Гроздов - Вопросы строительства зданий после длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ

Введение

Прекращение финансирования строительства многих объектов привело к остановке на них строительно-монтажных работ. При этом, как правило, не было произведено  необходимой консервации конструкций строящихся объектов. В результате недостроенные здания и сооружения подвергаются многократному неблагоприятному воздействию  среды, увлажнению замерзанию и оттаиванию нагреву и охлаждению. Конструкции, не  рассчитанные на такие воздействия, получают различные повреждения. Работы по  строительству были остановлены при разной степени готовности здания или сооружения; от не  дорытого котлована до полностью смонтированного здания без работающей системы  отопления. В таком состоянии эти объекты находятся в течение нескольких лет. В аналогичных условиях оказались старые здания, в которых по каким-либо  причинам прекращены работы по реконструкции. В них могут быть разобраны кровли  перекрытия, может отсутствовать заполнение оконных проемов. В таких зданиях атмосферным воздействием подвергаются стены, оставшиеся конструкции перекрытий, лестниц, грунты оснований. Старые здания с удаленными перекрытиями и перегородками лишены той пространственной жесткости, которую они имели до начала реконструкции.

При возобновлении работ на объектах, строительство или реконструкция которых была прекращена несколько лет назад, возникает ряд сложных проблем пока не  освещенных в технической литературе. К ним относятся:

1) изменение свойств грунтов основания при периодическом воздействии дождевых и талых вод и промерзании грунтов и возникновение в связи с этим больших неравномерных деформаций фундаментов и надземных частей зданий и сооружений,

2) снижение качественных показателей конструкций зданий и сооружений, вызванное атмосферными воздействиями на неподготовленные к ним незаконченные  строительством конструкции.

3) невозможность в ряде случаев получения элементов конструкций, предусмотренных проектом, в связи с прекращением их выпуска;

4) отсутствие части или всей проектной документации на недостроенный объект;

5) изменение назначения объекта после перерыва в строительстве.

Решение этих проблем осложняется отсутствием нормативной базы и достаточного опыта по этим вопросам у строителей. Здесь приходиться руководствоваться в основном нормативными документами по проектированию, возведению и эксплуатации зданий и сооружений и достаточно обширной технической литературой по обследованию зданий и сооружений и усилению строительных конструкций. При решении вопроса о возобновлении строительно-монтажных работ часто  требуется проведение в полном объеме инженерно-геологических исследовании площадки строительства, обследование возведенных конструкций, а в ряде случаев и разработка проекта достройки здания или сооружения с введением, при необходимости, новых  конструктивных элементов.

Автором при обследовании ряда зданий, на которых намечалось продолжения строительства, были выявлены повреждения, общие для одноименных конструкций,  вызванные атмосферными воздействиями на них и изменениями свойств грунтового  основания. Освещение в технической литературе опыта решения всего комплекса задач,  связанных с продолжением строительства после длительного перерыва в строительно-монтажных работах, является актуальной задачей. В работе рассмотрены некоторые  аспекты решения первых двух проблем, перечисленных выше. Глава 1. Влияние длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ на свойства грунтов основания и деформаций конструкций здании и сооружений.

Влияние длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ и свойства грунтов основания и деформации фундаментов и надземных конструкций, зданий и сооружений зависит от вида грунтов, типа конструкций, степени завершенности строительства и продолжительности перерыва в работах.

1.1 Изменение свойств грунтов основания из-за периодического воздействия дождевых и талых воя и сезонного замерзания при длительном перерыве в производстве строительных работ.

Периодическое воздействие дождевых и талых вод на грунты основания повышает их влажность. При отсутствии дренажа, планировки территории и при малой  водопроницаемости грунтов котлован может быть постоянно заполнен водой.

