раствора в процессе оттаивания производится через
каждые 20—30 мин. обычно визуальным путем.
При необходимости ускорить проверку прочности раствора
образцы помещают в теплую воду с температурой 50—60° и со-
держатся в ней 20—30 мин. Опробование прочности производит-
ся тем же способом, что и образцов, выдержанных в теплом по-
мещении. Оттаивание проб раствора, взятых из кладки, может
производиться и в пропарочных банях при температуре пара
90—95°. Образцы в такой среде находятся не более 5—10 -мин.
После полного оттаивания раствора производится ориенти-
ровочная оценка прочности раствора. Для проверки прочности
образцов используется несколько приближенных методов.
Из доставленных проб в лаборатории выпиливаются плитки
размером от 10 X 10 до 30 X 30 мм. Чтобы придать образцу ра-
створа форму куба, плитки раствора склеивают между собой
гипсовым тестом.
Испытание образцов на сжатие производится после выдер-
живания склеенных плиток раствора не менее 2—3 час. Проч-
ный раствор испытывается на 5-тонном гидравлическом прессе;,
более слабые растворы — на рычажных приборах, фиксирую-
щих прочность с точностью до 2—4 кг}см2.
Используются для оценки прочности раствора и штампы. По
этому методу из отобранных пластинок раствора выпиливаются
образцы, соответствующие определенным штампам. Проверку
прочности раствора на сжатие следует также производить на
143
рычажном приборе, улавливающем низкие показатели проч-
ности.
Эти способы испытания прочности раствора обладают и не-
которыми недостатками. Слабые и не окрепшие после оттаива-
ния растворы нельзя обрабатывать, так как они раскрошива-
ются от «малейшего механического усилия. Испытания выдер-
жанного раствора не фиксируют фактической прочности его в
момент оттаивания, являющейся особенно важным показателем
для характеристики раствора. Это обстоятельство часто вынуж-
дает прибегать к визуальной оценке прочности слабых раство-
ров (0—2 кг/сж2). Проба раствора на прочность может произ-
водиться несколькими приемами.
Первый прием заключается в соскабливании и опробовании
раствора в каждом образце. Пробы твердости раствора произ-
водят стальным стержнем диаметром 4 жж с отточенным кон-
цом, проводя острием стержня по образцу. По глубине остаю-
щейся борозды на образце устанавливается ориентировочная
прочность раствора. Этот прием предварительно тарируется на
многих других образцах и кубиках известной прочности. Такие
образцы группируются по глубине оттиска и укладываются в
ящик, являющийся шкалой прочности. Проверка прочности ра-
створа методом соскабливания производится несколько раз на
одном и том же образце и повторяется на многих образцах.
Прочность раствора, согласно этой методике, может класси-
фицироваться следующим образом:
нулевая прочность, когда при незначительном усилии сталь-
ной наконечник образует сквозную борозду на проверяемом об-
разце и образец, подобно смоченному, слабо скрепленному пе-
ску, легко рассыпается;
от 2 до 4 кг/сж2, когда при малом усилии под стальным нако-
нечником образуется широкая борозда без нарушения структу-
ры раствора, а образец легко крошится и разламывается.
Прочность раствора расценивается соответственно шкале
прочности: 8; 15; 25; 25—50; 50—75 и 75—100 кг!см\ когда под
стальным наконечником остаются неглубокие борозды или сле-
ды оттисков и образцы не получают других повреждений (глу-
бина борозд или оттисков сравнивается с тарированными образ-
цами).
Второй прием заключается в оценке приближенной прочно-
сти образцов раствора по величине и характеру окола, скопле-
ния мелочи, разрушения углов и ребер образцов при нажатии
образцами раствора вручную на толстое стекло. Чем слабее
проба, тем больше скалывается и рассыпается раствор, и, нао-
борот, чем прочнее раствор, тем меньше мелочи после проверки
остается на стекле. Этот прием дает наглядную характеристику
прочности раствора от 2 до 100 кг!см?. Оттаявший и неокрепший
раствор, имеющий прочность ниже 2 кг! см?, от повторного нажа-
144
тия полностью разрушается в месте соприкосновения со стек-
лом.
Образцы раствора, обладающего прочностью 2—4 кг] см2, по-
степенно раскрошиваются при нажатии образцами на стекло.
По мере увеличения прочности раствора уменьшается объем
мелочи, разрушаемой на стекле. Этот прием механической оцен-
ки прочности раствора дополняется путем сравнения получае-
мых результатов на образцах известной прочности (рис. 74).
Рис. 74. Оценка прочности
а — метод стального стержня;
слабых растворов (0—2 кг/см2)
б “ метод раздавливания ва стекле
Систематические проверки качества кирпича, поступающего
на строительство, показывают, что кирпич и керамические кам-
ни не всегда отвечают -паспортным данным завода-поставщика.
Отмечается много случаев, когда контрольные испытания пока-
зывают, что вместо марки 100 по заводскому паспорту факти-
чески кирпич по результатам лабораторных испытаний может
быть отнесен к марке 75 или 50.
Результаты проверки прочности кирпича, отбираемого непо-
средственно на кирпичных заводах по системе предварительно-
го контроля, указывают, что значительная часть кирпича харак-
теризуется низкой прочностью.
На рис. 75 приведена качественная характеристика кирпича
по месяцам поступления его на объекты Главмосстроя.
По совокупности ряда причин, связанных с нарушениями в
перевязке продольных -и поперечных стен, небрежной укладкой
кирпича и раствора и допущением чрезмерно толстых и негори-
зонтальных швов в облицовке и кладке стен, возникают серьез-
ные деформации в конструкциях. На рис. 76 показан пример
совершенно неудовлетворительного качества кирпичной кладки,
имевшей место на строительстве.
К таким последствиям можно отнести: осадки кладки, срезы
поперечных стен в местах их сопряжений с продольными стена-
ми, трещины в прогонах, вызванные теми же деформациями.
Наблюдения за эксплуатируемыми зданиями показали, что де-
формации кладки продолжаются довольно долго. Меры восста-
новления кладки состоят в устройстве поэтажных стягивающих
145
Рис. 75. График, иллюстрирующий качество кирпича по месяцам поступ-
ления его на объекты Главмосстроя
Рис. 76. Пример неудовлетворительного качества кирпичной кладки
146
тяжей, усилении простенков железобетонными обоймами и инъ-
ецировании кладки.
Причинами многих деформаций каменных конструкций явля-
ются ослабления стен, столбов и простенков и отсутствие долж-
ной перевязки между поперечными и продольными стенами
(рис. 77).
В жилом здании для
прокладки стояка сис-
темы отопления диа-
метром 50 мм сделана
борозда размером 18*
Х12 см. Здесь же на
первом этаже в стене
были оставлены глубо-
кая ниша для радиато-
ра и сквозное отверстие
для вентиляционного
короба. Все эти ослаб-
ления, не предусмот-
ренные в проекте, пов-
лияли на прочность
кладки в простенках, и
в одном из них нача-i
лась деформация кир-
пичной кладки. Разру-
шение кладки вызвало
необходимость усиле-
ния ослабленной части
Рис. 77. Разрушение стен кирпичного зда-
ния. вследствие низкого качества работ
и материалов
стены путем закладки
кирпичом витрины и
устройства металличе-
ских и железобетонных
креплений в проемах.
Большое количество борозд пробивается в стенах и для за-
кладных частей сборных конструкций. На некоторых объектах
в лестничных клетках пробиваются борозды для укладки пло-
щадок, глубина которых доходит до 25 см.
Небрежная заделка отверстий и борозд приводит к сниже-
нию эксплуатационных качеств помещений. В одной из заселен-
ных квартир жильцы обнаружили резкое охлаждение пола, при-
чины которого не могли -быть сразу выяснены. В соседних квар-
тирах, расположенных в нижних и верхних этажах, наблюда-
лась нормальная температура комнатного воздуха. Когда был
вскрыт пол, оказалось, что по- ширине около 1 м подполье сооб-
щалось с наружным воздухом. Это и явилось -причиной охлажде-
ния помещения.
При обрушении кирпичных столбов наблюдалось характер-
ное разрушение кладки, несмотря на качественное выполнение
147
работ'И соответствие прочности кирпича проектной марке. Столб
при падении перекрытия расслоился на три части. Разрыв в
кладке показал некачественное сцепление раствора с кирпичом.
В двух местах раствор отделился от кладки вместе с заложен-
ной в шов кладки сеткой; поверхность кирпича по всему сече-
нию столба оказалась чистой — без признаков приставшего к
ней раствора (рис. 78). Это явление свидетельствует о недоста-
Рис. 78. Характер разрушения кирпичного столба
точном сцеплении раствора с кирпичом, что может быть объяс-
нено применением для кладки весьма жестких растворов без
необходимой подготовки кирпича перед его укладкой в дело
(удаление наледи, снега, a ib летнее время — пыли). Кирпичные
столбы в жилищном строительстве как несущие конструкции не
оправдали себя. На многих построенных и строящихся объектах
пришлось большую часть кирпичных столбов заключить в ме-
таллические или железобетонные обоймы. В одном из пятиэтаж-
ных жилых домов на усиление кирпичных столбов было, израсхо-
довано около 80 т металла. Некоторые столбы в верхних эта-
жах оказались смещенными относительно столбов в нижних
этажах до 18 см. Немало отмечалось нарушений и аварий кир-
пичных столбов и опирающихся на них конструкций вследствие
одностороннего оттаивания, перенапряжения кладки, ударов и
внецентровых нагрузок.
В одном из городов по недосмотру обслуживающего персона-
ла длительное время автомобили, привозившие продукты в ма-
газин, задевали кирпичные столбы, поддерживающие балконы-
148
Один такой удар оказался роковым. Столбы рухнули и вместе
с ними рухнул и балкон. Хотя приведенный случай должен был
явиться предостережением от повторения подобных обрушений,
но практика показывает, что в эксплуатационных условиях мно-
гие кирпичные и другие столбы, не защищенные от ударов,
могут оказаться в аварийном состоянии.
На заводе^'железобетонных конструкций при вытяжке арма-
туры последняя задевала кирпичный столб и постепенно подпи-
ливала его; глубина борозды в столбе достигла примерно оси
его сечения. Этот столб высотой 5 м поддерживал перекрытие.
Только благодаря своевременно принятым мерам удалось пред-
отвратить аварию.
На одном промышленном объекте бутовые фундаменты ока-
зались весьма непрочными. В обильно залитый в опалубку ра-
створ укладывался бутовый камень. Спустя 3 года раствор про-
должал оставаться весьма низкой прочности (4—6 кг/см2) \ при
общей толщине кладки 80 см слой раствора толщиной до 15—
20 см легко отслаивался от кладки. Причиной такого нарушения
явилось раннее замораживание кладки. Для усиления фунда-
мента на отдельных участках его наносился новый слой более
прочного раствора, но это мероприятие не могло упрочнить
ослабленный фундамент. Новый раствор не сцеплялся со ста-
рым и между ними образовывался усадочный шов. Верхний слой
нового раствора вместе со старым слабым раствором легко от-
слаивался от стены. Пришлось сбить слабый раствор и заклю-
чить фундамент в железобетонную обойму.
Плохое сцепление штукатурки со слабыми подмороженными
поверхностями бетона и раствора наблюдается довольно часто.
Случаи отслоения штукатурки можно наблюдать и на каменных
стенах, когда нанесение намета штукатурки производится в хо-
лодное время года без предварительной очистки наледи и обо-
грева поверхности кладки.
К опасным дефектам относятся срезы кирпичной кладки в ме-
стах опирания перемычек, балок и ферм на кирпичные стены.
Нередко можно наблюдать, когда массивные балки закладыва-
ются в стены на глубину 6—8 см без опорной железобетонной
плиты.
Имел место случай среза кирпичных пилястр в месте опира-
ния ферм, что повлекло за собой обрушение ряда ферм, которые
были связаны между собой.
На рис. 79 представлен случай недостаточной заделки опоры
перемычки в кирпичную стену, что вызвало разрушение кирпич-
ной кладки.
В производственном здании все главные балки опирались без
подушек на кирпичные стены, выложенные из силикатного кир-
пича. По небрежности перемычка над оконным проемом была
заделана на стену только на 2 см, в то время как на перемычку
был уложен прогон сечением 65x30 см.
149
Рис. 79. Недостаточная заделка опоры двер-
ной перемычки, вызвавшая разрушение
кирпичной кладки
Часто допускаются
ошибки в местах опира-
ния балок на стеныу тем-
пературных швов, где на-
блюдаются срезы кладки
в наиболее слабых ме-
стах.
Отклонение отдельно
стоящей кирпичной стены
наблюдалось при наруше-
нии правил производства
земляных работ. Произ-
водственный корпус, где
обнаружилось отклонение
стены, имел длину 60 м
и ширину 36 м. Фунда-
менты стены были заглуб-
лены на 2,54 и 3,24 м и
заложены на плотном ма-
териковом песчаном грун-
те с допускаемым напря-
жением 2,5 кг)см2. На-
ружная стена, в которой
были вызваны нарушения
кладки, имела толщину 51
и 37 см. Через каждые.
6 м были устроены кир-
пичные пилястры. На про-
тяжении 48 м отсутство-
вали поперечные стены.
При копке внутри кор-
пуса котлована под ко-
лонны и фундаменты для оборудования грунт выбрасывался на
бровку котлована и укладывался около наружной стены. Места-
ми высота насыпи доходила до 2 ж при общей высоте выложен-
ной стены от 2 до 7 м. От подпора грунта произошло выпирание
стены на 8 см\ в сопряжениях продольной стены с двумя край-
ними поперечными стенами появились незначительные трещины.
Эти деформации вызвали необходимость дополнительно армиро-
вать углы кладки стен и создать жесткую связь наружных стен
с перекрытием.
Вследствие односторонней подсыпки грунта произошло обру-
шение кирпичного забора. Фундаменты для отдельно стоящих
столбов с проложенными между ними ранд-балками были осно-
ваны на слабом грунте. При планировке территории с одной
стороны забора была сделана подсыпка высотой 1 м и шириной
2,5 м. Вскоре эта дополнительная нагрузка нарушила устойчи-
150
вость забора. На участке длиной 20 м забор рухнул, а на участ-
ке до 5 м забор отошел от вертикали на 27 см.
Шлакопортландский магнезиальный цемент широко приме-
няется в растворах для кладки стен наземных зданий и соору-
жений. Эти растворы, как и бетоны, весьма слабо набирают
прочность в раннем возрасте при пониженных положительных
температурах, и особенно при температурах, близких нулю, или
во время периодических заморозков и оттепелей. Поэтому при
применении шлакопортл андского магнезиального цемента сле-
дует учитывать не только, что к моменту оттаивания раствор
будет иметь нулевую прочность, но и что накопление прочности
раствора в период оттаивания будет происходить весьма медлен-
но. Таким образом., все меры предохранения кладки (временные
•стойки под несущие прогоны и пр.) на период оттаивания долж-
ны соблюдаться в течение более длительного периода, чем при
кладке на обычных цементах, равно как и время последующей
нагрузки стен кладкой вышележащих этажей в весеннее время
надлежит увязывать с фактическим нарастанием прочности от-
таившего раствора в зимней кладке.
ГЛАВА VII
ДЕФЕКТЫ ШТУКАТУРКИ, ОБЛИЦОВКИ И ОТДЕЛКИ
ЗДАНИЙ
Качеству отделочных работ всегда придавалось большое зна-
чение, и требования к отделке зданий повышаются с каждым
годом. В большом комплексе работ по отделке зданий штукатур-
ные работы продолжают оставаться одним из массовых видов
работ в строительстве. Несмотря на широкое распространение
сухой штукатурки, большой объем штукатурных работ прихо-
дится выполнять мокрым способом.
В течение последних лет в некоторых жилых и обществен-
ных зданиях наблюдались случаи отпадания штукатурки с по-
толков.
Отпадение штукатурки может быть объяснено несколькими
причинами, главной из них является чрезмерно большая тол-
щина наметов штукатурки, наносимых на потолки по бетонным
поверхностям. Но, кроме этого, имеет место целый ряд других
недостатков, а именно:
1) неровная поверхность железобетонных настилов (боль-
шие .наплывы раствора, искривленные грани и неправильная гео-
метрическая форма элементов);
2) неровная лицевая поверхность конструкций (раковины,
рябоватость, обнажение арматуры и др.), требующая нанесения
толстого выравнивающего слоя раствора;
3) некачественный монтаж прогонов, настилов, плит и дру-
гих мелкоразмерных элементов, создающий неровность потол-
ков и вызывающий толстые наметы штукатурки для выравнива-
ния потолков;
4) нарушение сцепления штукатурки с бетоном при примене-
нии органических и неорганических смазок и при наличии из-
лишне гладкой поверхности перекрытий;
5) применение некачественных материалов и нарушение тех-
нологических правил производства штукатурных работ;
6) недостатки конструктивных решений (большие наметы
штукатурок по каркасам подвесных потолков);
7) недостатки в эксплуатации зданий (промочки потолков,
152
повышенные температура и влажность в помещениях., вибрация
конструкций, промасливание штукатурки и др.).
На прочность сцепления раствора с бетоном существенное
влияние оказывает должная подготовка бетонной поверхности
перед нанесением раствора на поверхность бетона. Недоучет это-
го важного фактора отрицательно сказывается на долговеч-
ности штукатурки. К постоянным дефектам, неизменно ослаб-
ляющим сцепление таких разнородных по своим свойствам мате-
риалов, какими являются раствор и бетон, отличающиеся между
собой по плотности,структуре и другим свойствам, можно также
отнести: гладкие и стекловидные поверхности бетона,, получае-
мые на современном оборудовании; следы различных смазок и
шпаклевок, используемых для покрытия матриц и металличе-
ских форм и переносимых на поверхность бетона; загрязнение
поверхности бетона .пылью, песком и грязью; чрезмерное увлаж-
нение бетона; законченность потолков.
Все эти своеобразные недостатки как в отдельности, так и
в совокупности, в конце концов, проявляются. Чтобы выяснить
причины некачественной штукатурки, следует рассмотреть наи-
более типичные случаи отслоения штукатурки.
1. ДЕФЕКТЫ ОТ БОЛЬШОЙ ТОЛЩИНЫ НАМЕТОВ ШТУКАТУРКИ
Современная технология строительного производства не пре-
дусматривает применения штукатурки для потолков. Детали пе-
рекрытий должны изготовляться на заводах с такой степенью
отделки, чтобы исключить штукатурные работы; в действитель-
ности же приходится из-за недостаточной заводской готовности
продукции и неудовлетворительного выполнения монтажных ра-
бот применять иногда штукатурку потолков.
Большая толщина наметов штукатурки, наносимых на потол-
ки, является, как было указано раньше, одной из основных при-
чин ее обрушения. Можно отметить случай, когда толщина шту-
катурного слоя на потолках равнялась чуть ли не полной тол-
щине несущей железобетонной плиты перекрытия. Такой тол-
стый слой штукатурки наносится на потолок за 6—7 приемов,
чтобы его выровнить. Многочисленные наблюдения показали,
что даже большие наметы штукатурки довольно прочно закреп-
ляются и длительное время держатся на потолках.
Однако, по некоторым из перечисленных причин, иногда про-
исходит внезапное отпадение штукатурки. Отслоившаяся места-
ми от бетонной поверхности штукатурка может некоторое время
держаться на потолке за счет сцепления штукатурки с бетоном
на соседних участках и за счет высокой прочности самой шту-
катурки. Однако достаточно случайного удара или сотрясения
перекрытия для того, чтобы штукатурка отпала от потолка. В
частности, отмечено неоднократное отпадение штукатурки по-
толков при простукивании ее снизу деревянным шестом.
153
В одном здании через 5—7 лет после ввода его в эксплуата-
цию на.разных этажах несколько раз отпадала штукатурка., вы-
полненная по монолитным железобетонным перекрытиям и двух-
пустотным балкам. В одной из служебных комнат штукатурка
потолка на площади около 2 м2 внезапно упала. При обследо-
вании выяснилось, что поверхности железобетонных плит пере-
крытия не были насечены и были загрязнены налетом пыли от
известково«-глиняной смазки. Средняя толщина намета штука-
турки на этом участке составила 2,5 см. Раствор обладал проч-
ностью около 25 кг/см2. Полагающийся, согласно технологиче-
ским правилам производства штукатурных работ, цементный
обрызг бетонных поверхностей в натуре не был выполнен. Для
ускорения твердения штукатурки и процесса ее нанесения к из-
вестково-цементному раствору добавлялся алебастр. Этим же
раствором наносился обрызг по бетонным плоскостям. Чтобы
проверить качество сцепления штукатурки потолка с бетоном, в
соседней с местом аварии комнате путем легких ударов деревян-
ным шестом обстукивалась штукатурка. После нескольких уда-
ров произошло внезапное обрушение штукатурки по всей шири-
не комнаты на участке размером 1„8х5 м при общей площади
комнаты 5,5x6 м .На обследуемой штукатурке потолка наблю-
дались продольные и поперечные трещины. Для проверки сцеп-
ляемости штукатурки с бетоном было сделано 12 легких ударов
шестом и при этом не обнаружились глухие звуки, которые
обычно характеризуют отставание штукатурки от перекрытия.
