Техническая эксплуатация зданий и сооружений

Методом, обеспечивающим усиление слабого, пониженной прочности или частично разрушенного фундамента, является наращивание фундамента бетоном и железобетоном. Такой метод наилучшим образом пригоден для ленточных и столбчатых фундаментов.

Способ усиления фундаментов выбирается в зависимости от величины и характера нагрузок, грунтовых и гидрологических условий площадки, конструктивных особенностей фундаментов и всего здания в целом (табл. 3.3).

Наиболее широко применяется усиление фундаментов железобетонными обоймами, устраиваемыми как без увеличения фундамента и без увеличения площади подошвы, так и с ее увеличением. Обойма выполняется на всю или часть высоты фундамента. Обоймы могут быть бетонные и железобетонные, охватывающие усиливаемый фундамент и обжимающие его при усадке бетона. Для обеспечения сцепления бетона обоймы и существующего фундамента поверхность последнего очищается, обрабатывается для придания шероховатости; у бутовых фундаментов расчищаются швы.

Основные причины неудовлетворительного состояния фундаментов зданий

Основные методы восстановления и усиления фундаментов эксплуатируемых зданий.

При необходимости дополнительного усиления сцепления устраиваются шпуры (перфораторами), в которые заделываются анкерные стержни (см. рис.5).

Рис. 5. Уширение опорной площади ленточных фундаментов устройством приливов из бетона с установкой металлических балок и штырей: 1 - усиливаемый фундамент; 2 - кирпичная стена; 3 - приливы из бетона; 4 - металлические балки, устанавливаемые в пробитые отверстия; 5 - металлические штыри из арматурной стали; 6 - металлические балки, закрепляемые на сварке к поперечным балкам; 7 -зоны уплотненного грунта

В ленточных фундаментах противоположные стенки обоймы соединяются анкерами или балками. Для бетонных обойм применяют бетон класса не ниже В12,5 с мелким гравием, хорошо подвижный. Уплотнение бетонной смеси производят игловибратором или простым штыкованием. Усиление фундаментов производят захватами длинной 1,5 - 2 м, для исключения нарушения устойчивости слабой безрастворной (ослабленной) кладки фундаментов. Работы выполняют на 2 - 3 захватках. Усиление и укрепление тела бутовых и кирпичных фундаментов осуществляется также инъецированием цементным и силикатно-полизацианитным раствором, торкретированием бетоном. Данный метод позволяет с наименьшими затратами материалов восстановить тело фундамента без увеличения сечения (рис. 6-8).

Рис. 6. Закрепление бутовой (кирпичной) кладки фундамента цементацией и силикатно-полизацианитным раствором: 1 - усиливаемый фундамент; 2 - инъекторы для нагнетания жидкого цементного раствора; 3 - наплывы раствора; 4 - кирпичная стена

Рис. 7. Устранение разрыва лен-точного фундамента цементным раствором: 1 - усиливаемый фундамент; 2 - разрыв фундамента вследствие морозного пучения и просадки грунта основания; 3 - жидкий цементный раствор; 4 - инъекторы; 5 - непучинистый грунт; 6 - кирпичная стена

Рис. 8. Закрепление бутовой (кирпичной) кладки фундамента торкретбетоном: 1 - существующий фундамент, имеющий расслоение бутовой (кирпичной) кладки; 2 - набрызг бетонной смеси под высоким давлением; 3 - торкретированная поверхность фундамента; 4 - цемент-пушка для набрызга бетонной смеси;5- кирпичная стена; 6 - вскрытый пазух фундамента

При наличии перегруженного грунта основания может возникнуть необходимость изменить тип фундамента. Например, вместо столбчатых отдельных фундаментов произвести переустройство их в ленточные, или ленточные фундаменты превратить в сплошную плиту в зданиях с подвалами. Под дополнительную ленту или плиту до несущего грунта насыпается гравий или укладывается тощий бетон. Грунт вблизи фундамента можно вынимать только отдельными участками. В качестве дополнения к фундаменту устраивают буронабивные сваи небольшого размера. Их разгружающая способность такая же, как и у дополнительных фундаментов.