Длительное воздействие воды увеличивает влажность грунтов, снижая несущую способность основания Особенно сказывается это воздействие на глинистых грунтах, консистенция которых может изменится от твердой до текучепластичной Толщина слоя грунта. в пределах которой происходит отрицательное воздействие воды, зависит от водопроницаемости грунта чем ока выше, тем больше толщина слоя, в ко горим от длительного увлажнения будут ухудшаться механические свойства грунта

Г другой стороны, степень ухудшения механических свойств грунта тем выше, чем меньше его водопроницаемость Так, плетью глины твердой консистенции при  длительном воздействии воды становятся текучепластиночными, но толщина слоя глины, в  пределах которой изменяется консистенция, будет незначительной Грунты дна котлована, в котором не возведены фундаменты, изменяют свои  свойства не только из-за переувлажнения дождевыми и талыми водами, но и из-за проявления упругих деформаций грунтов основания после разгрузки от природного давления, а также действия гидростатического давления подземных вод

Отрицательное влияние на свойства грунтов основания сказывают периодические сезонные замораживания грунтов, особенно пучинистых. Длительное воздействие  атмосферных вод в котловане является разрушительным при наличии в основании ленточных глин, если котлован был отрыт не на полную проекторную глубину, то влияние длительного перерыва в работах на грунтах основания будет не таким значительным. Как при его полной готовности.

1.2 Деформации конструкция зданий и сооружений из-за неравномерных осадок фундаментов при длительных перерывах в строительных работах.

Изменение механических свойств грунтов   основания из-за длительного воздействия дождевых и талых вод и замораживания пучинистых грунтов приводят к большим  неравномерным осадкам фундаментов и деформациям надземных конструкций. Следует учитывать, что при возобновлении строительства на замерших пучинистых грунтах можно ожидать в летних условиях больших неравномерных осадков. В этом  случае целесообразно начинать строительно-монтажные работы после оттаивания грунтов основания.

Увлажнение грунтов основания атмосферными родичи и промораживания пучинистых грунтов угрожает целостности почти полностью готового здания, если не сделана обратная засылка фундаментов, не выполнена наружная планировка, не закрыты окна подвалов, не включены зимой системы отопления. В настоящее время, как правило, наружное благоустройство выполняется после окончания отделочных работ по зданию и даже после его ввода в эксплуатацию. Недостроенные здания и сооружения на пучинистых грунтах получают  значительные повреждения. В фундаментах, стенах, плитах перекрытия появляются трещины со значительным раскрытием. Автору приходилось наблюдать трещины в кирпичных  недостроенных зданиях с раскрытием в несколько сантиметров. Эти деформации растут с  каждым циклом замораживания и оттаивания грунтов основания и после нескольких лет перерыва в строительных работах могут привести в полную непригодность построенную часть здания

Неравномерные деформации основания нарушают стыки сборных элементов здания или сооружения. При этом может произойти разрушение закладных деталей и сварных швов в стыках, а также местное раздавливание бетона. При неравномерной осадке колонн каркасного здания со статически  неопределенными рамами в элементах рамы появляются дополнительные усилия В месте  присоединение ригеля к стойке, получившей большую осадку, чем соседняя уменьшается изгибающий момент и даже возможна смена его знака. В стойке при этом несколько  уменьшается и продольное сжимающее усилие.  Наоборот, в месте присоединении ригеля к стойке, получившей меньшую осадку, чем соседняя, изгибающий момент увеличивается, что может привести к разрушению сжатой зоны бетона или большему раскрытию трещин в растянутой зоне ригеля. В стойке происходит некоторое увеличение сжимающего  усилия

Следует отметить, что в процессе освидетельствования конструкций трудно  установить чем вызвана разность в отметках элементов каркаса дефектами изготовления и  монтажа или неравномерностью осадок фундаментов. В связевых каркасах неравномерные осадки фундаментов не могут привести к  значительным дополнительным усилиям в элементах рамы. Однако возможно нарушение целостности закладных деталей, соединяющих ригель с колонной (разрыв сварных швов, вырыв из бетона закладной детали, отрыв закладной детали от ее анкеров). Аналогичные явления наблюдаются и в одноэтажных каркасных промышленных зданиях, где выполнено шарнирное присоединение ригеля к стойке. Свайные фундаменты подвергаются меньшему воздействию увеличения влажности грунтов основания и его замораживания. Следует лишь провести новый расчет висячих свай с учетом понижения сопротивления грунта по боковой поверхности свай в пределах слоя грунта, на который оказали отрицательное воздействие атмосферные осадки.