Когда было произведено еще несколько простукиваний, на од-
ном из участков штукатурки потолка начали раскрываться тре-
щины и увеличиваться в своих размерах; рядом с имевшимися
трещинами появлялись новые раскрытия, а затем произошло и
отделение штукатурки от потолка кусками разных размеров
/30X40, 60X35, 80X60 см).
Толщина обрушившейся штукатурки не была по всей пло-
щади потолка одинаковой; максимальная толщина (3„5 см) бы-
ла у одного карниза и минимальная (2,2 см) у противополож-
ного карниза (рис. 80).
Вслед -за этой проверкой, которая повлекла за собой отпаде-
ние штукатурки, производилось повторное простукивание в ос-
тальных частях комнаты, где штукатурка держалась на потол-
ке; за исключением небольшого участка, штукатурка больше не
отпадала, хотя толщина ее намета достигала 3.,5—4 см.
Штукатурка была нанесена по двухпустотным балкам шири-
ной 50 см и длиной 600 см. Наличие швов между балками, кото-
рые в некоторой степени должны были оказать положительное
влияние на сцепление штукатурки с бетоном, оказалось недо-
статочным, чтобы удержать штукатурку.
Внезапное обрушение штукатурки вызвало сомнение относи-
тельно качества сцепления штукатурки с бетоном,в других поме-
154
щениях; поэтому была произведена проверка состояния штука-
турки на всей площади потолков. Простукивание выявило еще
несколько опасных мест, где штукатурка едва держалась на
бетоне, и одного прикосновения деревянного шеста было доста-
точно, чтобы штукатурка отделилась от потолка.
Рис. 80. Образцы штукатурки разной толщины, отбитые от потолков
То-чно такое же обрушение штукатурки произошло в одной
из квартир в десятиэтажном жилом доме, введенном в эксплуа-
тацию в 1953 г. На потолке появились трещины и была намече-
на перетирка штукатурки. До производства ремонта строители
проверили надежность сцепления штукатурки с бетоном в ме-
стах появления трещин. При одном из ударов шестом обруши-
лось 8 м2 штукатурки. Средняя толщина намета составляла
3 см; здесь также имела место недостаточная подготовка желе-
зобетонной поверхности перед нанесением штукатурки.
Проверки показали также нарушение сцепления штукатурки
с бетоном во времени. Повторное простукивание шестом штука-
турки потолков в тех местах, в которых 8 месяцев назад отста-
вание штукатурки от бетона не было обнаружено, показало на-
рушение сцепления штукатурки с бетоном.
Наблюдаются и некоторые другие явления в сцеплении шту-
катурки с бетоном. Хотя отдельные поверхности при простуки-
вании издают характерный глухой звук, показывающий нару-
шение сцепления штукатурки с бетоном перекрытия, но штука-
турка продолжает прочно держаться на потолке даже при тол-
155
щине штукатурного слоя до 8 см. Такие наметы штукатурки
приходится в целях безопасности удалять.
В некоторых других обследованных комнатах штукатурка
едва держалась на потолке и отпала сама либо отделилась при
ее простукивании. Так, в одной из комнат отпала штукатурка
на участке площадью 1,4x1,1 м при толщине штукатурного на-
мета 18—22 мм. Осмотренные края оставшейся на потолке шту-
катурки показали явный отрыв ее от бетона. Зазор между шту-
катуркой и потолком составлял от 0,6 до 0,9 мм, но штукатурка
продолжала держаться на потолке. В месте отпадения штука-
турки этот зазор, очевидно, превышал указанные выше величи-
ны в несколько раз и достигал 4—5 мм.
Перекрытие, выполненное из монолитного бетона, оказалось
совершенно гладким и на нем даже не были обнаружены следы
сцепления штукатурки с бетоном. При последующей переделке
штукатурки удалось довести толщину слоя штукатурки до 8 мм
вместо толщины 2,2—3,5 см, которая была до переделки.
Не всегда представляется возможным легко удалить отстав-
шую штукатурку с потолков, что наблюдалось в другом здании,
где при сплошной проверке пришлось сбить во многих местах
отставшую от потолка штукатурку. Цементная штукатурка тол-
щиной 5—7 см хотя и отстала от бетона, но прочно заклинилась
на потолке и ее можно было отделить от бетона только механи-
ческим усилием.
При неоднократно повторяющихся случаях отпадения шту-
катурки, когда толщина намета превышает допустимую для бе-
тонных поверхностей, необходимо производить периодические
проверки качества сцепления штукатурки с бетоном.
При таких профилактических проверках выявляются: ава-
рийные места, места нарушений и появлений трещин в штука-
турке, толщина слоя и качество штукатурки, а также предупреж-
даются возможные случаи отпадения штукатурки.
Простукивание штукатурки потолков производится в два при-
ема: при первой проверке устанавливаются аварийные места, с
которых штукатурка подлежит немедленному снятию; при вто-
ром обследовании выявляются все сомнительные места и очер-
чиваются контуры мест плохого сцепления штукатурки с бето-
ном. Перед отбивкой штукатурки определяется толщина намета.
На прочность сцепления штукатурки с бетоном могут оказать
влияние и некоторые другие факторы. При острожке и циклев-
ке паркетных полов паркетострогальными машинами передают-
ся на перекрытия вибрационные колебания. Для выяснения вли-
яния работы этих машин на перекрытия были проведены на-
блюдения и при этом обнаружено, что в случае, когда ножевой
барабан насажен на ось плотно, колебания незначительны и со-
ставляют не более 0,025 мм. В случае неплотной насадки на ось
ножевого барабана в перекрытиях наблюдаются вредные вибра-
ционные колебания.
156
2. ДЕФЕКТЫ В ШТУКАТУРКЕ ПОДВЕСНЫХ ПОТОЛКОВ
Рис. 81. Вид сетки трещин в шту-
катурке подвесного потолка
и продольных стержней диаметром
10 см повеох попеоечных стержней и
Ранее были рассмотрены дефекты штукатурки, когда для вы-
равнивания поверхности бетона делались большие штукатурные
наметы без применения арматурной сетки. Однако даже штука-
турка подвесных потолков, выполняемая по специально устроен-
ному металлическому каркасу и сетке, прикрепляемым к бетон-
ным перекрытиям, в ряде случаев имеет серьезные дефекты.
Хотя штукатурка, выполняемая по сетке, не отпадает, как это ча-
сто бывает со штукатуркой, нанесенной непосредственно на по-
верхность бетона, но в штукатурке по сетке часто получаются
трещины, иногда в большом'количестве и со значительным рас-
крытием.
В одном из капитальных зданий был устроен подвесной по-
толок в зале площадью 8X20 м2. Из железобетонного перекрытия
потолка были выпущены стальные подвески диаметром 8 мм
для крепления каркаса- Работы по устройству каркаса и штука-
турке выполнялись в очень сжатые сроки с интенсивной сушкой
штукатурки нагреватель-
ными приборами. Все ра-
боты по отделке зала бы-
ли завершены в июне
.1957 г., по примерно че-
рез 4 месяца после ввода
зала в эксплуатацию на
потолке образовалась сет-
ка трещин, которые уве-
личивались в своем коли-
честве си достигли раскры-
тия в 1,5—2,5 мм. На уча-
стке площадью 150 м2 по-
толок был разделен на
множество ячеек различ-
ных размеров и форм
70X60, 80X30, 50X90;
10X18, 25x40 см (рис. 81)-
Чтобы выяснить причины
появления трещин, был
произведен ряд проверок.
Как было выяснено при
обследовании, каркас со-
стоял из поперечных стер-
жней диаметром 16 мм,
приваренных к сталь-
ным двутавровым балкам,
6 мм, уложенных через 7—
прикрепленных к ним. К смонтированному таким образом кар-
касу прикреплялась тканая сетка из мягкой стальной проволо-
ки диаметром 1—1,3 мм с ячейками размером 20x12 мм. По
157
сетке наносился раствор в несколько слоев, так что общая тол-
щина намета достигла 5,8—6 см. С учетом толщины слоя рас-
твора, залитого или проникшего выше сетки для защиты ее от
ржавления, общая толщина штукатурки достигла 8 см. Подвес-
ки, выпущенные из железобетонного перекрытия и предназна-
ченные для крепления каркаса, оказались неиспользованными,
вследствие чего под тяжестью штукатурки каркас провис, а шту-
катурка получила трещины.
Многие подвесные потолки, выполненные по сеткам, подве-
шенным к металлическим каркасам, имеют дефекты, которые об-
наруживаются по истечении некоторого времени в эксплуатаци-
онных условиях. Толщина слоя штукатурки по сетке обычно пре-
вышает толщину слоя штукатурки по бетонной поверхности. Тол-
стые наметы штукатурки оттягивают сетку, которая к тому же
недостаточно хорошо крепится к каркасу. Сам каркас обладает
некоторыми зыбкостью и подвижностью, вызываемыми темпе-
ратурными деформациями и вибрационными колебаниями. Все
эти недостатки приводят к значительным нарушениям штука-
турки.
Разновременное нанесение нескольких слоев штукатурки по
металлическим сеткам подвесных потолков вызывает появление
усадочных трещин. Вследствие подвижности и зыбкости каркаса
в штукатурке наблюдаются и горизонтальные расслоения иног
да по двум-трем
плоскостям (рис. 82).
Восстановление де-
формированной шту-
катурки подвесных
потолков сопряжено
со значительными
затратами, так как
при этом необходи-
мо: снять 'Сильно по-
врежденную штука-
турку; закрепить
каркас к основным
конструкциям пере-
крытия с последую-
щим нанесением но-
вой штукатурки; рас-
шить трещины в
ее, где выявлено рас-
Рис. 82. Расслоение штукатурного намета по
сетке
штукатурке и заменить отдельные участки
слоение штукатурки по горизонтальным плоскостям; произвести
полную перетирку штукатурки и сплошную шпаклевку поверх-
ности потолка и новую окраску его.
Известны случаи, когда штукатурные наметы, нанесенные
по сетке, даже отваливаются, что имело место в вестибюле од-
158
ного общественного здания, где отпала штукатурка потолка на
площади около 2,5 ж2.
Недостаточно прочный раствор является также причиной
его отслоения от слоя, ранее нанесенного даже по стальному
каркасу. В корпусе лечебного назначения была выполнена вы-
сококачественная отделка помещений. Через IV2 года после вво-
да здания в эксплуатацию обнаружились дефекты в штукатур»
ке. В двух местах отслоилась штукатурка площадью 0,5 и 4 ж2,
хотя указанная штукатурка была выполнена по стальному кар-
касу с прикрепленной к нему стальной сеткой и отделкой по-
верхности штукатурки по слою марли.
Проверка показала, что нанесенный раствор слоем до
30 мм имел прочность от 2 до 6 кг/см2. В растворе преобладал
мелкий песок без требуемого содержания вяжущего. Недоста-
точная прочность раствора привела к горизонтальному расслое-
нию намета. Вместе со слоем марли отрывался раствор (рис. 83).
Рис. 83. Отпадение штукатурки, нане-
сенной по стальному каркасу
] — железобетонное перекрытие; 2 — стальной каркас;
3 — стальная сетка; 4 — штукатурка; 5 — марля; 6 ~ го-
ризонтальные трещины; 7 — слой раствора на марли
В таких случаях приходится производить проверку прочно-
сти раствора по всей площади и замену некачественной штука-
турки новой отделкой потолков. В другом здании в зрительном
зале штукатурка по сетке Рабитца была испещрена множеством
трещин. При осмотре трещин и вскрытии штукатурки выяви-
лось, что нет сплошного обволакивания сетки Рабитца нанесен-
ным раствором. Намет связан с сеткой лишь отдельными участ-
ками и таким образом штукатурка не представляла одно моно-
литное целое с каркасом и сеткой. Этот часто наблюдающийся
дефект характерен для штукатурок, нанесенных по подвесным
потолкам.
Трещины в штукатурке потолков по металлической сетке на-
блюдаются и в тех случаях, когда сетка натянута непосредст-
159
венно по железобетонным плитам перекрытия. При неровной по-
верхности сборных железобетонных плит, наличии стыков с пе-
репадами и других дефектов перекрытий применяют штукатур-
ку потолков по сетке. Для крепления сетки в швах между пли-
тами закладывают проволоку диаметром 6 лш, закрепляемую
петлями за отрезки -стали диаметром 8—-10 мм, уложенные по-
перек швов сверху плит. Иногда применяют дополнительно про-
волоку того же диаметра, укладываемую поперек шво-в между
плитами и образующую квадратные или прямоугольные ячейки
каркаса. Известно и еще несколько других способов крепления
сетки к железобетонным перекрытиям, но все они не обеспечива-
ют равномерного натяжения сетки и каркаса- В одном месте
сетка может оказаться хорошо натянутой и прочно прикреплен-
ной к проволоке каркаса, надежно закрепленного к перекрытию,
я в другом месте и сетка, и каркас могутбыть недостаточно проч-
но и равномерно натянуты и закреплены к перекрытию. Нерав-
номерное натяжение сетки и каркаса обусловливается конст-
руктивными погрешностями и недостаточным контролем за ка-
чеством работ.
В одном из капитальных зданий железобетонное перекрытие
было оштукатурено по сетке. Штукатурка просушивалась жаров-
нями. По окончании сушки штукатурки потолки были оклеены
•серпянкой в два слоя и окрашены. Перед сдачей здания в эксплу-
атацию на потолке появились трещины и серпянка оказалась
разорванной. Пришлось отмыть покраску, разрезать и расшить
трещины, прошпаклевать старую серпянку и наклеить по шпак-
левке еще два слоя новой серпянки во взаимно перпендикуляр-
ных направлениях. Спустя 1,5 месяца на поверхности отремон-
тированного потолка опять появились трещины. Во второй раз
был произведен ремонт с глубокой разрезкой и расшивкой тре-
щин и просушкой штукатурки.
Кроме указанных выше недостатков в креплении каркаса,
•следует отметить и дефекты в сушке штукатурки- Штукатурки в
последующее время после сушки подвергаются значительным
усадочным деформациям. Непосредственно после сушки трещи-
ны на поверхности штукатурки обычно не появляются. В це-
ментных штукатурках трещины обнаруживаются через 2—4 ме-
сяца, а в известково-алебастровых — через 6—8 месяцев и
позднее. Трещины в штукатурке могут появиться даже через
несколько лет, что подтверждается многими примерами из прак-
тики
Влажностные и температурные условия помещений оказы-
вают существенное влияние на прочность сцепления штукатур-
ного раствора с бетонным основанием. Физико-термические про-
цессы, происходящие в месте контакта штукатурного раствора с
бетоном и влияющие на прочность их взаимного сцепления, пол-
ностью не выявлены. К сожалению, соответствующие исследо-
вательские работы не ведутся. Анализ многочисленных данных
160
наблюдений за дефектами в штукатурке потолков может послу-
жить полезным материалом для предупреждения повторения
подобных дефектов и сохранения значительных средств, ко-
торые затрачиваются на замену и ремонт штукатурки потолков.
3. ДЕФЕКТЫ В ОТДЕЛКЕ ПОМЕЩЕНИЙ
В одной из комнат здания гостиницы производилась штука-
турка 'потолка при температуре внутреннего воздуха плюс 2°.
Перед производством малярных работ штукатурка проверялась
путем простукивания потолка. Be время обследования штука-
турка потолка в этой комнате обрушилась на площади 16 л?.
Толщина намета штукатурки была 3—4 см. Основанием для
штукатурки служили сборные плиты, изготовляемые на поли-
гоне. Детальные обследования, произведенные после обрушения
штукатурки, показали, что поверхность плит была совершенно
гладкой и покрыта смазкой, приготовленной путем смешивания
отработанных масел с пылью, полученной при резке и шлифов-
ке мраморных плит. Эта смазка не была своевременно удале-
на, что и послужило одной из причин нарушения сцепления шту-
катурки с бетоном.
В зимних условиях в складском помещении при «низких по-
ложительных температурах производилась штукатурка железо-
бетонных перекрытий. Слой штукатурки толщиной 2 см отвалил-
ся на участке площадью 18 м2 вскоре после того, как уста-
новилась нормальная положительная температура в помещении.
Отмечались также факты отслоения от потолка еще сырой и
неокрепшей штукатурки даже при толщине слоя 10 мм\ Один из
таких случаев произошел при штукатурке потолка павильона на
выставке. Штукатурка наносилась в июне по железобетонным
настилам, но она держалась на потолке несколько часов и еще
сырая отслоилась. Поверхность настила оказалась совершенно
гладкой и на ней после обрушения слоя штукатурки отсутство-
вали даже следы раствора. Отслоение штукатурки в этом случае
следует также отнести и за счет нарушения технологии произ-
водства работ- Нанесенный обрызг не выдерживался положен-
ное время, также не выдерживался и намет.
В старых зданиях штукатурка деревянных перекрытий, нане-
сенная то драни, держится обычно прочно, и случаи отпадания
штукатурки от перекрытий наблюдаются редко, хотя толщина
штукатурок иногда достигает 4—5 см.
В одной из комнат здания гостиницы «Европа» ,в Москве, по-
строенного еще в прошлом столетии, отпала штукатурка на пло-
щади около 4 м2. Прочность известково-алебастрового раствора
была около 6 кг{см2. Обрушение штукатурки было вызвано про-
мочками и деформациями перекрытия от осадки здания. Этот
случай послужил поводом для проверки штукатурки во всех дру-
161
гих помещениях гостиницы. Простукивание потолков показало
высокую прочность сцепления штукатурки с деревянными нака-
тами, обитыми дранью. Даже при значительных нарушениях
штукатурки (трещинах, провисаниях) отпадение штукатурки при
простукивании не отмечалось.
При смене перекрытия реконструируемого репетиционного
зала в здании Большого театра выяснилось, что штукатурка по-
толка имела прочное сцепление с деревянным перекрытием. В
снятых и обследованных образцах штукатурки толщиной 4—
5 см дрань проходила внутри раствора. Такая армировка обес-
печивала нужную монолитность штукатурного слоя- Прочность
известково-алебастрового раствора в образцах составляла 10—
12 кг} см2.
В другом здании, строительство которого относится к 1805—
1807 гг„ подвесной потолок был выполнен по каркасу, состоя-
щему из полосовой стали сечением 50X20 мм, уложенному на
полки двутавровых клепаных балок. Расстояние между балка-
ми составляло 70 см, а между полосами — 30 см. Своеобраз-
ная сетка из проволоки проходила в самой толще раствора. Для
облегчения объемного веса раствора в него был добавлен дре-
весный уголь.
Причины отделения штукатурки от потолков и стен могут
быть самыми разнообразными.
В складском помещении здания, введенного в эксплуатацию
в марте 1956 г., через год отпала щтукатурка на площади около
1 м2 от монолитного железобетонного перекрытия. Толщина
слоя штукатурки в месте обрушения не превышала 11 мм. Ис-
следования показали, что известково-цементный раствор имел
прочность 100 кг!см2 и был нанесен на окрашенный водяной
краской потолок. Как выяснилось при обследовании, во время
строительства не предусматривалась штукатурка потолков и
поэтому потолки были окрашены водяной краской, но- спустя
некоторое время потолок был оштукатурен без предварительной
отмывки краски, как следовало это сделать. После штукатур-
ки потолки были снова окрашены водяной краской. Поэтому на
отдельных образцах отпавшей штукатурки покраска наблюда-
лась с двух сторон.
Несмотря на своеобразную «изоляцию» между раствором
штукатурки и бетоном перекрытия, нарушавшую сцепление ра-
створа с бетоном, штукатурка продолжительное время держа-
лась на потолке.
В одном из реконструируемых жилых зданий со стены нача-
ла отслаиваться новая штукатурка, в которой образовались тре-
щины. Эти трещины были заделаны, но спустя некоторое время в
том же месте опять появились трещины. При вторичном ремонте
случайно отделился от стены кусок штукатурки и выяснилось,,
что новая штукатурка была нанесена по обоям, которые были
наклеены по старой штукатурке стен.
162
К дефектам в отделке помещений относятся внешние повреж-
дения штукатурки и окраски. Большинство таких повреждений
происходит от промочек стен, потолков, миграции влаги из шла-
ковых .и зольных засыпок, влажного шлакобетона, коррозии ме-
таллических и закладных деталей, фильтрации масел, кислот и
эмульсий через бетон. Фильтрация и промочки сопровождают-
ся выщелачиванием бетона и появлением на поверхности по-
толков и стен черных, желтых и других пятен.