Последовательность работ по усилению фундаментов с уширением подошвы должна быть следующая:

-фундамент отрывается участками с обеих сторон;

-пробиваются отверстия для пропуска металлических балок и арматурных элементов; после их установки отверстия тщательно заделывают мелкозернистым бетоном;

-для сборных железобетонных приливов заделываются анкеры либо пропускаются стяжные шпильки;

-поверхность существующих фундаментов очищается от грязи металлическими щетками, продувается струей сжатого воздуха и перед укладкой монолитного бетона обильно смачивается водой или цементным молоком;

-уплотняется грунт основания в местах расположения приливов:

-устанавливается арматура, опалубка и укладывается бетон.

3.4 Ремонт и усиление перекрытий

Современное состояние перекрытий зданий старой постройки определяется сроком и условиями эксплуатации. Загнивание деревянных элементов и коррозия металлических наиболее распространены в санузлах и местах примыкания к наружным стенам, в чердачных перекрытиях - в зонах протечек кровли и нарушения температурно-влажностного режима чердачного помещения. Для железобетонных перекрытий крупноблочных и крупнопанельных зданий чаще всего характерны такие дефекты, как сверхнормативные прогибы, трещины в плитах размером на комнату, выпадение раствора из швов между плитами перекрытия. Однако в подавляющем большинстве случаев эти видимые дефекты не представляют опасности.

Процессы, связанные с восстановлением, усилением или заменой перекрытий, имеют ряд особенностей:

- невозможность обеспечить высокий уровень механизации работ;

- необходимость выполнения работ в условиях стесненного (сохраняемого конструкциями перекрытия и стенами) фронта;

- высокая трудоемкость комплекса подготовительных работ (пробивка штраб, гнезд, борозд в несменяемых конструкциях здания);

- сложность устранения погрешностей в проекте (прежде всего в определении проектных размеров деталей, конструкций, элементов), приводящих к необходимости срубки (срезки) фрагментов конструктивных элементов, устройства монолитных вставок и перебивки гнезд, борозд и пр.

Общая тенденция проектирования мер по восстановлению, усилению или замене перекрытий характеризуется:

- максимально возможной индустриализацией ремонтно-строительных работ (применение конструкций высокой заводской готовности);

- переходом на более долговечные (железобетон, металл вместо дерева) и огнестойкие (железобетон вместо дерева и металла) материалы;

- широким применением современных грузоподъемных механизмов.

Объем капитального ремонта перекрытий, необходимость полной или частичной замены конструктивных элементов выясняется в процессе инженерно-технических изысканий. При полной смене перекрытий в здании чаще всего используются крупноразмерные сборные железобетонные элементы, монтируемые с помощью крана. Их можно разделить на две группы: конструкции, применяемые в новом строительстве, и конструкции, специально спроектированные и изготовленные для ремонта. Общее для обеих групп - высокая степень заводской готовности изделий, требующая минимальных затрат для отделки потолков и устройства полов.

При выборочной смене перекрытий используются средне- и малоразмерные железобетонные элементы. Наиболее распространены при выборочной замене перекрытий конструкции из балок различного сечения, сборно-монолитные и монолитные перекрытия. В первом варианте пространство между балками заполняется бетонными или керамическими элементами, укладываемыми по нижним полкам балок. Балки имеют один шаг (750 - 1200 мм) и пролет до 6 м (с интервалом 0,5 м). Общая толщина перекрытий может достигать 420 мм, полы дощатые, потолки штукатурятся по сетке или подшиваются сухой штукатуркой по рейкам. Общий недостаток балочных перекрытий - необходимость расположения балок с постоянным шагом. Поскольку часть балок опирается на стену над оконными и дверными проемами, то приходится принимать меры по усилению перемычек.

В настоящее время в нашей стране и ряде западно-европейских стран при замене перекрытий широко используются типовые предварительно напряженные балки таврового сечения и металлические балки из профильного проката, пространство между которыми заполняется сводчатыми легкобетонными пустотелыми блоками или монолитным железобетоном. Данное решение целесообразно при производстве работ в стесненных условиях.

Усиление узлов опирания балок при недостаточной длине опирания производится устройством опорных столиков на колоннах или дополнительных элементов крепления.

Усиление существующих железобетонных многопустотных плит перекрытий чаще всего выполняется методом наращивания сечения, т.е. бетонирования дополнительной железобетонной плиты поверх существующей. Сборные пустотные плиты могут усиливаться с использованием пустот. При этом пробиваются сплошные отверстия в сжатой полке плиты, сквозь которые устанавливается вертикальное армирование усиления и укладывается пластичный бетон на мелком щебне.