Если свайный фундамент простоял длительное время без нагрузки надземной  частью здания, то при наличии пучинистых грунтов необходимо проверить сваи на  действие касательных сил пучения за счет смерзания верха сваи с грунтом, так как в этом  случае касательным силам пучения противодействует только сопротивление сваи  выдергиванию.

Если силы сопротивления сваи выдергиванию будут преодолены касательными  силами пучения, то свая каждую зиму будет подниматься вверх, а летом не полностью опускаться вниз, это приведет к снижению несущей способности свай. Если ростверк лежит непосредственно на пучинистых грунтах, то может произойти его отрыв от свай Строительство здании может прерваться, когда нагрузки на фундамент  неравномерны. Это происходит в тех случаях, когда здание по длине возведено на различную высоту, при этом перепад высот может оказаться большим, чем это предусмотрено нормами  производства работ /46/.Встречаются перепады в два-три этажа. В этом случае даже если не произойдет существенного изменения свойств грунтов в период длительного перерыва в работах, после возобновления строительства разница в осадках фундаментов более или менее достроенных участков здания окажется значительной. Там, где к моменту перерыва в работах была меньшая нагрузка на фундаменты, осадки после окончания строительства будут больше, произойдет деформация перекоса здания (ряс 1.2), что может потребовать выполнения конструктивных мероприятий по уменьшению чувствительности здания к неравномерным осадкам.

В реконструируемых зданиях глубина залегания подошвы фундаментов ниже пола подвала обычно составляет 0,5...0,7 м. В процессе реконструкции здание обычно не  отапливают, а окна подвалов оставляют открытыми. В этих условиях зимой грунты под  подошвой фундаментов промерзают. Если в основании фундаментов залегают пучинистые грунты, то это может привести к значительным деформациям надземных частей здания, которые будут нарастать с каждым циклом замораживания и оттаивания грунтов так же, как и в недостроенных зданиях.

Глава 2. Влияние длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ на качественные показатели строительных конструкций.

2.1.Изменение качественных показателей строительных материалов при длительном воздействии на них атмосферных осадков и сезонных колебаний  температуры.

Материал конструкций в недостроенном здании испытывает воздействие  атмосферных осадков, сезонных колебаний температуры в условиях, отличных от воздействия этих факторов на конструкции эксплуатируемых зданий. Многие конструкции недостроенных зданий подвергаются прямому  периодическому воздействию атмосферных осадком а замерзанию в насыщенном водой состоянии. При определенных условиях сила воздействия этих факторов во много раз превышает  силу их влияния при нормальной эксплуатации здания.

2.1.1. Изменение качественных показателей бетона открытых бетонных конструкций.

Под действием внешней среды в бетоне может происходить коррозия трех видов /5/. Коррозия I вида возникает в бетоне при действии мягких вод, когда составные  части цементного камня растворяются и уносятся водой, особенно при фильтрации ее через бетон.

К коррозии 2 вида относится те ее процессы, которые развиваются в бетоне при действии вод, содержащих химические вещества, вступающие в реакцию с составляющими цементного камня. Продукты реакции при этой либо растворяются и уносятся водой, либо остаются на месте реакции аморфной массой, не обладающей вяжущими свойствами.

При коррозии 3 вида в порах и капиллярах бетона происходит накопление  малорастворимых солей, кристаллизация которых вызывает возникновение значительных  напряжений в бетоне и приводит к разрушению структуры бетона. В естественных условиях один из видов коррозии обычно является ведущим.