Исправить промоченную штукатурку и придать ей нормаль-
ный вид не всегда является простым делом- Просушка штука-
турки всегда является длительным процессом. В осеннее время,
когда еще не пущено отопление, штукатурку просушивают лам-
пами инфракрасного излучения и другими приборами, но полная
просушка штукатурки может быть произведена только после
просушки основных конструкций здания. Потемневшие от про-
мочки места штукатурки подлежат перетирке и даже замене но-
вой штукатуркой.
Пропитанная маслом и эмульсиями штукатурка не может
быть скрыта под новой отделкой. Чтобы удалить масдяные пят-
на, рекомендуется наносить слой алебастрового раствора на по-
темневшее место, выдерживать некоторое время нанесенный ра-
створ и счищать его, повторяя эту операцию несколько раз до
полного устранения пятен. Иногда в алебастровый раствор до-
бавляют часть опилок. .
Длительная пропитка штукатурки маслом снижает прочность
раствора. Чем пористее раствор, тем быстрее снижается его
прочность. Известково-цементные штукатурки, как более пори-
стые, полностью теряют свою первоначальную структуру уже
через несколько лет. Наметы штукатурки, потерявшие связь с
бетоном, держатся иногда только за счет вязкости загустевшего
масла-
Портит отделку помещений и сырость, возникающая в сте-
нах при продуваемости их, недостаточной их толщине, прохож-
дении в стенах железобетонных и металлических конструкций,
не утепленных со стороны торцов. Сырость оставляет на стенах
пятна и вызывает повышенное загрязнение отсыревших мест. В
домах со стенами из шлакобетонных камней сырые места полу-
чают темную окраску. С исчезновением сырости эти пятна оста-
ются на поверхности штукатурки и отделки. Чтобы ликвидиро-
вать пятна на стенах, в первую очередь следует устранить при-
чины появления сырости. Предпринимаемые усилиями жильцов
ежегодные ремонты поврежденных сыростью стен вызывают
лишь напрасные затраты средств. В скором^времени после ре-,
монта эти пятна вновь появляются на стенах.
Попутно следует отметить факты неправильного применения
строительного войлока. По недосмотру технического персонала
в междуэтажном перекрытии жилого дома был уложен неанти-
163:
септированный войлок. В результате этого в доме развелось
столько моли, что это стало большим бедствием для жильцов-
Пришлось вскрыть полы и очистить перекрытия от заражен-
ного войлока. В связи с этим можно указать, что антисептирова-
нию войлока придавалось всегда большое значение. Почти во
всех старых зданиях деревянные перекрытия и перегородки оби-
вались под штукатурку дранью по слою войлока, и в большин-
стве случаев в течение длительной эксплуатации войлок сохра-
нял свои первоначальные качества. Отобранные образцы войлока
из-под штукатурки жилого двухэтажного деревянного дома,
построенного в 1870 г., оказались неповрежденными- Антисепги-
рующие средства, которыми был обработан -войлок более 90 лет
назад, оказались токсическими по отношению к моли и по сей
день.
Можно указать также на пример длительного сохранения ро-
гожи, которую прежде широко применяли для обивки под шту-
катурку деревянных перекрытий и перегородок. При замене при-
шедшего в негодность деревянного перекрытия в здании Первой
городской больницы в Москве была обнаружена рогожа, не по-
терявшая своей прочности за время почти 100-летней эксплуа-
тации перекрытия.
Для выработки мероприятий по восстановлению поврежден-
ной штукатурки потолков исследуются образцы штукатурки. В
состав проверок входят: установление толщины намета и про-
верка прочности штукатурки, определение состава раствора, на-
личия усадочных деформаций (поперечных и продольных тре-
щин), влажности бетона и штукатурки, пористости материалов
и некоторые другие исследования, вытекающие из особенностей
нарушений штукатурки.
Кроме этого, проверяется состояние поверхности бетона в
месте его соприкосновения со штукатуркой (глянцевитость бе-
тона, засоренность поверхности, наличие и влияние смазки, сте-
пень обработки бетона для улучшения сцепления)- Устанавли-
ваются также типы конструкций и размерность элементов. Не-
которые образцы штукатурки, снятой с потолков, характеризу-
ются следующими основными показателями:
образец № 1 размером 12x17 см имел толщину обрызга
4 мм, толщину намета 53 мм, общую толщину 57—58 мм. Проч-
ность раствора, приведенная -к кубиковсй, 50 кг/см2. По своему
строению намет штукатурки состоял из четырех слоев, т. е. на-
мет наносился за четыре приема. По составу раствор являлся
цементным с незначительным содержанием известкового молока;
образец № 2 размером 8X12 см состоял из слоев обрызга
толщиной 2 мм и намета толщиной 19 мм из цементного раство-
ра прочностью 70 кг/см2. Намет наносился за два приема;
образец № 3 размером 6X16 см имел толщину 33 мм. Обрызг
и намет — из смешанного раствора прочностью 35 кг/см2.
164
Если исходить из приведенных толщин раствора, то вес 1 м2
штукатурки составил: при толщине 57 мм— 103 кг; при толщине
33 мм—69 кг и при толщине 21 мм — 38 кг. Однако иногда тол-|
щина намета достигала 60—80 мм- Такая штукатурка должна
быть или сбита, или закреплена к бетону специальными средст-
вами, например дюпелями.
Среди массовых нарушений отделки помещений можно отме-
тить отслоения облицовки в уборных, ванных, душевых, холо-
дильных камерах, вестибюлях метрополитена и других помеще-
ниях, где стены облицовываются глазурованной керамической
плиткой.
В облицовке стен керамической глазурованной плиткой часто
наблюдаются отпадение плиток от стен и разрушение поверх-
ности плиток.
Отпадение плиток от стен — наиболее частый .вид наруше-
ний облицовок, что происходит в результате нарушения сцепле-
ния раствора с внутренней поверхностью плиток. Такие отслое-
ния можно довольно часто наблюдать во многих помещениях.
Плитки отпадают от стены даже спустя несколько лет после
ввода помещений в эксплуатацию. В вестибюле станции метро-
политена Первомайская отслоение плиток началось спустя 3
года после облицовки стен. Одновременно отслаивалось по 16,
20, 32, 60 и 86 плиток. В хирургическом помещении одной боль-
ницы сразу отпала облицовка на площади 1,1X4,4 м.
В проходном тоннеле НИИ полиомиэлита вскоре по оконча-
нии облицовки стен из 600 м2 примерно 40% облицовки отдели-
лось от раствора. Оставшаяся облицовка, хотя и держалась на
стене, но ее сцепление с раствором было нарушено, поэтому
плитка легко отделя-
лась от основания. В
насосной станции то
го же института из
83 м2 облицовки от-
слоилось 65 м2. К
причинам отслоения
облицовочной плит-
ки следует в первую
очередь отнести не-
благоприятные усло-
вия, при которых
выполнялись работы
по облицовке тонне-
ля. Твердение раст-
вора происходило
при температуре воз-
духа около +3°. В
последующее время
при пробном пуске
Рис. 84. Отслоение облицовочных плиток от стен
тоннеля
а — до усадки раствора; б —«после усадки раствора;
1 — стальной каркас; 2 —< стальная сетка; 3 — штукатур-
ка; 4 — выравнивающий слой; 5 — глазурованная плит-
ка; 6—раствор, обладающий усадкой и ползучестью;
7 — жесткая и неизменная плитка
165
отопления наблюдались повышенная влажность, а затем охлаж-
дение тоннеля (рис. 84).
Точно такое же отслоение происходило в термостатных и хо-
лодильных камерах другого института, где в термостатных ка-
мерах круглосуточная температура составляла от +35 до +37°,
а в холодильных ±2°.
Как и в первом случае, плитки вначале при простукивании
издавали глухой звук, затем начали выпучиваться, смещаться
и отделяться от поверхности стен.
Можно также отметить появление поверхностных нарушений
плиток облицовки стен в холодильных камерах. Облицовочные
плитки покрылись кавернами, которые распространились на
Рис. 85. Вид поверхности неморозостойких керамических глазурованных
плиток
значительную часть облицовки и вызвали откол глазурованной
части плиток (рис. 85). В ноябре 1956 г- плитками Харьковско-
го завода были облицованы стены холодильной камеры, а в фев-
рале-марте 1958 г. поверхность облицовочных плиток стала ин-
тенсивно разрушаться.
На некоторых плитках оказалась выщербленной лицевая по-
верхность с отколами диаметром от 3 до 20 мм. В отдельных
плитках были выколы площадью до 2,5x5 см, и общая площадь
166
отслоения лицевой поверхности достигла 40% площади плиток.
На плитках наблюдались также трещины и отрывы глазурован-
ной поверхности вокруг намечающегося откола. Глубина откола
лицевой поверхности плиток достигала 3 мм при общей толщине
плиток 5 мм.
Все эти дефекты указывали на не морозостойкость плиток.
Для подтверждения этого соображения доставленные в лабора-
торию плитки были испытаны на морозостойкость при темпера-
туре минус 15°. Уже после четырех циклов испытания на обра-
зец размером 140X90 мм появилось, три откола глазурованной
поверхности размером 17X10, 10X11 и 13X15 мм, а в ранее вы-
щербленных местах откол углубился на 0,6 мм на площадях
5x20 и 4X8 мм-
В крупнопанельных 80-квартирных пятиэтажных жилых до-
мах с несущими поперечными стенами и опиранием панелей пе-
рекрытий по контуру конструкций обнаружилось частичное от-
слоение фасадной облицовки, выполненной из ковровых плиток.
В отдельных панелях количество выпавших облицовочных пли
ток достигало нескольких сот штук (рис. 86).
Местами облицовка выпучивалась и отставала от основания,
выполненного в процессе изготовления панелей из слоя раствс.'
ра толщиной до 10 мм (рис. 87).
Произведенная выборочная проверка состояния облицовки в
одном из смонтированных домов позволила установить, что ко-
личество отслоившейся плитки составляет„около 3% общей пло-
щади облицовки здания, а по этажам распределяется, согласно
следующим данным:
Этажи
первый второй третий четвертый пятый
7% 3,5X9 2,1% 1,1% 0,5%
Отслоение ковровой плитки размером 48X48X4 мм было вы-
звано резкими перепадами температур во время охлаждения па-
нелей на открытом воздухе. Панели пропаривались при темпера-
туре плюс 60—70°, а остывали на открытом воздухе в зимнее
время при температуре до минус 30°. Отслоение плитки вызыва-
лось и некоторыми другими причинами — усадкой раствора и
разнородностью свойств материалов (облицовки, раствора и
бетона).
Восстановление отделки панелей производится путем посад-
ки плиток на раствор из цемента марок 400—500 и воды (без
песка). Для прочного сцепления с основанием делаются насечка
и углубление гнезда в месте выпадения плитки. Плитки смачи-
ваются, а перед употреблением в дело насухо протираются.
Большие плоскости заделываются цветным раствором, а готовая
поверхность расшивается в тон с общей фактурой.
167
Рис. 86. Отпадение ковровой плитки от фасада здания
Рис. 87. Место выпучивания и отпадения плиток
168
4. КАЧЕСТВО НАРУЖНОЙ ОТДЕЛКИ ЗДАНИИ И ЕЕ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
Окраска фасадов зданий служит недолго. Уже через 4—5 лет
окраска тускнеет и теряет свой прежний вид. Городская пыль,
копоть, отработанные газы впитываются в отделку и нарушают
свежесть красок. Темнеют также и такие долговечные материа-
лы, как лицевой кирпич, известняковые блоки, бетонные фасад-
ные плиты, терразитовая штукатурка и даже керамические бло-
ки. Фасад известного памятника архитектуры — Дома Союзов
на Пушкинской улице в Москве окрашивается каждые 3—4 года
масляной краской, которая довольно быстро тускнеет.
Фасад здания гостиницы «Москва» в Москве, построенного в
1934 г., отделан качественной терразитовой рустованной штука-
туркой с отшлифованной поверхностью. Штукатурка толщиной
слоя 8—10 мм состоит из прочного раствора с содержанием мел-
ких фракций мраморной крошки крупностью зерен до 3—4 мм.
Штукатурка в настоящее время имеет прочность 170—200 кг/м?-
После ввода здания в эксплуатацию фасад промывался водой
лишь в 1952 г. После этого поверхность штукатурки покрылась
слоем грязи. Особенно загрязнился фасад от постоянного пребы-
вания в этом районе города большого количества голубей и во-
рон. Работы по очистке фасада были вторично произведены в
1957 г. Очистка фасада производилась гидропескоструйным ап-
паратом. С подвесных люлек под напором струи воды на очи-
щаемую HOiBepxHOCTb подавался через сопло сухой песок. Оомотр
штукатурки после ее очистки показал, что песок, вылетающий из
сопла со скоростью 120—140 м/сек, хорошо очищая пыль и внед-
рившуюся в поры штукатурки грязь, вместе с тем нарушает шли-
фованную поверхность терразитовой штукатурки. На поверх-
ности штукатурки образуются мелкие каверны, и она приобре-
тает шероховатый вид. При этом особенно сильно разрушалась
полированная поверхность мраморных плит, которыми была от-
делана часть фасада здания гостиницы. Механическая очистка
фасадов гидропескоструйным аппаратом влечет за собой в даль-
нейшем более интенсивное скопление городской пыли и грязи в
порах штукатурки, поверхность которой после такой очистки
становится более шероховатой.
В 1958 г. этот фасад был капитально заново очищен и отделан
уже без применения гидропескоструйного аппарата. Для этого
на всю высоту здания гостиницы были смонтированы стандарт-
ные металлические леса и поэтажно была приведена в надлежа-
щий вид отделка фасада.
Отделка фасадов домов сильно- страдает от плохой эксплуа-
тации кровель. Фасад здания Политехнического музея в Москве
вскоре после капитального ремонта был поврежден во многих
местах вследствие неисправности кровли и водосточных труб.
ГЛАВА VIII
ДЕФЕКТЫ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ
ИХ УСТРАНЕНИЯ
Наряду с широким применением железобетонных конструк-
ций в различных областях строительства немалый объем в стро-
ительстве занимают конструкции и сооружения, выполненные из
стали или стальных конструкций в сочетании с железобетоном.
В промышленном и гражданском строительстве железобетон с
жесткой арматурой применяется во многих зданиях и сооруже-
ниях. Сочетание стальных конструкций с железобетоном вызы-
вается технико-экономическими соображениями и сроками вы-
полнения строительства. В современных железобетонных конст-
рукциях— колоннах, фермах, балках, пролетных строениях и
др. — включаются закладные детали, изготовленные из стали
различных профилей.
В жилищном строительстве стальные конструкции применя-
ются в небольших объемах почти на каждом объекте. Стальные
конструкции также применяются и в тех случаях, когда прихо-
дится усиливать реконструируемые или ослабленные конструк-
ции зданий и сооружений.
Дефекты стальных конструкций обусловливаются технологи-
ческими недостатками, упущениями при конструировании, низ-
ким качеством изготовления и сварки элементов и недостатками
эксплуатации стальных конструкций.
Контроль качества сварных швов в стальных конструкциях
имеет большое значение. От качества сварки швов зависят проч-
ность и долговечность конструкций.
Для контроля качества наружных и внутренних дефектов
сварных швов обычно применяется несколько способов, уста-
новленных действующими ГОСТ 3242—54 (Швы сварные. Мето-
ды контроля качества) и ГОСТ 7512—55 (Шьы сварные. Мето-
ды контроля рентгенографированием и гамма-графированием).
При проверке сварных швов устанавливаются непровары,
наплывы, прожоги, подрезы, незаваренные кратеры, трещины,
пористость, искривление сваренных элементов, неправильность
формы и размеров швов, а также производится проверка тех-
170
«©логической пробы. Применяются контроль микроструктуры,
рентгенографические и другие новейшие методы.
Здесь следует упомянуть, что сварные швы стального корпу-
са атомного ледокола «Ленин» прошли 11 методов контроля;
длина пленки рентгеноснимков составляет 4 км. В данном слу-
чае требовалась сварка высокого качества, так как в сварных
соединениях нельзя было допустить протечек, исчисляемых не-
сколькими десятками капель воды в год. И такое качество свар-
ки было достигнуто.
«Техническими условиями на изготовление и монтаж сталь-
ных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей»
(СН 95-60) предусматривается устранение дефектов в стальных
конструкциях, выявленных в течение первых 6 месяцев эксплуа-
тации сооружений и происшедших по вине монтажной органи-
зации. Эксплуатирующие сооружение организации должны вести
наблюдения за состоянием конструкций, осадками фундаментов,
соответствием фактических нагрузок в течение предусмотрен-
ного срока.
1. ДЕФЕКТЫ, ВЫЗВАННЫЕ «КОРРОЗИЕЙ СТАЛИ
В числе недостатков стальных конструкций и самой стали,
применяемых в наземных и, в особенности, подземных сооруже-
ниях, особое место занимает коррозия (как постоянный разру-
шитель стали).
Объем разрушений металла от различных физико-химиче-
ских воздействий довольно велик — примерно десятую часть об-
щего количества получаемого в стране металла ежегодно унич-
тожает коррозия. В мировом масштабе ежегодно разрушается
около 30 млн. т металла, несмотря на то, что на борьбу с кор-
розией затрачиваются огромные денежные средства.
Ежегодные потери стали от подземной коррозии составляют
около 1 млн. т. Для характеристики действия электрокоррозии
и почвенной коррозии на сталь укажем, что газопровод, уложен-
ный в землю, через 4 года оказался разрушенным; некоторые
газопроводы были разрушены электрокоррозией через 2 года.
Теплопроводы разрушились от почвенной коррозии через 4 го-
да. Водопровод диаметром 75 мм, защищенный противокоррози-
онной изоляцией (лаком 177), начал разрушаться через 18 лет,
хотя трубы водопровода были проложены в тоннеле метрополи-
тена на кронштейнах. Газопровод диаметром 100 мм, покрытый
усиленной изоляцией, просуществовал в земле только 4 года.
Сквозные .отверстия в виде «язв» в металле достигали от 15 до
40 мм в диаметре. Шурупы для крепления рельсов Московского
метрополитена прослужили только 12 лет. Штанги оттяжек
стальных опор контактной сети эксплуатировались только 5
лет, в течение которых произошло разрушение стали на полное
сечение электрокоррозией.
171
Предпринимаются эффективные меры для локализации блу-
ждающих токов, проникающих в подземные сооружения; одна
из этих мер — ликвидация контактов между подземными кабе-
лями и конструкциями, непосредственно соединенными с рель-
сами. Известно, что постоянный ток силой 1 а в течение года
разрушает 9,1 кг стали и 33,9 кг свинца.
Разрушение стали коррозией в железнодорожных мостах
возникает от воздействия атмосферной влаги, загрязнения кон-
струкций углем, шлаком, кислотами, солями, рассолами, вслед-
ствие неудовлетворительного решения отдельных конструктивных
узлов и низкого качества выполнения защитных покрытий.
Меры борьбы с коррозией в надземных сооружениях заклю-
чаются в применении новейших полимерных лакокрасочных ма-
териалов, улучшении качества масляных покрытий путем вве-
дения в краски талька, алюминиевой пудры, железной слюды и
др., своевременной очистке конструкций от -загрязнений, пе-
риодической покраске. В местах, где сталь подвержена разру-
шению, принимают металлозащиту с последующей окраской.
При значительном разрушении элементов стальных конст-
рукций коррозией, когда наблюдаются уменьшение площадей
сечения элементов и снижение несущей способности конструк-
ций, производится усиление конструкций или замена отдельных
элементов.
Чаще всего местные поражения стальных конструкций кор-
розией происходят в открытых местах и местах накопления вла-
ги. Разъедание стали также происходит в местах неплотного
прилегания отдельных элементов друг к другу, местах контакта
стали с древесиной и на участках, подвергающихся переменным
изгибам. При обследовании дефектных конструкций внимание
должно быть обращено в первую очередь на эти участки.
В мостовых сооружениях глубина проникновения коррозии
составляет 0,1—0,2 мм в год, а при неблагоприятных условиях
эксплуатации доходит до 4 мм.
Немаловажное влияние на долговечность и надежность
стальных конструкций оказывает качество краски, применяемой
для покрытия стали. Хорошая по качеству краска защищает
сталь от действия коррозии.
Обследования ферм, балок и других конструкций в старых
зданиях показали, что стальные конструкции, прогрунтованные
и окрашенные, находятся в хорошем состоянии после 100—150-
летней эксплуатации. Нельзя допускать, чтобы грунтовка и ок-
раска конструкций производились при низких положительных и
отрицательных температурах и по увлажненной поверхности.