При усилении только опорных частей пустотных плит каркасы или жесткая арматура располагаются только в опорной части. Возможно также развитие недостаточной зоны опирания таких плит путем выноса вертикальных арматурных каркасов за торцы плиты с последующим обетонированием расширенной опорной части.

Эффективный способ усиления продольных ребер плит - установка дополнительных арматурных каркасов в швах между плитами с последующим обетонированием.

Технологически усиление железобетонных конструкций включает:

- подготовку поверхностей (снятие защитного слоя бетона, очистка арматуры, продувка сжатым воздухом и увлажнение контактных поверхностей перед укладкой бетона усиления);

- установку арматурных изделий и опалубки;

- укладку, уплотнение бетона (или использование торкретирования, т.е. пневмонабрызга).

При этом особое внимание должно уделяться обеспечению связи существующей и вновь устраиваемой части будущей конструкции перекрытия.

Усиление сборных железобетонных ребристых плит покрытий и перекрытий производится различными конструктивными приемами и материалами разнообразно с выявленными дефектами и экономическими возможностями.

Сборные ребристые плиты покрытия и перекрытия усиливают наращиванием сечения, подведением разгружающих балок из прокатного металла, установкой дополнительных элементов и шпренгельных затяжек (рис. 9-11).

Рис. 9. Усиление ребристых плит наращиванием сечения: 1 - усиливаемые плиты; 2 - монолитный слой бетон; 3 - арматурная сетка; 4-поверхность сцепления монолитного бетона с плитой; 5 - вырубленные участки полок плит с сохранением арматурных сеток; 6 - арматурные гнутые стержни

Рис. 10. Усиление ребристых плит установкой балок из двутавров с подрезками у опор: 1 - усиливаемые плиты; 2 - балка (ферма); 3 - разгружающие балки из двутавра с подрезками на опорах; 4 - опорная пластина; 5 - ребра жесткости; 6 - металлические пластины-клинья для включения разгружающих балок в работу.

Рис. 11. Усиление ребристых плит установкой дополнительной рабочей арматуры в растянутой зоне: 1 - усиливаемые плиты; 2 - дополнительная арматура; 3 - арматура плит, оголенная на участке длиной 100 мм через 1,0 м по длине; 4 - арматурные коротыши длиной 80 - 100 мм; 5 - бетон или раствор; 6 - сварка; 7 - антикоррозийное лакокрасочное покрытие

Усиление узлов опирания плит покрытия и перекрытия при недостаточной длине опирания выполняется:

- при помощи выносных опор - столиков из швеллеров, двутавров, уголков;

- установкой каркаса и бетонированием шва между плитами;

- подпружными системами;

- установкой предварительно напряженных хомутов (рис. 12).

Рис. 12. Усиление опорной зоны ребристых плит установкой предварительно напряженных хомутов: 1 - усиливаемые плиты; 2 - стропильная конструкция; 3 - обрезок швеллера, устанавливаемый на цементно-песчаном растворе; 4 - поперечные хомуты из арматурной стали, установленные в просверленные отверстия и приваренные к швеллеру; 5 - поперечная планка из стальной полосы с отверстиями для хомутов; 6 - гайки для создания предварительного напряжения в хомутах (после натяжения гайки заваривают или устанавливают контргайки)

3.5 Ремонт и усиление сводчатых перекрытий

Наиболее пораженные коррозией стальные балки находятся в местах расположения «мокрых» точек. Ремонт сводчатых перекрытий по стальным балкам не представляет особой сложности и включает в себя следующие работы: очистку нижней полки балок металлическими щетками от ржавчины и оштукатуривание последних по металлической сетке, зачеканивание трещин цементным раствором марки 100. При полностью пораженной коррозией нижней полки стальной балки самый эффективный метод усиления перекрытия - подводка новой стальной балки по расчету под существующую с последующей расклинкой зазора между сводом и верхом подводимой балки стальными клиньями. Перед подводкой балки необходимо установить временное крепление под два пролета существующих сводов и срезать полностью нижнюю полку балки заподлицо со сводом.

Подводимую балку выполняют составной из двух элементов, и стык осуществляют на расстоянии от одной опоры, не превышающем 1/3 пролета. Временное крепление существующего сводчатого перекрытия после полного включения подводимой балки в работу разбирают.