Характерное повреждение покраски — это загрязненность
пленки, выветривание, наличие сетки трещин на окрашенной по-
верхности, появление сыпи и пузырей, отслаивание и разруше-
ние пленки и ржавление поверхности.
172
2. НЕДОСТАТКИ И НАРУШЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Несмотря на давность применения стальных конструкций,
известно немало нарушений и аварий стальных мостов и других
стальных конструкций. Крупные аварии стальных мостов прои-
зошли в различные периоды развития строительной техники.
В 1879 г. обрушился стальной мост через р. Гей в Англии;
при аварии погибло 75 человек. Авария Квебкского моста про-
изошла дважды — в 1907 г. и после его восстановления в 1916 г.
В 1943 г. обрушился висячий мост через залив Такома.
Деформации и нарушения стальных конструкций в промыш-
ленных и гражданских зданиях и сооружениях, как и в железо-
бетонных конструкциях, вызываются рядом причин.
Одна такая авария произошла в лабораторном корпусе, где
обрушились две стальные фермы из четырех установленных.
Фермы пролетом 18 м опирались на стальные колонны. К мо-
менту аварии по фермам были уложены железобетонные плиты,
слой теплоизоляции, стяжка и руберойдное покрытие. Причины
аварии были связаны с отступлениями от проекта при изготов-
лении стальных ферм (в опорных раскосах были поставлены
уголки меньшего профиля) к потерей жесткости конструкций. По
проекту предусматривалась приварка плит к верхнему поясу; в
натуре плиты оказались неприваренными. Верхний пояс одной
Рис. 88. Общий вид обрушения стальных ферм
из ферм потерял устойчивость и вышел из плоскости фермы. В
обрушившихся фермах наблюдались значительные деформации
стали (рис. 88).
173
Рис. 89. Схема обрушения
железобетонных плит при
потере жесткости стальны
балок (цифрами указаны
этажи)
На другом строительстве произошло обрушение части проле-
та чердачного и междуэтажных перекрытий в углу здания. Об-
рушение шести плит чердачного перекрытия произошло вследст-
вие раздвижки двутавровых балок, между которыми были уло-
жены плиты. При падении плит бы-
ли пробиты перекрытия всех семи
нижележащих этажей. Обвалившая-
ся часть перекрытия была перекры-
та железобетонными плитами дли-
ной 317 см и шириной 39 сж, уло-
женными по нижним полкам сталь-
ных двутавровых балок. Для завод-
ки плит при укладке их на нижние
полки верхняя полка балок с од-
ной стороны у опоры была выреза-
на на 50 см. Расстояние между
осями стальных балок в натуре со-
ставляло 319 см. Промежуточного
крепления свободно лежащих сталь-
ных балок поперечными связями
для создания жёсткости не было
предусмотрено проектом.
Из 12 уложенных плит обруши-
лось 6, столько же плит выпало на
каждом нижележащем этаже (рис.
89).
Представляет интерес состояние
стальных ‘конструкций световых фо-
нарей перекрытия здания ГУМа в
Москве (рис. 90 и 91), построенно-
го в 1890—1898 гг. В качестве ос-
новных несущих конструкций при-
менены арочные стропила системы
акад. В. Г. Шухова, являющиеся
легкими стальными арками с пере-
крестными прутковыми затяжками,
расположенными симметрично двумя
группами, расходящимися веерооб-
разно от опорных узлов. Пролет
арок в первой линии 14,7, во второй
12,3 и в третьей 15,4 м. Общая длина перекрытия первой линии
231, второй 236 и третьей 242 м. Арки выполнены из неравнобо-
ких уголков размером 51X86 мм, затяжки сделаны из круглой
стали диаметром 11 мм. Соединения элементов арок выполнены
на болтах.
По аркам в продольном направлении уложены через 1,4 —
1,5 м прогоны из уголков; по прогонам в направлении образую-
щей поверхности покрытия уложены элементы стальных перепле-
174
Рис. 91. Общий внутренний вид стальных арок здания ГУМа
175.
тов из специального крестообразного профиля (горбылька) раз-
мером 23X16 мм. Стекла уложены внахлестку таким образом,
что каждое вышележащее стекло перекрывает стекло, располо-
женное ниже.
В середине второй линии над фонтаном перекрытие выпол-
нено в виде восьмигранного купола, собранного из стальных эле-
ментов, образующих пространственную конструкцию.
Выборочное освидетельствование стальных конструкций по-
казало, что опорные узлы арок находятся в хорошем состоянии;
почти во всех опорных узлах, несмотря на более чем 60-летнюю
эксплуатацию, коррозии не обнаружено; лишь в трех узлах на
опорных башмаках имеется значительная коррозия. Элементы
переплетов на скатах имеют незначительную коррозию, суще-
ственно не нарушающую прочности этих элементов. Наблюдает-
ся нарушение стали лишь в верхней части перекрытий под мо-
стиком, где стальные переплеты уложены' горизонтально и имеет
место систематическое просачивание воды. В этих местах на-
блюдаются коррозия отдельных участков арок и прогонов и раз-
рушение стальных переплетов, особенно их элементов, выпол-
ненных из спаренных уголков. Ослабление сечений этих элемен-
тов достигает 50—60%.
Произведенные сравнения фактических размеров поперечных
сечений основных конструкций с размерами, приведенными в
исполнительных чертежах бывш. С.-Петербургского металличе-
ского завода, показали, что отклонения фактических размеров
поперечных сечений элементов арок и затяжек, очищенных от
краски и ржавчины, не превышают 0,2 мм. Такие конструкции
должны быть защищены от коррозии лишь окраской. Перепле-
ты дорожек верхних мостиков оказались сильно поврежденными
вследствие постоянного скопления и застоя воды. Эти конст-
рукции пришлось заменить.
В здании Московского цирка, строительство которого отно-
сится к 1880 г-, конструкция купола состоит из решетчатых сталь-
ных радиальных кольцевых ферм. Фермы связаны между собой
по узлам фасонными листами, к которым прикреплены связи.
По верхнему поясу ферм расположена кровля купола, состоя-
щая из листовой стали по деревянной обрешетке, слоя пароизо-
лятора и дощатого настила. К нижнему поясу ферм прикрепле-
на дощатая подшивка, к которой прикреплены пробковые пли-
ты, образующие потолок купола. Частично пробковые плиты в
разные тоды при ремонте потолка были .заменены другими утеп-
лителями. Нижнее опорное кольцо купольной части перекры-
тия лежит на 12 колоннах. Опорное кольцо соединено со сталь-
ными конструкциями плоской наклонной части перекрытия,
представляющими собой аналогичные решетчатые фермы со
связями.
В результате произведенного обследования стальных конст-
рукций в 1952 и 1958 гг. было установлено общее удовлетвори-
те
тельное состояние несущих конструкций. В течение долголетней
эксплуатации некоторые отдельные элементы стальных конст-
рукций были сильно коррозированы. Верхнее опорное кольцо
было усилено путем наварки дополнительных уголков. Слои
ржавчины, отбиваемые с поверхности уголков, во всех случаях
оказались покрытыми слоем краски с наружной стороны. За
многие годы эксплуатации производилось несколько покрасок
стальных конструкций, но перед каждой новой окраской конст-
рукции не были очищены от ржавчины. Слои окраски наклады-.
вались один на другой. В горизонтальных полках уголков верх-
него пояса радиальных и кольцевых ферм слой коррозии состав-
лял 0,2—0,1 мм, в уголках связей — до 2 мм.
Закрытые стальные конструкции (сверху кровлей, а снизу
обшивкой) подлежат проверке с ревизией всех узлов и тщатель-
ной очисткой стальных конструкций от нарушенной окраски и
ржавчины. В отдель-
ных случаях необхо-
димо производить
усиление ослаблен-
ных элементов.
Многие дефекты
относятся к метал-
лическим коробам,
выполненным из ли-
стовой стали в под-
земных сооружени-
ях. Через незначи-
тельные поры в швах
сварки просачивает- Рис. 92. Нарушение листовых стальных конст-
СЯ грунтовая вода, рукций от подпора грунтовых вод
внутренняя поверх-
ность коробов загрязняется ржавчиной, и постепенно затаплива-
ются помещения. Под действием гидростатического подпора
грунтовых вод недостаточно закрепленные стальные конструкции
отрываются от бетона. При большом подпоре грунтовых вод
стальная гидроизоляция всплывает и разрушает размещенное
в помещении оборудование (рис. 92).
ГЛАВА IX
ДЕФЕКТЫ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДЫ
ИХ УСТРАНЕНИЯ
Простейшие деревянные конструкции применялись в глубокой
древности. Еще до начала II тысячелетия до нашей эры воз-
водились постройки на деревянных сваях.
В более позднее время из древесины выполнялись сложней-
шие конструкции арок, сводов, перекрытий, мостов и др. Широ-
ко использовалась древесина в фортификационных сооружени-
ях, а в более поздний период — в различных гидротехнических
сооружениях. И поныне сохраняются многие деревянные соору-
жения, возведенные сотни лет назад, не повторимые в другом
материале. Деревянные конструкции отличались необычайной
красотой.
Наряду с ценными строительными свойствами древесины как
материала (хорошая обрабатываемость, малый объемный вес,
сравнительно1 большая прочность, малый коэффициент линейно-
го температурного расширения) она обладает некоторыми не-
достатками, ограничивающими применение в строительстве (ма-
лая био- и огнестойкость).
Несмотря на обширность в нашей стране лесной сырьевой ба-
зы (леса занимают площадь, превышающую 0,6 млрд- га), в со-
временном строительстве доминирующим конструктивным мате-
риалом является железобетон.
Дефекты, повреждения и аварии деревянных конструкций
обычно вызываются недостатками содержания и эксплуатации
конструкций, ошибками проектирования и нарушениями правил
производства работ. Но наиболее значительные повреждения и
даже аварии деревянных конструкций вызываются гниением
древесины. Долговечность деревянных конструкций во многом
зависит от первоначальной влажности древесины и ухода за
конструкциями в сооружениях.
К примеру полного разрушения древесины можно- отнести
деревянный пол в первом этаже детского сада. Древесина была
поражена домовым грибом. В течение года на участке около
20 м2 древесина полностью потеряла свою механическую проч-
ность, а в остальной части помещения потеря прочности достига-
ла примерно 50—70%. Пришлось пораженную древесину полно-
178
стью изъять, просушить и проантисептировать подполье, конст-
рукции и настелить новый пол.
Значительные поражения деревянных конструкций грибковы-
ми заболеваниями (лаг, перегородок, балок, полов) наблюда-
лись в жилых капитальных домах. Через 4—5 лет после ввода
дома в эксплуатацию, как показали проверки, древесина была
поражена наиболее опасными грибами — разрушителями дре-
весины (Merulius lacrymens, Poria Vaporaria и др.). Разрушение
древесины наблюдалось преимущественно в первых этажах. В
подполье проходили водопроводные и теплофикационные трубы,
которые постоянно отсыревали и увлажняли грунт и древесину.
Влажностная среда при отсутствии вентиляции создавала благо-
приятную среду для развития микроорганизмов. Еще большие
поражения древесины наблюдались в двухэтажных рубленых и
щитовых домах, построенных только несколько лет назад. Боль-
шинство домов в поселке было поражено грибком.
Наиболее часто встречающиеся дефекты деревянных дверей,
окон, полов и плинтусов вызываются повышенной влажностью
древесины по сравнению с требованиями технических условий.
Применение сырого леса при изготовлении столярных и плотнич-
ных изделий приводит к короблению, выгибанию их из плоскости
и появлению щелей.
Довольно часто качественная продукция портится на построй-
ке, когда столярные изделия хранятся на открытом воздухе не
защищенными от увлажнения (рис. 93).
Рис. 93 Неправильное хранение деревянных оконных переплетов
1791
Деревянные конструкции более чем какие-либо другие тре-
буют периодических проверок состояния узлов и сопряжений.
Для характеристики состояния деревянных ферм над зри-
тельным залом театра приведем некоторые сведения из материа-
лов обследования этих конструкций. Перекрытие над зритель-
ным залом было сооружено в 1936 г. Зал размером в плане
14X19,6 м был перекрыт деревянными дощатыми треугольными
фермами пролетом в свету 14 м и высотой в коньке 2,9 ж. Рас-
стояние между фермами 3,8 ж. По верхнему поясу фермы были
уложены деревянные прогоны сечением 5X15 см через 0,9 ж, по
которым была устроена обрешетка из 2,5-сантиметровых досок,
уложенных почти вплотную друг к другу. К нижнему поясу фер-
мы были прибиты гвоздями черепные бруски сечением 5x5 см;
по ним были уложены прогоны через 0,5 ж сечением 6x17 см: К
прогонам снизу была сделана подшивка из теса толщиной 2,5 см.
При подшивке было сделано утепление войлоком и шлаковатой
слоем 7—8 см- Потолок был отделан сухой штукатуркой.
При осмотре деревянных конструкций было установлено*,
что все стойки ферм были усилены стальными тягами. Эти тяги
были соединены с хомутами, охватывающими верхний и нижний
пояса ферм, а к стойкам тяги были прикреплены проволочны-
ми скрутками и усилены дополнительными фермочками. Загни-
вания древесины обнаружено не было.
На некоторых элементах ферм имелись продольные трещины
в стыковых накладках поясов ферм; по внешнему виду эти тре-
щины были старые; обнаружились и нарушения в сопряжениях
стоек с элементами верхнего пояса, но дальнейшим деформаци-
ям этих узлов препятствовали стальные хомуты и поставленные
позднее стальные тяги.
За время эксплуатации ферм было произведено в различные
годы пять обследований. После каждого освидетельствования
производилось усиление ферм. Дальнейшая эксплуатация этого
покрытия при условии ремонта кровли, систематической очист-
ки снега с нее, проверки состояния ферм, подклинки элементов
шпренгельных фермочек в тех местах, где наблюдаются неплот-
ности, ограничивается одним годом.
В промышленном здании теплая кровля по деревянным фер-
мам пролетом 17,5 ж из досок, соединенных на кольцевых шпон-
ках, за 30 лет эксплуатации получила деформации. Несмотря на
усиление ферм, некоторые из них имеют прогибы элементов верх-
него пояса и деформированные узлы. В пяти фермах обнаруже-
но загнивание древесины. Некоторые фермы оказались в ава-
рийном состоянии и подлежали немедленному усилению или пол-
ной замене.
Причиной тяжелых последствий могут быть, на первый
взгляд, незначительные дефекты. К такой аварии можно отнести
обрушение 12 ферм в механосборочном цехе, происшедшее в
1944 г. Цех был перекрыт деревянными сегментными фермами
180
пролетом 18 ж. Разрушение ферм проходило- как бы ступеня-
ми; вначале рухнула одна ферма, затем — вторая, третья- Оса-
дочный шов в здании приостановил разрушение. Во время ава-
рии кирпичная стена отошла от своего положения на 8—12 см
с раскрытием трещин до 40 мм. Когда фермы окончательно упа-
ли, стена выправилась и пришла в свое первоначальное положе-
ние. Причина обрушения заключалась в отступлении от проекта,
что вызвало перенапряжение в элементах ферм. Когда произ-
водился осмотр древесины, то было установлено, что в нижнем
поясе первой нарушенной фермы проходил через все сечение
доски сук. Экспертиза установила, что именно этот дефект и по-
служил причиной обрушения ослабленных против проекта ферм.
Совершенно неожиданное и внезапное обрушение деревянных
лесов произошло на строительстве одноэтажного корпуса. Для
устройства монолитного железобетонного перекрытия были вы-
ставлены деревянные стойки высотой 4,5 м и диаметром 16—
18 см. Стойки временно были раскреплены подкосами. Когда
было выставлено 140 стоек из общего количества 180, одна из
них оказалась недостаточно закрепленной, упала и перебила
подкос в рядом расположенной стойке. Вслед за упавшей стой-
кой начали падать одна за другой все установленные стойки.
Стоявшие вблизи рабочие не могли приостановить падение ле-
сов.
Довольно частым явлением являются повреждения и аварии
подм-остей. Одна из аварий произошла при кладке стен лестнич-
ной клетки на строительстве мясообрабатывающего завода. При-
чиной разрушения деревянного прогона был резкий удар при
опускании контейнера на подмости- Освидетельствование образ-
цов древесины в месте разрушения прогона показало, что дре-
весина была некачественной.
ГЛАВА X
ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО УСТРАНЕНИЮ ДЕФЕКТОВ
При устранении дефектов в зданиях и сооружениях прихо-
дится выполнять в небольших объемах различные виды работ.
По разнообразию, специфичности и сложности выполнения
этих работ необходимы большое внимание и высокая квалифика-
ция технического персонала и рабочих, занятых на этих рабо-
тах. Большинство работ по устранению дефектов выполняется
без специально разработанных рабочих чертежей..В зависимо-
сти от степени аварийного состояния зданий и сооружений раз-
рабатываются меры восстановления и усиления дефектных кон-
струкций с учетом особенностей их деформаций и нарушений. В
строительстве дефекты и повреждения могут быть классифици-
рованы по степени расстройства и ослабления конструкций, вы-
званных различными конструктивными и технологическими не-
достатками: отдельные деформации, развивающиеся во времени
и подлежащие предохранительной локализации, механические по-
вреждения конструкций и отдельных частей зданий; различные
дефекты, вызванные низким качеством материалов и производ-
ства работ; обрушения некачественно выполненных конструк-
ций; аварии зданий и сооружений.
Этот неполный перечень дефектов, встречающихся в строи-
тельстве, на каждой стадии их развития требует разработки оп-
ределенных методов восстановления конструкций с учетом де-
тальных исследований причин их появления.
Устранение дефектов в наземных и подземных сооружениях
можно подразделить на подготовительные и основные работы.
К подготовительным мероприятиям относятся:
обследование здания или сооружения в целом и отдельных
их частей с установлением совокупности всех причин возникно-
вения дефектов и повреждений конструкций;
разработка общей рабочей схемы усиления конструкций с на-
значением методов и порядка производства работ;
разработка предохранительных мер для сохранности здания
или сооружения и отдельных их конструкций, находящихся в
аварийном состоянии;
182
составление проекта организации и производства работ, а
также инструктивных указаний;
изготовление стальных конструкций и других элементов для
устройства креплений поврежденных стен, простенков и конст-
рукций;
выбор вяжущих и подбор необходимых составов цементиру-
ющих смесей, бетонов и растворов для заделки дефектов и уси-
ления конструкций;
лабораторные исследования материалов, кладок и бетонов,
подвергнувшихся деформациям от воздействия просадок, ползу-
чести материалов и оползневых явлений;
производство химических анализов грунтовых вод для уста-
новления степени агрессивного воздействия их на бетоны и ра-
створы;
заготовка необходимых инструментов и приспособлений для
производства работ.
К основным работам относятся:
разборка, расчистка бетона, кладки и т. п., устройство необ-
ходимых шпуров и отверстий и подготовка конструкций для ре-
монта и усилений;
установка усиливающих конструкций: стальных рам, тяжей,
хомутов, каркасов, диафрагм, устройство обетонировок и обойм,
перевязок кладок, закладка проемов, заливка пазух и пустот
раствором и бетоном, уплотнение и упрочнение грунтов, устрой-
ство противовибрационных экранов и другие аналогичные меро-
приятия;
сверловка и пробивка отверстий для установки инъекцион-
ных трубок, анкерных болтов, дюпелей и других закладных
креплений;
установка стальных креплений, инъекционных трубок и их
закрепление в кладках;
приготовление растворов, бетонов и водоцементной смеси для
заделок и усилений конструкций и инъецирования в тело кла-
док;
заделка дефектных конструкций и нагнетание водоцемент-
ной смеси;
усиление нарушенных и ослабленных конструкций .тояолпн-
тельной арматурой;
установка опалубки в местах бетонирования;
бетонирование и прогрев бетонных обойм, манжет, обделок и
подготовленных полостей, зачеканка швов, переделка штукату-
рок, торкретирование бетона;
уход за бетоном и штукатуркой;
контроль качества выполняемых работ.
Однако этим перечнем не охватывается весь комплекс ра-
бот, который может потребоваться на строительстве при усиле-
нии конструкций. При устранении дефектов в стальных и дере-
183
вянных конструкциях может возникнуть много специфических
работ, определяемых особенностями поврежденных элементов
конструкций.
I. ОБСЛЕДОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ И СОСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТА
УСИЛЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИИ И СООРУЖЕНИЙ
В зависимости от характера деформаций конструкций, зданий
и сооружений или отдельных их частей может возникнуть необ-
ходимость в исследовании причин нарушений в очень короткие
сроки- Наиболее опасные деформации при аварийном состоя-
нии конструкций подлежат неотложному осмотру для проверки
степени надежности поврежденных элементов и разработки пер-
воочередных мероприятий по укреплению и усилению нарушен-
ных конструкций впредь до проведения полного комплекса вос-
становительных работ.
Деформации и нарушения, которые не могут вызвать внезап-
ного разрушения или неожиданной потери устойчивости конст-
рукций, должны быть детально обследованы с целью проверки
поврежденных конструкций и установления степени нарушения
устойчивости их и разработки мероприятий по восстановлению
проектной прочности и монолитности. Обследование дефектов и
нарушений конструкций зданий и сооружений включает де-
тальное ознакомление с технической документацией; выявление
совокупности причин, вызвавших нарушение конструкций; отбор
проб материалов для испытаний и исследований; составление
технического заключения на основании поверочных расчетов;
исследований и материалов данных обследования конструкций в
натуре.
Заключение составляется одним или несколькими специали-
стами, изучившими причины происхождения данного дефекта.
К заключению прилагаются все данные осмотра поврежденных
конструкций, данные инженерно-геологических изысканий, ра-
бочие чертежи конструкций, поверочные расчеты, данные лабо-
раторных дополнительных испытаний материалов, заводские пас-
порта материалов и конструкций, журналы производства работ и
акты приемки выполненных работ.
Для полноты исследований причин появления дефектов при
отсутствии достаточных изыскательских и проектных данных о
качестве выполненных работ могут потребоваться: устройство'
шурфов для обследования качества оснований и проверка отме-
ток заложения фундаментов; отбор проб для химических анали-
зов грунтовых и производственных вод; установление колебаний
уровня грунтовых вод; контрольные замеры поступления грунто-
вых вод и убыли воды из резервуаров и бассейнов; исследование
причин затапливаемости подвалов и подземных сооружений;,
анализ химических реагентов, корродирующих стальные конст-
рукции, трубопроводы и подземные части сооружений.. Затап.-
184
ливаемость подвалов, подземных сооружений и коммуникаций'
должна сопоставляться с состоянием аналогичных сооруже-
ний, находящихся в тех же условиях. Может также возникнуть
необходимость вскрытия конструкций для обнажения арматуры,
закладных элементов и других скрытых деталей, поверхностей
сводов, кладок, оснований, узлов и сопряжений конструкций,
мест заделок и опирания балок и прогонов на стены и колонны.
В старых зданиях при отсутствии технической документации та-
кая проверка является всегда крайне необходимой, так как при
разновременных ремонтах и реконструкциях таких зданий под
штукатуркой скрываются накапливающиеся со временем трещи-
ны в сводах и кладках, которые могут оказаться весьма опас-
ными для устойчивости зданий.
При аварийном состоянии конструкций, возникновении тре-
щин и других деформаций делаются контрольные вырубки в
стенах, перекрытиях и других конструкциях для установления ка-
чества кладки, бетона, раствора и других материалов.
Заключения по отдельным дефектам железобетонных конст-
рукций и штукатурок, вопросам затапливаемости сооружений,
методам упрочнения оснований, переустройствам конструкций и
другим вопросам могут параллельно выполняться несколькими
специалистами, располагающими всеми данными предваритель-
ных исследований.
При составлении заключений и разработке мероприятий по
упрочнению бетонов, кладок, оснований и других конструкций
следует учитывать имеющийся опыт и практические примеры вос-
становления конструкций. Сопоставляя материалы аналогичных
обследований и практические данные о выполненных восстанови-
тельных работах, можно сделать правильные и экономичные
предложения по усилению дефектных конструкций. При отсутст-
вии достаточных практических данных часто производятся из-
лишние затраты средств и материалов на производство неоправ-
данных работ.
При обследованиях нарушенных конструкций важно зафикси-
ровать их состояние вскоре после аварии. Промедление в кон-
статации фактов аварии в натуре и отборе проб (бетона, раство-
ра, засыпок, древесины и других материалов) для установления
физико-механических качеств материалов исключает возмож-
ность с достаточной точностью дать оценку совершившейся ава-
рии.
Фиксация динамики аварии прежде всего состоит в том, что-
бы запечатлеть состояние обрушившихся и нарушенных конст-
рукций во время аварии. Это выполняется путем снятия схем
перемещения конструкций, с промерами положения опор, узлов,
арматуры и снятием фактических размеров элементов и конст-
рукций. В дополнение к чертежам делаются фотоснимки. Мате-
риалами для обследования служат также предварительные акты,
составляемые на строительстве.
В соответствующих городских лабораториях и ведомственных
строительнвтх научно-исследовательских институтах имеются
автомобили с лабораторным оборудованием для полевых испы-
таний. В случае необходимости в обследовании сооружений ука-
занные машины снабжаются дополнительной аппаратурой для
отбора проб.
Еще до составления заключения должны быть выданы в це-
лях безопасности рекомендации о необходимости временного уси-
ления конструкций, находящихся в непосредственной близости от
места аварии.
По окончании обследования производится разборка нарушен-
ных конструкций. На основании результатов обследования со-
ставляется заключение с рекомендациями по восстановлению
конструкций. Может потребоваться разработка дополнительных
рабочих чертежей. Обычно эти работы выполняют те же проект-
ные организации, которые проектировали данное сооружение.
2. ТЕХНИЧЕСКИЙ ОСМОТР ДЕФЕКТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ И ВЫБОР МЕТОДОВ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
По получении заключения и материалов предварительных
экспертных обследований дефектов в конструкциях производится
детальный технический осмотр всех выполненных железобетон-
ных и других конструкций. При этом осмотре устанавливаются
количество и размеры дефектов, назначается порядок выполне-
ния работ и выбираются методы их устранения. Материалы тех-
нического осмотра могут быть оформлены журналами-актами
осмотра — с приложением необходимых схем и чертежей.
При большом объеме выполненных работ по бетонированию
железобетонных конструкций производится детальный осмотр
всех элементов для выявления поверхностных и скрытых дефек-
тов. В наиболее ответственных частях конструкций (узлах, со-
пряжениях и местах опирания железобетонных балок и прого-
нов на стены), даже при внешнем отсутствии дефектов, произво-
дится простукивание, а в отдельных случаях и зондирование кон-
струкций методом инъецирования. Последнее выполняется в
выборочном порядке. Проверка плотности монолитного бетона
осуществляется нагнетанием водоцементной смеси через трубку,
устанавливаемую в месте расположения одного из выявленных
изъянов (раковины, стыка, оголенной арматуры). Инъецирова-
ние необходимо применять в конструкциях, насыщенных армату-
рой и закладными деталями (рис. 94).
Дефекты сооружений должны классифицироваться по типам
в зависимости от сложности их устранения, трудоемкости работ
и затрат материалов с подразделением дефектов на поверхност-
ные и глубинные.
В журнале, или акте осмотра дефектов, намечаются и мето-
ды их устранения, которыми руководствуются при исправлении
конструкций.
186
При наличии класси-
фикации дефектов по ти-
пам на схеме или черте-
же достаточно указать
только номер, который
будет соответствовать оп-
ределенному методу ра-
бот. Такой порядок об-
легчает производство ра-
бот и устанавливает оп-
ределенную технологию
их выполнения.
Ниже приведены наи-
более часто встречаю-
щиеся дефекты при ре-
монте нарушенных мо-
нолитных железобетон-
ных конструкций. В зави-
симости от размеров де-
фектов устанавливается
и соответствующий поря-
док их устранения.
3. ПОДГОТОВКА
ДЕФЕКТНЫХ УЧАСТКОВ
К ЗАДЕЛКЕ
Несмотря на большое
разнообразие дефектов в
бетонных, железобетон-
ных, каменных и других
конструкциях, методы
подготовки дефектных
мест и стыков к заделке
Рис. 94. Арматурный каркас железобетон-
ной конструкции
сводятся к нескольким общим правилам. В зависимости от сте-
пени повреждения конструкций в зданиях и сооружениях уста-
навливаются необходимые объемы работ по полной или частич-
ной разборке и восстановлению поврежденных элементов. При
аварийном состоянии конструкций и ослаблении отдельных эле-
ментов конструкций и частей зданий и сооружений производят-
ся соответствующее укрепление и усиление этих элементов.
Для пробивки отверстий и разборки слабых и дефектных бе-
тона и кладки используется ручной и механизированный инстру-
мент. Незначительные объемы работ по разборке бетона и клад-
ки для расширения рабочих швов и околки бетона и кладки око-
ло ослабленных мест при устройстве карманов, углублений и па-
зух в местах стыкования старых и новых бетона и кладки выпол-
няют обычно ручным инструментом. Применение отбойных мо-
лотков и электрических дрелей при восстановлении сильно
ослабленных и тонкостенных конструкций и каменных кладок
187
должно производиться с большой осторожностью и допускаться
при условии укрепления конструкций-
Устройство отверстий для инъекционных трубок и бурение
скважин для цементационных работ производится шлямбурами
или электродрелями со сверлами, имеющими наконечники из
твердых сплавов. Диаметры отверстий в кладке и бетоне долж-
ны превышать в 1,5—2 раза наружные диаметры устанавливае-
мых трубок. Зазор между трубкой и бетоном или кладкой заде-
лывается раствором и уплотняется резиновым кольцом, жгутом
или паклей на время инъекции. При вырубке бетона или кладки
скарпелями отверстие приходится расширять примерно до 4—6
диаметров^инъекционной трубки. Однако, сообразуясь с местны-
ми условиями, используются для установки трубок утолщенные
швы в кладке, имеющиеся глубокие отверстия в бетоне и другие
дефекты.
Разборка бетона или кладки при помощи пневматических мо-
лотков выполняется двумя рабочими: один из них окалывает бе-
тон, другой освещает поверхность разборки, если это необходи-
мо, переносной лампой, отваливает большие куски бетона или
кладки и переносит их в специально отведенное место, очищает
поверхность от мелочи и пыли и поддерживает шланги.
Если работы ведутся с подмостей, леса и подмости следует
надежно укрепить и расчалить, так как при нажиме рабочего на
молоток они могут сдвинуться с места и опрокинуться. В процес-
се разборки бетона и кладки следует не допускать забивки сво-
бодных полостей в бетоне и кладке мелочью и пылью, а также не
оставлять не доступных для заделки пазух. Если такие пазухи
все же остаются, то следует предусмотреть установку трубок с
тем, чтобы свободные полости и пазухи в бетоне или кладке за-
полнить инъекционным раствором.
Следует также не допускать разборки прочного бетона или
кладки там, где этого можно избежать. Должны быть также
оставлены раковинистый бетон или пустотная кладка в колон-
нах, балках, стенах и других конструкциях, которые могут быть
заключены в обоймы и затем упрочнены путем инъецирования.
До установки инъекционных трубок в подготовленные для
заделки полости необходимо удалить мелочь и пыль, которые
иногда заполняют трещины, что препятствует проходу нагнета-
емого раствора внутрь конструкции. Для очистки трещин реко-
мендуется продувка полостей струей сжатого воздуха.
4. ЦЕМЕНТАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В БЕТОНАХ И КЛАДКАХ
В надземных сооружениях инъецирование применяется: для
заполнения пустот и глубоких раковин внутри монолитных бе-
тонных конструкций, а также трещин и пустот в деформирован-
ных конструкциях; при потере прочности ослабленными и нару-
шенными пилонами, простенками и кирпичными столбами с од-
188
яовременны-м усилием их обоймами; для заполнения пустот в
кладке, выполненной из семищелевых блоков, не обеспечиваю-
щих стены от продуваемости; замоноличивания пустот между
облицовкой и кладкой; заделки стыков в сборном железобетоне
и заполнения каналов при последующем армировании конст-
рукций.
В подземных сооружениях инъецирование применяется во
всех случаях, когда требуется: приостановить приток грунтовых
вод через стены и днища сооружений; заделать приямки, пробо-
ины в каналах и подземных сооружениях, находящихся ниже
уровня грунтовых вод; заполнить швы в местах выщелачивания
раствора из бутовых и бутобетонных фундаментов; заполнить
зазоры при выщелачивании цемента из бетона и уносе грунта
из-под подошвы фундаментов; заделать трещины в каналах,
опорных стенах, заполнить пазухи и пустоты в узлах со сложным
армированием; замонолитить расстроенные при осадках грунта
фундаменты и заполнить образовавшиеся в них пустоты.
В подземных сооружениях количество инъекционных трубок
устанавливается в зависимости от интенсивности фильтрации
грунтовой воды через бетон или кладку и от количества дефек-
тов. Инъекционные трубки одновременно служат для отвода
фильтрующейся воды и осушения поверхности конструкции на
обрабатываемом участке. При просачивании воды через множест-
во пор поверхность предварительно обрабатывают цементным ра-
створом. До нанесения раствора расчищенную поверхность по-
лезно запорошить сухим цементом. По потекам воды и уносу
частиц цемента с поверхности выявляют места, где больше все-
го проходит вода через бетон или кладку. Эти места отмечают-
ся контурами и при необходимости здесь устанавливаются инъ-
екционные трубки. Инъекционные трубки могут быть заделаны
в железобетонную стену или каменную кладку (в зависимости от
их толщины и степени фильтрации) на глубину от 5 до 50 см и
более. Нагнетание смеси следует начинать в вышележащие труб-
ки и производить в несколько приемов с перерывами. При таком
постепенном нагнетании раствора уменьшается расход цемента
и ограничивается радиус распространения раствора. Когда филь-
трация происходит вдоль шва и поверхностная заделка его мо-
жет оказаться недостаточной, тогда, кроме указанных трубок,
используются еще и дренирующие прослойки (гравелистые, про-
волочные, жгутовые и др.), которые укладываются по длине шва.
По этим заделкам фильтрующаяся вода направляется в места
установки трубок.
В некоторых случаях во избежание интенсивного вымывания
раствора вокруг трубки укладывается на растворе пропитанная
жидким стеклом пакля, которая плотно зачеканивается в швы и
поверх которой дополнительно наносится слой раствора.
В подземных сооружениях при наличии фильтрации воды для
установки трубок выполняют следующие основные работы: вы-
189
являют места фильтрации; подготавливают скважины; устраи-
вают постели для трубок и перемычек из раствора на направле-
ниях фильтрующейся воды; устанавливают примерный объем по-
ступающей воды в единицу времени; закрепляют раствором или
бетоном нужное количество водоотводящих трубок и выдержи-
вают заделки бетона или раствора в состоянии покоя в течение
периода твердения; окончательно заделывают поверхность во-
круг трубок раствором или бетоном.
При наличии трещин, сечение которых меньше наружного
диаметра трубки, скважину для установки трубки следует рас-
ширить с тем, чтобы диаметр скважины был примерно в 1,5—2
раза более диаметра трубки. Увеличение диаметра скважины не-
обходимо для увеличения площади сцепления заделки со стары-
ми бетоном или кладкой. В тех случаях, когда размеры трещин
или раковин превышают в указанных пределах диаметры инъек-
ционных трубок, последние устанавливаются непосредственно в
трещины, а пространство между трубкой и телом бетона заделы-
вается.
Трубку заделывают обычно в два приема: сначала ее примо-
раживают цементным раствором к стенкам устроенной скважи-
ны и выдерживают до схватывания раствора, проверяя, проходит
ли через трубку вода; затем производят окончательную заделку,
заполняя раствором вырубленное углубление для трубки, ошту-
катуривают вокруг нее поверхность плотных бетона или кладки
на площади диаметром 15—20 см.
Для нагнетания раствора применяются специальные трубки
различных диаметров. В подземных сооружениях чаще всего
употребляют отрезки газовых труб диаметром 19—25 мм, в на-
земных сооружениях — отрезки диаметром 19 жж и менее. Для пе-
рехвата воды при сильной фильтрации устанавливают специаль-
ные трубы диаметром 100 мм и более с вваренными в них пат-
рубками для отвода поступающей воды и последующего нагне-
тания цементного раствора. Когда поток воды полностью пере-
хватывается установленной трубой, а раствор заделки вокруг нее
приобретает достаточную прочность, труба и патрубки заглуша-
ются, кроме одного, который используется для нагнетания во-
доцементной смеси.
Иногда перед заделкой трубок под полами и днищами, или
под дефектными рабочими швами в подземных сооружениях
укладывают дренирующую гравийную прослойку толщиной 30—
50 жж, что дает возможность увеличить радиус распространения
цементного раствора на инъецируемом участке. Так, например,
в стене насосной станции дефектный рабочий шов длиной до 4 ж
после расчистки слабого загрязнения илом бетона оказался ши-
риной до 20 см и глубиной 10—15 см при толщине стены 40 см.
Имелась возможность дальше выбирать слабый бетон, но раз-
борка была приостановлена, так как трудно было установить,
где фильтруется вода. Пришлось устроить дренирующий грави-
190
листый прослоек по длине вырубленного рабочего шва, устано-
вить несколько инъекционных трубок, а затем произвести цемен-
тацию. Нагнетаемый под давлением раствор прошел по всей дли-
не шва и заполнил все поры как в стене, так и в дренирующей
прослойке. Обычно сверху такая гравийная прослойка заделы-
вается прочным бетоном. Трубки углубляются в гравийную про-
слойку и заделывается указанным выше способом. Необходимо
предусматривать установку контрольных трубок для выпуска
воздуха. Расстояние между местами инъецирования раствора
следует устанавливать, сообразуясь с наличием пустот в бетоне
или кладке. Во время инъецирования необходимо вести наблю-
дения за смежными конструкциями, чтобы не допустить проник-
новения раствора вне усиляемой и закрепляемой конструкции.
5. СОСТАВЫ ВОДОЦЕМЕНТНОИ СМЕСИ, РАСТВОРА И БЕТОНА
Составы раствора и бетона для заделки дефектов подбирают-
ся для каждой конструкции отдельно исходя из марок раствора и
бетона в восстанавливаемых конструкциях, массивности элемен-
тов, насыщенности конструкций арматурой и места расположе-
ния дефектов. Составы раствора и бетона могут отличаться в
части выбора инертных заполнителей, их крупности, пластично-
сти смеси, расхода цемента, марок бетона и раствора.
Для заделки дефектных мест в конструкциях требуется обыч-
но небольшое количество раствора или бетона. В практике для
этих целей приходится организовать изготовление раствора и бе-
тона непосредственно на месте производства работ, поскольку в
централизованном порядке трудно получить раствор и бетон в
небольшом количестве и притом специальных составов. На по-
стройках у места устранения дефектов бетон и раствор следует
приготавливать в мешалках небольшой емкости. При полной за-
мене отдельных конструкций и устройстве обойм, когда требует-
ся значительный объем бетона или раствора, последние можно
готовить в обычных мешалках или получать готовыми с бетонно-
го завода.
В отдельных случаях может быть допущено ручное приготов-
ление бетона или раствора с тщательным перемешиванием смеси
до получения полной однородности. В таком случае на строи-
тельстве у места выполнения работ должен быть создан запас
мелкого гравия (или щебня), песка и цемента не менее чем на 5
дней работы.
Гравий следует заранее рассортировать на фракции крупно-
стью зерен до 5, 10 и 20 мм. В отмеренном для бетона количест-
ве гравия должны содержаться фракции разной крупности для
получения максимальной плотности смеси. При применении мел-
козернистого бетона для заделки дефектов в бетоне должен пре-
обладать крупный песок с содержанием крупного заполнителя
(до 5 мм) — 15—20% по отношению к объему песка. Песок для
191
приготовления бетона должен отвечать требованиям ГОСТ
8735-58. Модуль крупности песка должен быть в пределах 2,5—
3,5; объем пустот — не более 40%. В зависимости от требуемой
марки бетона для данной конструкции производится и соответст-
вующий подбор его состава. В первую очередь бетон должен от-
вечать требованиям удобоукладываемости, плотности и водоне-
проницаемости.
При отсутствии технической документации по старым здани-
ям и сооружениям марка раствора или бетона, применяемого
_для устранения дефектов, принимается не ниже фактической
.прочности раствора и бетона в старых конструкциях.
Для запеканки расчищенных рабочих швов бетонирования,
горизонтальных и вертикальных трещин и пустот в примыканиях
'конструкций применяется слегка влажный бетон с минимальным
водоцементным отношением, но не выше 0,3. Такая же смесь мо-
жет быть применена и при пониженных температурах. Жесткая
•смесь обычно готовится состава 1:2 (цементшесок) на портланд-
цементе марки 500. Бетон такого состава дает в 28-дневном воз-
расте марку не менее 400.
Для заделки дефектов приходится иногда применять бетон-
»ную смесь двух составов. Суживающуюся глубокую часть заде-
.лок заполняют бетоном на мелком заполнителе с предельной
крупностью зерен до 10 мм, а расширенные участки заполняют
бетоном на заполнителе крупностью до 20—30 мм. Пустоты и
раковины в конструкциях с жесткой арматурой заделываются
•бетоном только на мелком заполнителе.