3.6 Ремонт стропильных крыш

Основные причины преждевременного износа кровельного покрытия крыш - их неправильная эксплуатация в зимний период, низкое качество кровельных работ при проведении профилактического или капитального ремонта, конструктивные особенности крыш (наличие пологих ендов, парапетов, выступающих над крышей конструктивных элементов), отсутствие достаточной вентиляции чердачного пространства и т. д. Удовлетворительное состояние покрытия приводит к повышенному влажностному режиму деревянных элементов стропильной системы и чердачного перекрытия и преждевременному их износу. Наиболее распространены следующие дефекты стропильной системы: трещины (расслоение) стропильных и накосных ног, сколы в узловых сопряжениях, прогибы стропильных ног, прогонов, наличие гнили в конструктивных элементах стропил, ослабление болтовых и гвоздевых соединений.

Виды и объемы ремонтных работ должны соответствовать как техническому состоянию самой крыши, так и техническому состоянию основных несущих сменяемых и несменяемых конструктивных элементов здания. Основное назначение крыши здания - защита от влияния атмосферных осадков, особенно дождя, а также поддержание определенного тепловлажностного режима, способствующего продолжительной сохранности конструктивных элементов здания. Виды ремонтных работ во многом зависят от технического состояния кровельного покрытия несущих элементов крыши, сроков их эксплуатации, остаточного срока эксплуатации здания в целом.

Полную замену стропил необходимо производить лишь при достаточном техническом обосновании и при технически неудовлетворительном состоянии несущих элементов или при необходимости полной замены деревянных перекрытий на сборные железобетонные. Разборка крыши на долгий период времени крайне нежелательна, так как приводит к интенсивному износу основных несущих конструктивных элементов здания.

Наиболее часто при ремонте крыш выполняют следующие виды работ:

- частичную смену обрешетки;

- усиление обрешетки путем подшивки с внутренней стороны разгружающей системы, состоящей из досок, уложенных поперек обрешетки, и бруса, уложенного между стропильными ногами и прикрепленного к ним;

- частичную смену отдельных досок в зоне карнизных свесов и ендов;

- замену отдельных участков мауэрлата;

- смену в отдельных местах концов стропильных ног с постановкой «протезов»;

- усиление стропильных и накосных (диагональных) ног нашивкой с обеих сторон досок или установкой стоек, подкосов;

- усиление узлов сопряжения стропильных систем;

- установку дополнительных болтов, скоб, металлических либо деревянных накладок;

- создание эффективной вентиляции чердачного помещения.

Практика эксплуатации покрытых листовой сталью крыш в осенне-зимний период года показала, что подтаивание снега на кровле не происходит при разнице температур наружного воздуха и воздуха чердачного помещения на 2 - 4 °С. При увеличении разницы температур более 4 °С происходит образование наледей и сосулек (рис. 13). Требуемая разница температур достигается как устройством вентиляции чердачного помещения через слуховые окна, вентиляционные прикарнизные и приконьковые продухи, так и обеспечением достаточной теплоизоляции чердачного перекрытия, проходящих по чердаку трубопроводов, вентшахт и коробов.

Рис. 13. Схема таяния снега и льда на кровле и карнизе

В общем случае размеры вентиляционных отверстий определяются рядом достаточно трудно формализуемых факторов (время года, ориентация здания по странам света, характер розы ветров, микроклиматические особенности участка строительства и др.), а также характером исполнения этих отверстий и их положением в чердачном пространстве. Возможны следующие варианты положения вентиляционных отверстий в пространстве чердака:

- непрерывные щели постоянной ширины в софитах карниза (т.е. в горизонтальной подшивке карнизного узла);

- отверстия прямоугольной формы в софитах, расположенные следуя шагу стропильных конструкций (если стропильные «ноги» представляют собой «доску на ребро», то шаг отверстий составляет0,4 - 0,6 м);

- жалюзийные решетки на обоих фронтонах здания;

- отверстия с обеих сторон конька, выполненные в виде непрерывной щели постоянной ширины.

При разнице температур выше установленного показателя необходимо установить источники поступления тепла в чердачное помещение, которыми могут быть недостаточная теплозащита чердачного перекрытия; некачественная теплоизоляция трубопроводов отопления и горячего водоснабжения, вентиляционных каналов, шахт и т.п.

Толщину утеплителя чердачного перекрытия определяют измерением его температуры термометром, погруженным на глубину 2 см. Зависимость температуры утеплителя от температуры наружного воздуха приведена в табл.