Для дозировки инертных заполнителей изготовляются ящики
«объемом 5, 10, 15 и 20 л. Заделка трубок и оштукатуривание по-
верхности вокруг них производятся на цементных растворах со-
ставов Г.2,5; 1:3; 1:4. Цемент дозируется по весу. Швы и трещи-
ны в штукатурке фасадов зданий и сооружений заделываются
специально подобранным раствором, который по составу, фак-
туре и цвету не должен отличаться от раствора, примененного
для отделки фасадов.
Водоцементная смесь для инъецирования приготовляется в
бачках и механизированных мешалках на месте; при работе од-
ного насоса водоцементная смесь приготовляется в металличе-
ском бачке емкостью 40—60 л. Для приготовления смеси необхо-
димо отмерить нужное количество воды, залить ее в бачок и до-
бавить отвешенное количество цемента; при этом один рабочий
.интенсивно перемешивает смесь деревянной лопаткой, а другой
.добавляет нужное количество цемента- Готовую смесь заливают
в бачок, устанавливаемый рядом с насосом; при заливке раствор
процеживают через сито с отверстиями 0,5—1 мм. Продолжи-
тельность перемешивания раствора устанавливается в зависимо-
сти от принятой консистенции смеси: при составах водоцемент-
ной смеси 1:1; Г.1,25; Г.1,5 — 2—3 мин., а при составах 1:2 и
1:3 — 1,5 мин.
Л9 2
Водоцементный раствор, нагнетаемый в деформированные
кладки и полости бетонов, трещины и пазухи, должен удовлет-
ворять следующим основным требованиям. Для приготовления
водоцементной смеси следует применять портландцемент марок
не ниже 400—500, при этом цемент должен соответствовать дей-
ствующим ГОСТам. Для цементации следует применять цемент
более тонкого помола. Не рекомендуется применять шлако-
портландцементы низких марок, так как в таких цементах содер-
жатся крупные частицы, которые при нагнетании засоряют кла-
паны насоса, что нарушает нормальный режим работы, а в сме-
сях жидкой консистенции вызывают быстрое расслаивание их.
Этот же цемент в кладке очень медленно твердеет.
Не допускается применение для инъецирования лежалых це-
ментов и цементов неизвестных марок. Водоцементная смесь
должна применяться в дело не позднее чем через час после ее
затворения. Более длительные сроки нахождения цемента в во-
де при периодическом взбалтывании снижают вяжущие свойст-
ва цемента.
Для нагнетания раствора за оболочки стен подземных соору-
жений используются глиняная и песчаная смеси. Песчаная и
зольные пульпы нагнетаются специальными насосами.
6. ОБСЛУЖИВАНИЕ НАСОСОВ ДЛЯ ИНЪЕЦИРОВАНИЯ
Для выполнения небольших объемов работ используются руч-
ные и механические насосы, пневматические нагнетатели и др.
Ручной насос обслуживается двумя рабочими. Один из них за-
ливает процеженную и подготовленную смесь в бачок насоса и
периодически перемешивает ее, соединяет шланг с инъекционны-
ми трубками, следит за состоянием обрабатываемого участка в
процессе цементации, отмечает появление новых очагов фильтра-
ции или вытекание раствора из смежных пор и трубок и при не-
обходимости заделывает эти участки густым цементным тестом,
паклей и другими материалами.
Другой рабочий обслуживает насос, нагнетает цементацион-
ный раствор, следит за повышением давления по манометру, ре-
гулирует подачу и отмечает количество раствора, введенного в
каждую трубку; во время отказа в работе насоса (при попада-
нии мелочи под тарельчатый или шариковый клапаны или заса-
сывании воздуха и загустевании раствора и т. д.) очищает на-
гнетательный или всасывающий клапан и промывает трубку
насоса.
7. ИНЪЕЦИРОВАНИЕ ГРУНТА
Выше была изложена технология инъецирования бетонов и
кладок. Однако в практике строительства приходится прибегать
и к инъецированию грунта. Цементный раствор хорошо прони-
кает в открытые поры, пустоты и трещины. В замкнутых порах и
193
очень узких трещинах и щелях частицы цемента прилипают и
наслаиваются на стенках, нарастают в объеме и при повышении
давления уплотняются. Чем выше давление, тем больше увели-
чивается плотность раствора, но дальнейший проход раствора
замедляется или полностью прекращается. Произведенные про-
верки эффекта инъецирования показали, что в незначительных
трещинах заделка отрывалась от стенок без заметного проник-
новения смеси внутрь. Такие же явления можно наблюдать при
инъецировании грунта.
Во всех произведенных опытах инъецирования оказался за-
полненным раствором только рыхло насыпанный гравий, кото-
рый превращался в сплошной массив; песок при инъецировании
сохранял свою структуру, какая была до начала опыта, и проник-
новение нагнетаемой смеси в песок было мало заметно.
Когда инъекционные трубки заглублялись на 50 см в рыхло
насыпанный песчаный грунт средней крупности, то при давлении
20 ати раскрылись трещины на поверхности грунта, через кото-
рые выходил нагнетаемый раствор, а около выходного отверстия
трубки, заглубленной в песке, образовался сферический тесто-
образный нарост диаметром 7—8 см. Такой же результат полу-
чился, когда при инъецировании песка выходное отверстие труб-
ки окружалось слоем гравия. Нагнетаемый раствор заполнил
гравийную засыпку и проник в песок на глубину 5—8 см, где про-
изошло отфильтрование зерен цемента. Образовавшаяся цемент-
ная пленка задерживала дальнейший проход зерен цемента в
поры песка. Ни повышение давления, ни изменение состава смеси
не изменили это положение.
На основании проведенных опытов можно прийти к заклю-
чению, что непосредственно цементировать насыпной или уплот-
ненный грунт нельзя. Цементные зерна, даже при значитель-
ной тонкости помола, вследствие возникающего трения в песке
задерживаются в порах, закупоривают их и преграждают таким
образом путь для прохода раствора. Нагнетать водоцементную
смесь можно только в явно выраженные пустоты, создающиеся
в грунте, при выносе грунта из-под сооружений и засыпке па-
зух нераздробленными комьями грунта с камневидными включе-
ниями, что часто имеет место на строительстве. В этих случаях
при инъецировании в грунт проникают большие объемы ра-
створа. Много также раствора уходит в пазухи, засыпанные
мерзлыми комьями и строительным мусором. Инъецирование
грунта находит применение: при заполнении зазоров в подзем-
ных сооружениях между трубопроводами и грунтом, когда про-
ходки осуществляются продавливанием труб или вибровакуум-
методом; при выносе грунта из-под днищ резервуаров; в гравий-
ных засыпках вокруг сооружений и в сопряжениях слабых кла-
док с грунтом.
194
Одновременные вибрирование и нагнетание смеси под давле-
нием увеличивают радиус распространения нагнетаемого раств.Ог
ра в песчаных грунтах.
Для проверки заглубления инъекторов и распространения вот
доцементной смеси в грунте было опробовано два способа: глу-
бинная виброцементация и виброуда-рный метод.
Глубинная виброцементация грунта осуществляется путем
подачи под давлением через инъекционную иглу, погру-
женную в грунт, водоцементной смеси с одновременным произ-
водством вибрирования окружающего грунта. Вибрация, устра-
няя трение и создавая большую подвижность частиц в грунте,
помогает нагнетаемому раствору распространиться в зоне дей-
ствия вибрации. Цементируя таким путем отдельные участки,
можно превратить грунт
в сплошной монолит (рис.
95).
Виброударный метод
применяется для цемен-
тации незначительных зон
грунта. При помощи виб-
роудар'ного вибрирования
в грунте устраиваются
Рис. 95. Игла для глубинной виброцемен-
тации грунта
1 — вибратор И-7; 2 — насадка для вибратора;
3 — заглушина; 4 — ниппель шланга; 5 — резино-
вый шланг; G — отверстия диаметром 6 мм
Рис. 96. Виброзабивка
стержней и инъекторов
в грунт
1 — вибратор; 2 — стальная
плита; 3 — насадка; 4 *-•
стержень; 5 — ручки-дер-
жатели; 6 — электропровод
195
скважины: вертикальные или с заданным уклоном (рис. 96). При
этом производится своеобразное прокалывание грунта через не-
большие расстояния. Густота расположения скважин устанавли-
вается требованиями и условиями закрепления грунта. В сква-
жины последовательно нагнетается водоцементная смесь. Если
скважины расположены часто, то цементное молоко попадает в
смежные скважины и таким путем увеличивается радиус закреп-
ления. Скважины могут устраиваться .глубиной до 6 м. Иногда
приходится через скважины, устраиваемые виброударным мето-
дом, цементировать нарушенные кладки. Виброударное бурение
сочетается с одновременным нагнетанием смеси через погружае-
мую в стержень 4 (рис. 96) перфорированную иглу.
8. ДАВЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИНЪЕЦИРОВАНИИ
Применяемые при -инъецировании давления могут колебать-
ся в больших пределах и зависят от вида дефекта, . пористости
бетона или кладки на упрочняемом участке и прочности конст-
рукций. Скорость повышения давления зависит от емкости тре-
щин или полостей в бетоне пли кладке, в которые нагнетается
цементный раствор.
Инъецирование бетона или кладки проходит две стадии:
первая заканчивается заполнением пор и пустот без давления,
вторая — протекает под давлением, когда пустоты уже заполне-
ны раствором. В конечной стадии нагнетаемый раствор выдер-
живается под давлением от 2 до 10 мин. Даже при кратковре-
менном выдерживании из водоцементной смеси вытесняется во-
да. Поэтому после инъецирования в трубках содержится -не жид-
кая смесь, подаваемая при нагнетании, а достаточно плотный и
спрессованный раствор, обладающий некоторой структурной
прочностью.
Влага, отсасываемая кладкой из 'раствора, в последующем
служит средой для его- увлажнения в швах. На практике приме-
няются следующие предельно допускаемые давления.
В подземных сооружениях, находящихся ниже уровня грунто-
вых вод, давление должно превышать гидростатическое и может
достигать 6—8 ати. Если цементный раствор вводится за стенки
относительно тонких железобетонных конструкций (до 15—20 см),
например при цементации приямков и днищ резервуаров, тонне-
лей и др., давление не следует поднимать выше 3—4 ати. Такое
же давление следует также принимать в случае нагнетания ра-
створа за оболочки гидроизоляции, в том числе и за металличе-
ские, когда предельное давление устанавливается в зависимости
от прочности конструкции оболочки изоляции.
При цементации пазух в грунте давление должно быть при-
нято равным 2—3 ати при условии, что раствор не вытесняется
на поверхность земли и само нагнетание ведется с перерывами.
196
Заполнение пустот в колоннах, балках и других железобетон-
ных конструкциях осуществляется обычно с доведением давле-
ния до 4—6 ати.
Цементация деформированных кирпичных и каменных соору*
жений осуществляется при давлении от 1 до 3 ати. При наличии
отслоения части кладки в результате образования трещин и сре-
зов кладки (параллельно наружной поверхности ее) нагнетание
цементного раствора следует проводить при давлении не выше
1 ати.
9. УСТАНОВКА И КРЕПЛЕНИЕ ОПАЛУБКИ В МЕСТАХ
БЕТОНИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ
При наличии развитых и глубоких одиночных раковин или се-
мейства их в железобетонных конструкциях применяют обычную
заделку дефектных участков бетоном.
До заделки расчищенных дефектных участков новым бетоном
устанавливается опалубка. Она соби-
рается на месте из отдельных ограж-
дающих щитков, сборно-разборных ра-
мок с закладными досками, • хомутов,
дощатых карманов, устраиваемых с
определенным уклоном, вибрационных
лотков и приспособлений для направ-
ления бетона в глубь конструкции.
Из отдельных элементов собирают-
ся формы, которые должны соответст-
вовать конфигурации обрабатываемой
конструкции. Эти детали изготовляют-
ся заранее и устанавливаются в со-
бранном виде или собираются на ме-
сте по мере бетонирования. Такая опа-
лубка отличается от обычной принятой
как по своим размерам, очертаниям,
форме, так и по методам ее установки
и крепления. От правильности изго-
товления, пригонки и закрепления опа-
лубки на месте в значительной степе-
ни зависит качество бетонирования,
Рис. 97. Опалубка для бе-
тонирования дефектов в
стенах железобетонных
1 — щиток опалубки из досок
толщиной 25 мм; 2 — планки;
3 — ребра из досок толщиной
50 мм; 4 — доски опалубки тол-
щиной 25 мм; 5 — распорки;
5 — проволочная скрутка;
7 — карман
так как наросты и наплывы бетона,
получающиеся при неправильной при-
гонке опалубки у места бетонирования
дефектной конструкции, вызовут зна-
чительные потери времени и труда для
их срубания, а после этого и для со-
ответствующей дополнительной отдел-
ки поверхности бетона. На опалубку,
применяемую для этих работ, действу-
197
ют незначительные нагрузки от свежеуложенного бетона, поэто-
му все ее элементы должны быть легкими, простыми, взаимоза-
меняемыми и в то же время достаточно прочными для восприя-
тия ударных и вибрационных колебаний, имеющих место при уп-
лотнении бетонной смеси (рис. 97).
Опалубка должна служить ограждением одной или несколь-
ких сторон конструкции у места предполагаемой укладки бето-
на в открытую полость. При устройстве опалубки с карманами
или пазами создаются необходимые условия для удобства бето-
нирования.
10. БЕТОНИРОВАНИЕ ДЕФЕКТНЫХ МЕСТ
Основным методом исправления дефектных конструкций яв-
ляются замена слабого бетона новым бетоном «и придание кон-
струкции общей монолитности и проектной прочности. При при-
менении бетонной смеси пластичной консистенции предоставляет-
ся возможным заполнять и выравнивать нарушенные конструк-
ции, устраивать наплывы, накладки, обоймы и др. При хорошей
подготовке поверхности старого бетона обеспечивается необхо-
димое сцепление старого и нового бетона. Обычно бетон в опа-
лубку укладывает звено из двух бетонщиков и одного подсобно-
го рабочего, который подвозит бетон к месту укладки и подает
его на подмости.
По мере заполнения опалубки производится и соответствую-
щее уплотнение бетона. Уплотнение бетона является наиболее
важным условием, определяющим 'качество заделки всей полости
в конструкции. Бетон уплотняется, сообразуясь с методом уклад-
ки его в 'конструкции, ручным и механизированным инструмен-
том. Приемы уплотнения бетона при исправлении дефектов отли-
чаются от обычно принятых, так как в данном случае небольшие
количества бетона укладываются в разных дефектных местах
конструкций.
Для уплотнения используется преимущественно ручной ин-
струмент: металлические шуровки, деревянные молотки для про-
стукивания опалубки, приспособления для зачеканки. Глубин-
ные и другие вибраторы применяются, когда размеры бетони-
руемой полости превышают размеры наконечников вибратора.
Зачеканивание бетона производится ударным уплотнением. В
зимних условиях вместо подливки под опорные плиты стальных
конструкций может быть использован метод зачеканивания же-
сткого цементного раствора состава: 1 часть цемента на 2 части
песка при водоцементном отношении до 0,3.
Уплотнение бетона в опалубке производится послойно в не-
сколько приемов. Необходимо следить за тем, чтобы смесь не
расслаивалась, опалубка не смещалась и не вытекал раствор.
Продолжительность вибрирования в одном месте не должна пре-
вышать 2 мин. Если по характеру и размерам заделываемого
198
места нельзя использовать обычный -вибратор для уплотнения
бетона, то следует применять щелевые вибраторы. В зависимо-
сти от направления, уклона и поперечного сечения щели исполь-
зуются соответствующие сменные приспособления, прикрепляе-
мые к рабочей части вибратора.
Для подачи бетона через щели в конструкции с явно выра-
женными пустотами применяются вибролотки, при помощи ко-
торых смесь будет перемещаться в нужном направлении. Благо-
даря вибрации загруженный в бункер бетон начинает течь подоб-
но жидкости и, следовательно, перемещаться по лотку в нужном
направлении. Угол наклона лотка регулируется на месте в зави-
симости от характера и направления бетонируемой полости.
Этот способ позволяет в ряде случаев подавать бетон в услови-
ях -крайней стесненности места производства работ, а также при
наличии развитых и глубоких щелей. При помощи вибробункера
с лотком бетон подается также под опорные части стальных кон-
струкций. Вибромолоток в данном случае используется не толь-
ко для .перемещения, но и для уплотнения смеси. Некоторого
уплотнения бетона в колоннах можно добиться путем -примене-
ния специальных стальных хомутов. После укладки бетона хому-
ты стягиваются болтами; усилия от натяжения болтов передают-
ся через опалубку на бетон, который спрессовывается под дав-
лением.
При устранении дефектов -применяются переносные и пере-
движные инвентарные деревянные или стальные леса и подмости;
они должны быть устойчивыми при работе и удобными при пе-
ремещении. С этих же подмостей разбирается слабый бетон и
ведутся все последующие работы по заделке дефектных мест.
11. ОТДЕЛКА ПОВЕРХНОСТИ БЕТОНА
После снятия опалубки поверхность бетона должна быть от-
делана. Отделываются также и другие участки в железобетон-
ных конструкциях, подвергнутых исправлениям. При затирке бе-
тона поверхность должна быть отделана под цвет и фактуру ос-
новной (конструкции. Для этого используются соответствующие
виды цементов и составы растворов. В основные операции ino от-
делке поверхности бетона входят: зачистка поверхности (сруб-
ка наростов, выравнивание плоскости, устройство насечки), вы-
полняемая при незначительных объемах работ ручным инстру-
ментом; промывка поверхности или продувка ее сжатым возду-
хом и легкое смачивание с некоторым подсушиванием бетона;
затирка или шпаклевка поверхности бетона цементным раство-
ром на мелком песке состава 1 : 3, выполняемая специальным
инструментом (кельмами, мастерками и др.); обработка поверх-
ности нового бетона под фактуру и цвет поверхности основной
конструкции с нанесением оттисков от опалубки и заглаживани-
ем лицевой поверхности бетона.
199
При выполнении таких же работ в каменной кладке необхо-
димо для лицевой части кладки подбирать соответствующий кир-
пич, который должен отвечать требованиям, сорту, размерам,
цвету, внешней фактуре и другим качествам старой кладки. Сле-
дует отбирать и сортировать кирпич от разбираемых старых зда-
ний и в необходимых случаях применять его для восстановления
дефектной кладки. Для кладки подбирается также и раствор, ко-
торый то составу и марке должен отвечать раствору в старой
кладке.
Для отделки дефектных поверхностей бетона и кладки долж-
ны быть привлечены специально подготовленные и обученные
рабочие. Надо иметь в виду,, что бетон, подвергнутый тепловой
обработке в пропарочных камерах, отличается по цвету от не-
йрон арен н ого бетона. Когда приходится производить на строи-
тельстве доводку сборных конструкций заводского изготовления,
отделку неровностей и отбитых углов, заделку раковистых уча-
стков и прочих дефектов, на поверхности конструкций появля-
ются резко выделяющиеся разноцветные пятна.
12. ОСОБЕННОСТИ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
Устранение дефектов в зимних условиях в неотапливаемых
помещениях разрешается только в случаях особой необходимо-
сти, например когда в связи с наличием дефектов нельзя даль-
ше нагружать конструкции, что задерживает производство всех
остальных работ. Для .производства работ в зимних условиях не-
обходимо не только обеспечить нормальный температурный ре-
жим для твердения раствора и бетона в заполненных полостях,
но и обогрев самих исправляемых конструкций. Вследствие
большой отдачи тепла сталью и бетоном обогрев конструкций
должен быть начат не менее чем за 3 часа до укладки нового
бетона. Температура поверхности старого бетона должна быть
перед укладкой нового бетона не менее плюс 3—5°. Температу-
ра нового бетона в момент укладки должна быть не менее плюс
30°.
При наличии пара на месте производства работ обогреваемая
конструкция сверху укрывается брезентом, а снизу подается
острый пар. Повышенная положительная температура под укры-
тием выдерживается не менее 3—5 суток. При отсутствии пара
бетон сверху засыпается песком, нагретым до температуры 100—
150°. Для сохранения тепла песок укрывается утепленными щи-
тами и другими теплоизоляционными материалами. Такое меро-
приятие защищает новый бетон в месте его укладки от быстрого
остывания, и создаются нормальные условия для роста прочно-
сти бетона. Для ускорения созревания нового бетона могут быть
использованы все имеющиеся в наличии средства. Однако на
стройках такие возможности почти всегда ограничены. Прихо-
дится часто обогревать новый бетон путем устройства простей-
200
ших тепляков, электропрогревом через опилки, смоченные 10%-
ным раствором 'поваренной соли, но необходимо всегда учиты-
вать, что процесс твердения неокрепшего бетона, имеющего проч-
ность 30—50 кг/см2, до его проектных марок 200—250 продол-
жается не менее 1—2 месяцев. При устройстве железобетонных
обойм, накладок и бетонировании дефектов для обогрева бетона
применяются или нашивные электроды на деревянной опалубке,
или закладные в тело бетона стержневые и плавающие электро-
ды. Когда поверхность плит снизу заделывается раствором, обо-
гревание допускается производить установленными на полу жа-
ровнями.
На небольших участках обогревания эффективные результа-
ты дают лампы инфракрасного излучения, при этом температура
поверхности бетона не должна превышать 60—70°. При приме-
нении одной такой лампы мощностью 500 вт, установленной на
раздвижной и поворотной стойке, радиус обогрева составляет
25—30 см. На расстоянии 10 см от поверхности бетона темпера-
тура воздуха достигает 75—80°. Установкой из 3, 6 и 9 ламп
можно одновременно обогревать участок площадью до 1„5—
3 м2. Продолжительность обогревания бетона устанавливается
исходя из температуры поверхности бетона. Обогрев бетона лам-
пами инфракрасного излучения требует постоянного ухода и на-
блюдения за температурно-влажностным режимом бетона. Тем-
пература должна поддерживаться в пределах 60—70° с равно-
мерным подъемом ее до установившейся, при этом не допуска-
ются перегрев и пересушка бетона. Обогрев чередуется с остыва-
нием бетона. Обогрев бетона может производиться в нескольких
местах одновременно. После подогрева бетона до температуры
60—70° последний укрывается матами, а лампы переносятся на
другой участок.
Повторяя периодически нагрев и остывание бетона до уме-
ренной температуры, можно ускорить процесс твердения бетона.
Для ускорения сушки штукатурки и увлажненных мест обо-
грев лампами инфракрасного излучения производится в сочета-
нии с направлением струи воздуха на обогреваемую поверх-
ность. В этом случае установка состоит из нескольких ламп и
вентилятора мощностью 1 кет при 940—1 400 об/мин. Вентиля-
тор используется также в сочетании с жаровнями.
При электропрогреве уложенного бетона стержневыми элек-
тродами электроды диаметром 6—8 мм устанавливают тотчас
после укладки бетона и подключают ток не позднее чем через
20 мин. Уложенный бетон засыпают сверху слоем опилок толщи-
ной 6—8 см. Во избежание излишнего остывания конструкцию
заключают в сборно-разборный короб-
В связи с тем, что в дефектные места укладывается незначи-
тельное количество бетона, не следует допускать быстрого нара-
стания температуры. Подъем температуры должен продолжать-
ся 3—4 часа и поддерживаться на уровне 40—50°. При устране-
201
нии дефектов в плоскостях балок и прогонов бетон обогревается
также пластинчатыми электродами из полосовой или круглой
стали. К щиту опалубки электроды закрепляются проволочными
скобами. На опалубку днища балки прикрепляются по два про-
дольных электрода, а на боковые щиты в зависимости от их вы-
соты — от двух до четырех электродов. Такое же количество
электродов применяется для щитов колонн при устройстве обойм
Если имеются трансформаторы незначительной мощности,
бетон, уложенный в раковины, может обогреваться также элек-
тропрогревом. В колоннах для обогрева отдельных участков ис-
пользуются исключительно
стержневые электроды (рис. 98).
Установку электродов следует про-
изводить с большой тщательностью,
чтобы ие получилось замыкания с
арматурой. Во всех случаях электро-
обогрева систематически замеряется
температура, а данные о температу-
ре заносятся в температурные лист-
ки для каждого дефектного места в
отдельности.
При выполнении инъецирования
в зимних условиях надлежит соблю-
дать'следующие правила. До начала
работ необходимо прогреть участок
железобетонной конструкции, в ко-
торую будет вводиться цементный
раствор. Прогрев может быть осу-
ществлен путем устройства простей-
шего тепляка или паровой рубашки
с последующим укрытием и утепле-
нием брезентом, матами и другими
утепляющими средствами. Полости
или раковины, в которые будет на-
гнетаться раствор, могут быть обо-
греты острым паром, пропускаемым
через установленные инъекционные
опасаться излишнего скопления кон-
Рис. 98. Электропрогрев
бетона стержневыми элект-
родами в дефектных опор-
ных участках колонн
1 — опора колонны; 2 — новый
бетон; 3 — опалубка; 4 — элек-
троды
трубки. При этом следует
денсирующейся влаги. Обогрев конструкций должен быть начат
за сутки до начала работ; после инъецирования обогрев следует
вести в течение 1—3 суток. Дефектные участки конструкций, име-
ющие малые размеры, как-то: узлы и опоры, обогреваются элек-
трическим током через слой опилок, пропитанных раствором по-
варенной соли. В зимних условиях нагнетание цементного ра-
створа под давлением в полости, раковины и трещины можно до-
пустить при крайней необходимости лишь в том случае, когда
участки бетона, подлежащие инъецированию, закладываются
кирпичной кладкой, облицовкой или засыпаются грунтом. Если
условия и сроки строительства позволяют отложить работы по
202
инъецированию, то их следует производить только в теплое вре-
мя года или в отапливаемых помещениях. При благоприятных
местных условиях инъекционные трубки можно установить зи-
мой и вывести их в сторону за стену, пол или облицовку с тем,,
чтобы можно было нагнетать раствор через них с наступлением
тепла. Такой способ установки трубок позволяет .не задержи-
вать ведение последующих работ.
Материалы, из которых приготовляется водоцементная смесь,
применяемая для инъецирования, должны быть подогреты: во-
да — до 50—€0°, песок для заделки трубок — до 60—70°. Темпе-
ратура цементного раствора в момент нагнетания не должна
быть ниже 35—40°.
Для того чтобы ускорить твердение раствора и бетона наря-
ду с обогревом дефектных участков электричеством, парому лам-
пами инфракрасного излучения, электровоздуходувками, следу-
ет использовать различные ускорители твердения и противомо-
розные добавки. Ускорители добавляются в раствор для поверх-
ностной заделки раковин, а также для быстрого укрепления и за-
делки инъекционных трубок и в бетон для заделки дефектных
мест и зачеканки рабочих швов жесткой смесью. Ускорители мо-
гут добавляться и в водоцементную смесь, применяемую для
инъецирования.
13. ОПЫТ ЗАМОНОЛИЧИВАНИЯ швов и стыков В СБОРНЫХ
КОНСТРУКЦИЯХ
Всего несколько лет вас отделяют от начала широкого- при-
менения крупных сборных железобетонных элементов в зданиях
и сооружениях. Проблема швов и стыков в современных зданиях
и сооружениях не имеет своей истории. Новые типы зданий со-
здаются и собираются быстрее, чем решается вопрос о новых,
•надежных конструкциях и долговечности стыков. Для решения
проблемы долговечных заделок швов и стыков требуется время
и соответствующие изыскания.
Под влиянием различных явлений шов в здании как бы «жи-
вет», что еще более осложняет (конструкцию соединений эле-
ментов.
Шов раскрывается под влиянием неравномерных осадок зда-
ния или сооружения, напряжений в конструкциях, температур-
ных факторов, неравномерности соединений закладных стальных
деталей и их сварки, неоднородности по качеству и плотности
применяемых растворов для заделок, неровности сечений швов.
Немаловажное значение имеет и тот факт, что старый бетон
плохо сцепляется с новым бетоном или раствором заделки.
Опыт замоноличивания швов и стыков и наблюдения за их
состоянием небольшой, но и эти данные не находят еще должно-
го отражения в технических условиях на производство работ.
На строительстве производственных зданий в зимних усло-
виях выполнялись большие работы по замоноличиванию стыков
203
в опорных плитах и башмаках, колоннах и сборных железобе-
тонных фермах. Ниже приводится описание таких работ.
Фундаменты под сборные отдельно стоящие железобетонные
колонны состояли из двух элементов: плиты размером 400Х
Х400 см и весом 14 т и фундамента того же размера и весом
10 г со стаканом для колонны. До начала работ по установке
фундамента на 'плиту проверялась готовность плиты к заделке.
Перед укладкой слоя раствора на плоскость для соединения
плиты и фундамента в одно монолитное целое поверхность пли-
ты очищалась от снега и наледи при помощи электростержней
или пара с последующей уборкой воды с бетонной поверхности.
Раствор укладывался слоем на 10—15 мм выше проектной
отметки с учето-м осадки его под тяжестью фундамента. Раз-
равнивание раствора производилось деревянным шаблоном. Пос-
ле установки фундамента на плиту производилась заделка вер-
тикальных зазоров тем же раствором. Замоноличенные зазоры
закрывались слоем толя и утеплялись опилками.
Предварительный обогрев бетона перед укладкой раствора
производился в ночное время электростержнями до температуры
15—20°. Раствор готовился из подогретых воды и песка, и в мо-
мент укладки температура раствора не понижалась ниже +20°.
Это позволило получать качественное сцепление раствора с по-
верхностью плиты и фундамента. При замоноличивании стыков
колонн с фундаментами верхняя часть фундамента очищалась
от земли и других предметов в непосредственной близости от
места установки колонн. Это, на первый взгляд, небольшое ме-
роприятие, освобождало строителей от излишних усилий, свя-
занных с очисткой стаканов от земли, снега и пр. Удаление пыли
из стаканов производилось сжатым воздухом. После установки
и закрепления колонн в проектном положении зазоры по пери-
метру стакана укрывались мешковиной или другими материа-
лами, обеспечивающи-
ми защиту стаканов от
попадания в них посто-
ронних предметов и, в
частности, от засоре-
ния их.
В зимнее время до
начала замоноличива-
ния зазоров произво-
дился обогрев бетона
электростержнями (рис.
99). По окончании гео-
дезической выверки ко-
лонн в два смежных
Рис. 99. Обогрев поверхности бетона
электростержнями перед замоноличи-
ванием конструкции
зазора на половину глу-
бины стакана подава-
лась бетонная смесь.
204
Укладка смеси чередовалась с ее уплотнением до полного за-
полнения зазоров (рис. 100). Обогрев уложенного бетона про-
изводился стержневыми электродами. Расстояние между элек-
тродами диаметром 6 мм принималось 15—20 см. С каждой сто-
роны колонны устанавливалось по четыре электрода (рис. 101).
Температура бетона не повышалась более 4-30°. Прогрев про-
должался 10—12 час. После окончания прогрева бетон укрывал-
ся слоем опилок.
Рис. 101. Схема электропрогрева бетона в стыках ко-
лонн
г — разрез; б — план
До замоноличивания стыков предварительно напряженных
ферм типа ФПЭС-24-3, собираемых из двух полуферм по 12 м
каждая (рис. 102), производился осмотр готовности стыков к
заделке. Производилась очистка шлака после сварки и проверя-
лось качество выполненной сварки. На стык нижнего пояса фер-
мы устанавливалась инвентарная стальная опалубка (рис. 103).
Подача бетона в стык производилась небольшим совком, изго-
товленным для этих работ. Укладываемая смесь уплотнялась
вручную штыковкой длиной 50 см из круглой стали диаметром
205
12 мм. Бетон подавался в стык сначала на уровень низа окна,
затем устанавливалась задвижка, и по мере заполнения стыка
бетоном и его уплотнения задвижка перемещалась вверх до пол-
Рис. 102. Составная предварительно напряженная ферма
пполетом 24 м
Рис. 103. Зачеканка нижнего стыка фермы
1 — инвентарная опалубка; 2 —верхняя пластинка; 3 — нижняя пластика;
4 — подача раствора совком
ново замоноличивания шва. Верхний стык фермы, имеющий за-
зор до 40 мм, замоноличивался без опалубки. В противопо-
ложную сторону стыка закладывался брусок, который после за-
пеканки шва удалялся. После нарастания прочности бетона до
100—150 кг/см2 фермы устанавливались в проектное положение
на колонны. Фермы после замоноличивания выдерживались
обычно 1—2 суток.
На строительстве филиала издательства «Правда» был ис-
пользован метод ударной запеканки швов. Подготовленный мел-
206
козернистый бетон марки 400 подавался в нижний зазор с двух
сторон (рис. 104). Ударная зачеканка деревянными приспособ-
лениями производилась одновременно с двух противоположных
Рис. 104. Замоноличивание стыков в опоре колонны
сторон. Каждая последующая операция подливки выполнялась
небольшими слоями смеси вплоть до заполнения -шва. Заполнен-
ные швы закреплялись брусками. С открытых сторон удалялась
выдавленная смесь, а в зазор подавалась вместо убранной же-
сткая смесь и зачеканивалась тем же способом.
Зачеканка верхних зазоров между слябом (стальной плитой)
и опорной частью колонны производилось тем же способом. В
этом случае признаком достаточности заполнения зазора служи-
ло выжимание смеси из щелей вокруг обделки колонн стальны-
ми сварными деталями в опорной части. После замоноличивания
стыков устанавливался заготовленный на месте обрамляющий
каркас с натянутой сеткой и производилось ©бетонирование
опорной части коло-нны.
Для очистки бетона и стали, а также для уплотнения смеси
изготавливаются специальные приспособления, при помощи ко-
торых производится соскабливание налетов на поверхности бе-
тона и стали, удаление сора, а также уплотнение бетона. Для
ударной зачеканки швов используются приспособления, изго-
товленные из древесины.
Плохо выполненные горизонтальные и вертикальные стыки в
полносборном строительстве являются причиной продуваемо-
сти, промерзания, отсыревания стен и протечек при сильных
дождях.
207
К недостаткам заделки стыков следует отнести:
1) заделку стыков без соответствующей обработки поверх-
ности старого бетона (удаление карбонатной пленки, налета
смазки и пыли);
2) заделку стыков без насечки поверхности или создания ше-
роховатой поверхности в заводских условиях;
3) заделку стыков без очистки поверхности в месте нанесе-
ния раствора (без промывки, оттаивания ледяной пленки и обо-
грева поверхности);
4) выполнение заделки стыков без ударной зачеканки смеси
в распор со старым бетоном;
5) отсутствие ухода за уложенным в стык раствором (обез-
воживание и преждевременное высушивание смеси, появление
усадочных трещин).
Ремонт заделок в швах и стыках состоит из удаления нару-
шенного раствора и зачеканки швов.
Улучшение монолитности заделок обеспечивается также инъ-
ецированием стыков водоцементной смесью. Для улучшения
теплотехнического качества шва в стеновых панелях в водоце-
ментную смесь добавляются тонкомолотые добавки золы, туфа
и др. Цементация обеспечивает полное заполнение пустот как в
горизонтальных, так и в вертикальных стыках.
Нарушения раствора в стыках между плитами железобетон-
ных перекрытий чаще всего происходят от недостаточной под-
готовки поверхности и низкого качества применяемого раствора.
Проверки показали, что во многих случаях стыки заделыва-
ются известково-алебастровым раствором без предварительной
обработки поверхности бетона.
14. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ
ДЕФЕКТОВ
Для исправления дефектов в конструкциях используется ши-
рокий ассортимент оборудования, аппаратуры, инструментов и
приспособлений. В комплект такого оборудования входят: руч-
ной и механизированный инструмент для разборки и расчистки
слабого бетона, нарушенной кладки и штукатурки, деформиро-
ванных элементов конструкций; инструмент и оборудование
для бурения скважин в бетоне,, каменной кладке и грунте; цент-
робежные и другие насосы для откачки грунтовых вод из затап-
ливаемых котлованов, подвалов и подземных сооружений; на-
сосы для нагнетания цементного раствора (рис. 105); бетоно- и
растворомешалки и смесители небольшой емкости; инъекцион-
ные трубки, инъекторы и трубки с воздушными отводами и
шприцы для микроинъекции (рис. 106); вакуум-насосы для ва-
куумирования дефектных участков и др.
208
Рис. 105. Общий вид установки для инъецирования бетонов и
кладок при малых объемах работ
1 — инъекционная трубка; 2—= вымытый грунт; 3 — железобетонная стена;
4 — дефект в бетоне стены; 5—штуцер с поворотной гайкой; б—‘опорная
стойка с площадкой для крепления насоса; 7 — резиновые шланги для
подачи раствора к насосу и инъекционной трубке; 8— бачок для храпе-
ния и перемешивания водоцементной смеси; 9—насос; 10 — диафрагмо-
вая коробка с манометром
Рис. 106. Шприц для инъецирования отдельных изъянов в бетоне
и кладке
1 — игла; 2 — цилиндр; 3 — гайка; 4 — поршень; 5 — отводная трубка;
6 — резиновый шланг; 7 воронка
209
ГЛАВА XI
ПОЛЕВЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ПРИБОРЫ ДЛЯ
КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОНСТРУКЦИЙ
И ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
Для производства обследований современных строительных
конструкций в зданиях и сооружениях необходимы различные
приборы и приспособления.
Многие из применяемых приборов для контроля качества
промышленной продукции могут быть успешно использованы и
в строительстве. Однако особые условия часто требуют создания
специальных приборов и приспособлений для контроля качества
строительных материалов и деталей зданий и сооружений в свя-
зи с особенностями деформаций конструкций и необходимости
наблюдений за сооружениями при нестабилизировавшихся
осадках и восстановлении конструкций.
1. ДЕФЕКТОИСКАТЕЛЬ
При обследовании конструкций, аварийных участков зданий,
сооружений и подземных коммуникаций, установлении де-
фектов и во многих других случаях при стесненности обследуе-
мого участка или при некоторой удаленности его от места осмот-
ра, а также вследствие некоторых других причин (опасности не-
посредственного подхода к месту аварии, высоких температур,
наличия вредных газов в обследуемой емкости) не всегда пред-
ставляется возможным приблизиться вплотную к осматриваемо-
му элементу, чтобы всесторонне освидетельствовать деталь, узел
или дефект.
Для расширения области наблюдений при обследовании со-
оружений и установлении дефектов используется проверенный на
практике прибор, предложенный автором, при помощи которого
можно осматривать отдельные детали и узлы в не удобных и
не доступных для подхода 'местах и в некотором удалении от об-
следуемого предмета.
Дефектоискатель (рис. 107) состоит из сборно-разборных дюр-
алюминиевых штанг, зеркал, деталей для крепления и перемеще-
ния зеркал, электрических лампочек для освещения осматривае-
мых предметов. Штанга /, на которой крепятся зеркала 2 при
помощи муфт 3, собирается из нескольких звеньев труб длиной
по 1,5—2 м. В зависимости от удаленности предмета дефектоие*
Рис. 107. Дефектоискатель
а — общий вид; б — деталь верхнего узла; в — пример осмотра
конструкции дефектоискателем
катель может быть собран из нескольких звеньев труб длиной
до 4—6 м. Нижнее зе-ркало поднимается вверх или опускается
вниз до нужного уровня и закрепляется; верхнее зеркало плотно
надевается на трубу и поворотом закрепляется в прорези штан-
ги. При удалении или укорочении штанги верхнее зеркало тем
же приемом закрепляется на любом звене штанги.
При обследовании затемненных мест к зеркалу крепятся элект-
рические лампочки 5; шнур от патронов присоединяется к ро-
зетке. При отсутствии на месте обследования электроэнергии
или при особой трудности сделать временную проводку к зеркалу
прикрепляется зажженный карманный электрический фонарь или
211
приспособление для установки свечи. Верхнее зеркало может по-
дворачиваться путем натяжения шнура, проходящего через ролик
•’ 6, при помощи рукоятки 7. Дефектоискатель может быть вынесен
за пределы здания при помощи штанги 8.
Осмотр дефектов и разных предметов можно производить че-
рез верхнее зеркало без помощи нижнего. Когда рассматривав-
е)
Рис. 108. Примеры применения дефектоискателя
а ₽= осмотр стыка штукатурки с бетоном на потолке; б — осмотр через проем состояния
кладки и облицовки; в — осмотр креплений карнизов, балконов и других конструкций
в недоступных местах; г — наблюдение за появлением трещин при испытании конструк-
ций; д — наблюдение за приборами при испытании конструкций; е — осмотр стенок при
устройстве горизонтальных и вертикальных скважин; ж — осмотр бункера, загруженного
сыпучими материалами
мая деталь скрыта., верхнему зеркалу придается необходимый
наклон так, чтобы не доступный для осмотра предмет отражал-
ся от верхнего в нижнем зеркале, установленном под соответст-
вующим углом. Примеры применения дефектоискателя показа-
ны на рис. 108.
212
2. ВАКУУМ-ПРИСАСЫВАТЕЛЬ
Область использования вакуума довольно разнообразна.
Свойства вакуума используются для проверки прочности сцеп-
ления штукатурки с бетоном и облицовок и с их основаниями,
для перемещения плоских плит и деталей, для определения проч-
ности клеевых швов и материалов на расслаиваемость.
Вакуум-присасыватель (рис. 109) состоит из обрамляющего
Рис. 109. Вакуум-присасы-
ватель
1 — крышка из плотной резины;
2 — дюралюминиевая или сталь-
ная труба; 3 — шланг к ва-
куум-насосу
Рис. 110. Схема работы установки для
проверки сцепления штукатурки с пе-
рекрытием
1 — шланг к присасывателю; 2 —
пробка, закрывающая отверстие
в крышке присасывателя
кольца-присоса, крышки или пластинки, патрубка или трубки, к
которым присоединяется шланг. Принцип работы вакуум-приса-
сывателей состоит в том, что из вакуум-полости вытесняется воз-
дух. Если используется присасыватель из резины, то воздух вы-
тесняется ручным нажатием на крышку; удаление воздуха из под-
лости других присасывателей производится вакуум-насосом. В
момент удаления воздуха резиновый уплотнитель и крышка при-
сасываются к поверхности предмета.
На рис. ПО, а изображено определение вакуум-присасывате-
лем прочности сцепления штукатурки с перекрытием. По этому
же принципу проверяются сцепление облицовочных плиток с ос-
нованием, прочность клеевых швов и др. Такие испытания про-'
изводятся как с подключением, так и без подключения присасы-
вателя к вакуум-насосу (рис. ПО, б). Присос создается под вли-
213
янием разности давлений: атмосферного — снаружи и разрежен-
ного — под крышкой присасывателя (рис. ПО,в).
Вакуум-присасыватель диаметром 15 см прихватывается к
потолку и удерживает подвешенный к нему груз весом 65 кг.
Для проверки был использован вакуум-насос производительно-
стью 0,4 mF}muh. С такой же силой присасыватель прихватывался
к поверхности стены, хотя поверхность была не совсем глад-
кой. Были также проведены опыты присоса к металлу, бетону,
половым плиткам, древесине, стеклу и другим материалам. Во
всех опытах требовалось приложить соответствующие усилия,
чтобы оторвать прибор от предмета-При помощи указанного при-
способления представляется возмож-
Рис. 111. Схема приспо-
собления для переноски
строительных деталей с
гладкой поверхностью
ным переносить плиты для полов
размерами 30x30 и 50X150 см и ве-
сом 20—40 кг и более (рис. 111).
Работа с вакуум-присасывателем
без подключения его к вакуум-
насосу производится в следующей
последовательности: закрепляется
резиновый присасыватель на штанге
хомутом или шпилькой, при этом от-
верстие 2 (рис. НО,в) в резиновом
патрубке заглушается пробкой; при-
сасыватель прижимается к исследу-
емой поверхности усилием руки на-
блюдателя; обратным усилием оп-
ределяется прочность сцепления по-
верхности исследуемой детали
(штукатурки, облицовочной плитки
и пр.) с основанием или производится подъем детали. При под-
ключении вакуум-насоса к штанге, закрепленной к присасывате-
лю, подключается гофрированный шланг, удаляется заглушина,
прижимается прибор к исследуемой поверхности, включается в
работу вакуум-насос и производятся необходимые проверки проч-
ности сцепления, переноска деталей и др.; по окончании указан-
ных операций отключается вакуум-насос.
Чем больше площадь присасывателя, тем выше давление и
тем больше сила сцепления его с поверхностью. Давление, соз-
даваемое вакуумом, может быть в пределах от нескольких ки-
лограммов до десятка и даже сотни тонн, в зависимости от раз-
меров площадки присасывателя. Для исследования области при-
менения и выбора оптимальных размеров вакуум-присасывателя
были изготовлены и испытаны различные приспособления и при-
боры, отличающиеся между собой габаритами и качеством при-
меняемых материалов.
Хорошими присасывающими свойствами отличаются резино-
вые вакуум-приборы: они эластичны и хорошо присасываются к
различным материалам, имеющим ровную поверхность, даже без
214
отсоса воздуха .из вакуум-полости. Нажатием на патрубок крыш-
ка вдавливается внутрь, при эт(
дух и силой атмосферного дав-
ления прибор присасывается к
поверхности (рис. ПО, в и 112).
Вакуум-присасыватели мо-
гут быть изготовлены ив лег-
кого металла толщиной 3—
4 мм, резинового уплотнителя
и патрубка диаметром 19—
25 мм, к которому присоеди-
няется вакуум-шланг, идущий к
вакуум-насосу.
Резиновый уплотнитель из
губчатой резины толщиной
15 мм и шириной 15—20 мм
приклеивается специальным
клеем к дюралюминиевому ли-
сту. К патрубку крепится труб-
ка длиной 0,5—1,5 м, а к пос-
ледней — резиновый шланг.
Для производства различных исследований и транспортиро-
вания небольших грузов используются вакуум-насосы произво-
дительностью 0,1—0,4 м?!мин.
В зависимости от назначения прибора резиновые вакуум-при-
сасыватели изготовляются нескольких размеров.
Простейший тип присасывателя (рис. 112) состоит из поло-
сти диаметром 118 мм, обрамляющего кольца шириной 4 мм и
патрубка с наружным диаметром 54 мм. Присасыватель изготов-
ляется из целого куска резины и обтачивается по выбранным
размерам на токарном станке. Формы и размеры вакуум-приса-
сывателя могут быть заданы заводу-изготовителю в зависимости
от потребностей заказчика.
Проведенные исследования показали, что область примене-
ния вакуум-присасывателей довольно широка.
3. ИНВЕНТАРЬ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
Ниже перечислены только основные инвентарь и мелкое обо-
рудование, необходимые для производства работ по ликвидации
дефектов, а также для осуществления лабораторного и строи-
тельного контроля за. качеством конструкций. Многое делается
на месте в соответствии с потребностями производства. Работы
по устранению дефектов укомплектовываются необходимым ин-
вентаром и приспособлениями; когда эти работы выполняются
специализированной группой, необходимое Оборудование являет-
ся принадлежностью такой группы и перемещается вместе с
ней с одного объекта строительства на другой, где производятся
работы по устранению дефектов.
215
К измерительной аппаратуре относятся: мерная посуда на
1, 2, 5 и 20 л, весы тарелочные на 20 кг и технические на 200 г
с гирями, колбы и стаканы, градуированные на 50, 100, 250 и
500 г, бюксы для отбора проб на влажность, технические термо-
метры, ареометры, штангенциркуль, 'металлические линейки,
кронциркуль, глубомер, градуированные и обыкновенные лупы
с 2,5—10-кратным увеличением, металлические формы 7X7X7 и
15X15X15 см.
Для фиксации осадок конструкций контроля за развитием
трещин необходимы: мессуры с приспособлениями к ним, геоде-
зическое оборудова-
ние, струнные стеклян-
ные и другие маяки.
При отсутствии на
достройках указанных
готовых маяков при-
ходится изготовлятыма-
яки на месте из строи-
тельного гипса. Для
этого приготовляют ра-
створ состава: 1 часть
гипса I сорта на 1 часть
песка и наносят на
кладку поперек тре-
щин. До нанесения ра-
створа следует очис-
тить кирпичную кладку
от штукатурки на пло-
щади размером не
,менее 30x50 см. По-
верхность насекается и
очищается от пыли.
Надо иметь в виду, что
трещины на штукатур-
ке не всегда соответ-
ствуют фактическому
положению трещин в
кладке. Гипсовые мая-
ки должны быть шири-
ной 5—6 см и длиной
20 <см. Угловые маяки
Рис. 113. Схемы ус-
тановки гипсовых
маяков
а — одиночных; б«
групповых; в —* уг-
ловых
должны заходить по 20 см в каждую сторону. Длина маяка уточ-
няется на месте в зависимости от характера развития трещины.
Толщина маяка принимается обычно 8—10 мм (рис. 113)-
В журнале наблюдений фиксируются: номер и дата установ-
ки маяка, место- его расположения, первоначальная ширина тре-
щины. Наблюдение за состоянием маяков производится не менее
216
1 раза в сутки. В случае деформации мая<ка рядом с ним уста-
навливается новый маяк, которому придается тот же номер с ин-
дексом; если новый маяк также деформируется, устанавливается
третий маяк со следующим порядковым индексом. При повтор-
ной деформации маяков принимаются меры упрочнения конст-
рукций и предупредительные меры против возможных неожи-
данных осадок или даже обрушений конструкций.
Некоторые здания при нестабилизировавшихоя осадках
подлежат длительным наблюдениям за состоянием трещин. Эти
наблюдения ведутся по маякам и при помощи различных
приборов.
Для простукивания штукатурки потолков применяются инвен-
тарные деревянные палки диаметром 35 мм и длиной 250 см.
Длина палок может быть увеличена для работы в помещениях с
большой высотой. Применение одних и тех же инвентарных па-
лок приучает исполнителей к определенной силе ударов и содей-
ствует точному выявлению дефектных мест в штукатурке и на-
рушений ее сцепления с бетоном. Ударный торец палки обделы-
вается ровно, лишь срезаются фаски по окружности торца. Для
удобства простукивания к палке прикрепляется выносная ручка.
Для предупреждения возможного отслоения штукатурки от
бетона ее закрепляют специальными дюпелями. Для забивки
дюпелей применяют пистолет, выпускаемый в настоящее время
Тульским заводом.
Для приготовления и инъецирования водоцементной смеси не-
обходимы четыре бачка емкостью по- 40—60 л, один из которых
должен иметь отвод с вентилем для соединения с насосом. Ба-
чок, соединяемый с насосом, изготовляется из листовой стали
толщиной 2,5—3 мм, остальные же бачки могут быть изготовле-
ны из обыкновенной кровельной оцинкованной стали. Уровень
цементного раствора в бачке, определяющий расход раствора,
контролируется при помощи градуированной стеклянной трубки,
которая соединяется через выводную трубку с раствором, нахо-
дящимся в бачке. Для работ по инъецированию необходимо так-
же иметь несколько ведер, ящики для хранения цемента по мар-
кам, посуду для приготовления добавок и ускорителей, ящики
для приготовления раствора и бетона и набор штукатурного ин-
струмента для заделки трубок: соколы — 2 шт., ковши — 2 шт.,
терки — 2 шт., полутерки — 2 шт., молоток штукатурный —
1 шт., молотки весом 1 кг — 2 шт., разводной гаечный ключ —
1 шт., рамки 40X40 и 30X30 см с натянутой сеткой для процежи-
вания раствора.
4. АППАРАТУРА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ
ДЕФЕКТОВ
При обследовании дефектов в конструкциях зданий и соору-
жений могут понадобиться различные приборы, приспособления
и лабораторное оборудование. Долголетний опыт обследования
217
конструкции позволил установить и укомплектовать минималь-
ный набор таких предметов, которым должен располагать экс-
перт при проверке состояния конструкций.
Отсутствие на месте обследования даже очень простых, но
вместе с тем крайне необходимых приспособлений не позволяет
произвести в определенный момент необходимые проверки, из-
мерения и фиксацию обследуемых конструкций, без чего снижа-
ются полнота и ценность проверок. Последующие же обследова-
ния не могут восстановить условия, предшествовавшие деформа-
ции или аварии конструкций. Необходимое оборудование не всег-
Рис. 114. Ящик с аппаратурой и приспособлениями для
исследования дефектов
I — шариковый молоток; 2 — то же; 3 — штангенциркуль; 4 — метр стальной складкой;
5 —линейка стальная; 6 —отделение для мелкого инвентаря и инструмента; 7 « отвес;
8 и 9 — зеркала дефектоискателя; 10 — компас; И—лупа измерительная; 12 — лупа
увеличительная; 13 — вакуум-присос; 14 — рулетка складная; 15 —• фонарь электриче-
ский; 16 — фотоаппарат; 17 — запасная пленка; 18 — бинокль; 19 — термометр
218
да имеется на месте в укомплектованном составе. Для устране-
ния этого пробела рекомендуется иметь в специальном ящике
комплект оборудования (рис. 114), в состав которого входят:
шариковые молотки и другие простейшие, проверенные на прак-
тике приборы для полевой оценки прочности бетона в конструк-
циях, •штангенциркуль, металлическая рулетка, линейка сталь-
ная, стальной складной метр, отвес, глубомер, технический тер-
мометр, компас, измерительная лупа с 10-кратным увеличением
и обыкновенная лупа с 2,5-кратным увеличением, с диаметром
чечевицы 12—18 см, бинокль с 8-кратным увеличением,, фотоап-
парат с запасной пленкой, электрический фонарь, дефектоиска-
тель с одним или двумя зеркалами, вакуум-присасыватель.
В набор также входят: перочинный ножик, зубило длиной
10—12 см и весом 250—350 г, молоток весом 500 г, напильник,
наждачная бумага, пластелин, запас овечей, циркуль-измери-
тель. Эти мелкие предметы хранятся в специальном ящике.
Результаты произведенных инструментальных измерений и
проверок заносятся в первичную тетрадь, которая включается в
набор.
Перечисленная аппаратура, приспособления и инструмент
удобно размещаются в ящике, приведенном на рис. 114. Штан-
ги дефектоискателя в разобранном виде помещаются в специ-
альном чехле. Может потребоваться дополнительно посуда:
бюксы, мешочки и алюминиевые стаканы с герметическими
крышками для отбора проб штукатурки, грунта, налетов, высо-
лов и других образцов. Указанная посуда может содержаться в
специальном отделении того же ящика.
5. УДАРНЫЙ ШАРИКОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ
БЕТОНА И РАСТВОРА
Ежегодно большие объемы работ по каменной кладке выпол-
няются в зимнее время. Для строителей и проектировщиков
большое значение приобретает возможность правильного опре-
деления фактической несущей способности каменных конструк-
ций как в стадии первого оттаивания, так и после затвердения
раствора. Это можно сделать при условии организации контро-
ля за прочностью раствора, отобранного непосредственно из
кладки, и установления его марки после оттаивания.
На основании полученной прочности раствора в образцах,
взятых из кладки, представляется возможным установить факти-
ческую прочность каменных конструкций и регулировать темпы
производства работ по возведению зданий в зимнее время.
Для полевой оценки прочности раствора предложен и прове-
рен ударный шариковый прибор. Принцип работы прибора со-
стоит в испытании образцов путем углубления шарика в раствор
под действием ударной нагрузки. В зависимости от глубины по-
гружения шарика устанавливается прочность раствора.
219
Прибор состоит (рис. 115) из основания с направляющей 1
для штока 2 с шариком 3, штанги 4, оканчивающейся вверху
уширенной частью для бойка 5, а внизу сферической формой
для шарика. На штанге нанесены деления через каждые 50 мм.
Рис. 115. Ударный шариковый прибор для оценки прочности
бетона и раствора
а — общий вид прибора; б — положение прибора до удара;- в — положение прибора в
момент удара; г — замер диаметров лунок после испытания
По ней перемещается груз весом 300 а. Для фиксации положе-
ния груза предусмотрено упорное кольцо 6, ограничивающее вы-
соту его падения.
220
6. ШАРИКОВЫЙ МОЛОТОК ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ БЕТОНОВ
Для проверки прочности бетона на строительстве применяют
различные пружинные, ударные и другие пистолеты и приборы.
Широкое распространение получил шариковый молоток (рис.
116), как простой и доступный прибор для оценки прочности бе-
тона непосредственно в конструкциях и сооружениях.
Рис. 116. Шариковый молоток для оценки прочности бетона в
конструкциях и сооружениях
Исследованиями по отбору оптимальных диаметров шариков
для ударной оценки прочности бетона установлено, что наиболее
приемлемым является стальной шарик диаметром 17,463 мм
(ГОСТ 3722-47). Шарик выдерживает нагрузку 15 800 кг. Мо-
лотком, в боек которого впрессован указанный шарик, можно
оценивать прочность бетона от 50 кг/см2 и выше, включая вы-
сокопрочные бетоны. Поскольку удар молотка характеризуется
действием значительной силы, то в месте образования лунки про-
исходят смятие], уплотнение и полное структурное и механиче-
ское разрушение бетона.
При оценке бетонов незначительной прочности — гипсобето-
на, золобетона, слабых тяжелых бетонов марок ниже 50 кг/см2—
происходит не только разрушение бетона в пределах лунки, но и
.деформация бетона вне лунки.
Широкое применение гипсобетонных перегородочных панелей
и необходимость в контроле качества продукции после выгрузки
панелей из сушильных камер потребовали организовать провер-
ку прочности гипсобетона в полевых условиях без вырезки об-
разцов. Для этих целей запроектирован и испытан простой при-
бор в виде шарикового молотка механического действия.
Методика проверки прочности гипсобетона в панелях состоит
.в следующем: закрепляется молоток на курке стойки (рис. 117,
221
а), устанавливается (очерчивается) место, где предполагается
Рис. 117. Шариковый молоток механического действия
а — закрепленный на курке стойки: б — в момент удара
нанести лунку, приставляется плоскость подставки прибора к по-
верхности панели, спускается курок (рис. 117, б) и замеряется
диаметр лунки.
Эти операции повторяются столько раз, сколько наносится
лунок на исследуемую конструкцию.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Глава I. Дефекты и аварии......................................... 7
.1. Причины «происхождения дефектов .............................—
2. Виды дефектов ....................................... -8
3. Основные типы дефектов .....................................9
Глава II. Дефекты при устройстве подземных коммуникаций . . .11
Глава III. Дефекты при устройстве оснований и фундаментов со-
оружений и методы их устранения..................................25
1. Недоучет прочности 'оснований . ....................—
2. Виды дефектов в основаниях зданий и сооружений .... 26
3. Способы упрочнения оснований......................... . . 28
Глава IV,. Дефекты при устройстве подвалов и резервуаров и мето-
ды их устранения ................................. ... 43
1. Влияние подпора грунтовых вод ...... . . —
2. Виды фильтрации грунтовых вод и методы ее устранения . . 44
3. Устранение фильтрации воды из резервуаров ..... 51
4. Радиус распространения раствора под давлением « . . 57
5. Область применения инъецирования бетонов и кладок ... 63
6. Вакуум-инъецирование бетона ................................65
Глава V. Дефекты бетонных и железобетонных конструкций и мето-
ды их устранения ................................................69
1. Виды дефектов в бетонных и железобетонных конструкциях и
методы их устранения ..............................................70
2. Примеры из практики.....................................101
3. Контроль качества бетона ...............................116
4. Многоточечный контроль прочности панелей . . . .121
Глава VI.. Дефекты каменных конструкций и методы их устранения 123
1. Устранение дефектов при неравномерных осадках .... 124
2. Дефекты в облицовке зданий керамическими плитками . . .128
3. Дефекты в облицовке зданий керамическими камнями . . .131
4. Отсыревание стен ........................................ . 137
5. Дефекты зимней кладки и прочие нарушения кладки . . 140
Глава VII. Дефекты штукатурки, облицовки и отделки зданий . . 152
1. Дефекты от большой толщины наметов штукатурки . . .153
2. Дефекты в штукатурке подвесных потолков....................157
3. Дефекты в отделке «помещений . . . ................161
4. Качество наружной отделки зданий и ее долговечность . . 169
223
Глава VIII. Дефекты стальных конструкций и методы их устранения 170
1. Дефекты, вызванные коррозией стали...................... . 171
2. Недостатки и нарушения стальных конструкций .... 173
Глава IX,. Дефекты деревянных конструкций и методы их устранения 178
Глава X. Производство работ по устранению дефектов . . . .182
1. Обследование дефектов и составление проекта усилений конст-
рукций зданий и сооружений ............................... .184
2. Технический осмотр дефектов железобетонных конструкций и
выбор методов устранения дефектов ......................... 186
3. Подготовка дефектных участков к заделке................ 187
4. Цементация дефектов в бетонах и кладках .................188
5. Составы водоцементной смеси, раствора и бетона . . . .191
6. Обслуживание насосов для инъецирования..................193
7. Инъецирование грунта ....................................—
8. Давления, применяемые при инъецировании ..... 196
9. Установка и крепление опалубки в местах бетонирования дефек-
тов .................................................... ..... 197
10. Бетонирование дефектных мест ............................198
11. Отделка поверхности бетона ..............................199
12. Особенности устранения дефектов в зимних условиях . . . 200
13. Опыт замоноличивания швов и стыков в сборных конструкциях 203
14. Оборудование и приспособления для устранения дефектов . 208
Глава XI. Полевые приспособления и приборы для контроля качества
конструкций и обнаружения дефектов..............................210
1. Дефектоискатель . . ...................... —
2. Вакуум-присасыватель ................................ . .213
3. Инвентарь и измерительная аппаратура ...... 215
4. Аппаратура и приспособления для обследования дефектов . 217
5. Ударный шариковый прибор для оценки прочности бетона и
раствора .................................................. 219
6. Шариковый молоток для оценки прочности бетонов . .221