Зависимость температуры утеплителя от температуры наружного воздуха

Если выявляется недостаточная теплоизоляция чердачного перекрытия, то производят ее усиление. Для этого выполняют засыпку. Уплотнившуюся засыпку взрыхляют, влажную удаляют или просушивают, а затем восстанавливают. Плитный утеплитель проверяют на влажность и при необходимости заменяют сухим материалом. Если уплотнитель не обеспечивает необходимую теплозащиту, то увеличивают толщину слоя; у наружной стены слой должен быть больше, чем в пролете. Для предохранения слоя теплоизоляции от разрушения по чердаку укладывают ходовые доски. Теплоизоляцию трубопроводов инженерного оборудования регулярно проверяют и ремонтируют. Двери и люки чердачного помещения утепляют и оборудуют эффективными уплотняющими прокладками.

Жилые дома старой постройки иногда имеют очень сложную конфигурацию в плане, что осложняет нормальную эксплуатацию кровельного покрытия, особенно в осенне-зимний период. Наличие выступающих парапетов, массивных ограждений кровель, множество выступающих выше кровли элементов инженерного оборудования, заниженный уклон кровель, пологие ендовы, отсутствие достаточно эффективной вентиляции чердачного пространства предопределяют преждевременный износ как самого кровельного покрытия, так и деревянных элементов стропильной системы и чердачного перекрытия.

3.7 Ремонт лестниц

Наиболее повреждаемые элементы лестниц - ступени, площадки и перила. Ремонт несгораемых лестниц включает в себя замену отдельных элементов (ступеней, косоуров, площадочных балок), заделку выбоин в ступенях и на площадках, укрепление или замену перил. При ремонте и замене элементов лестниц работы ведут сверху вниз (спускаясь), при устройстве новой лестницы - снизу вверх. Выбоины и трещины в бетоне тщательно очищают от грязи, промывают водой и заделывают цементным раствором с последующим железнением места заделки. Края больших выбоин обязательно разделывают под углом к поверхности, обеспечивая сопряжение типа «ласточкин хвост».

Металлические перила укрепляют путем расклинивания стоек в расчищенных гнездах металлическими клиньями с последующей заливкой гнезд цементным или полимерцементным раствором. Новые части деревянного поручня, устанавливаемые вместо отсутствующих или вышедших из строя, соединяют с помощью потайных болтов к металлической раме перил.

При замене косоуров устанавливают временный косоур для вывешивания ступеней. При замене площадочных балок косоуры и площадки вывешивают на временных стойках и прогонах. При замене отдельных железобетонных ступеней вышележащие ступени временно закрепляют, чтобы не допустить их сползания. Затем удаляют поврежденную ступень и устанавливают на растворе новую.

Ремонт деревянных лестниц заключается, как правило, в полной замене отдельных маршей и площадок, замене отдельных элементов (ступеней), укреплении или замене стоек и поручней. Вновь устанавливаемые подступенки и проступи заводят в пазы тетив с нижней стороны марша, начиная с нижней ступени.

Заключение

Продолжительность безотказного функционирования здания или сооружения вплотную зависит от условия грамотного осуществления мероприятий технического обслуживания и ремонта. Продолжительность безотказной работы элементов здания, его систем и оборудования неодинакова.

При определении нормативных сроков службы здания принимают средний безотказный срок службы основных несущих элементов -- фундаментов и стен. Срок службы других элементов может быть меньше нормативного срока службы здания. Поэтому в процессе эксплуатации здания эти элементы приходится заменять, возможно, несколько раз.

Изнашивание зданий и сооружений заключается в том, что отдельные конструкции и здания в целом постепенно утрачивают свои первоначальные качества и прочность. Определение сроков службы конструктивных элементов -- сложная задача, так как результат зависит от большого количества факторов, влияющих на износ.

Задачей мероприятий технической эксплуатации зданий является устранение физического и морального износа конструкций и обеспечение их работоспособности. Надежность элементов обеспечивается при выполнении комплекса мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий.

При замене отдельных элементов их безотказность повышается, но не достигает первоначальной, так как в конструкциях всегда существует остаточный износ элементов, которые в течение всего срока эксплуатации не меняются.

Список используемых источников

1. Анализ причин аварий зданий и сооружений и пути повышения их надежности. Научная статья. Авторы: Леденев Виктор Васильевич, Однолько Валерий Григорьевич.

2. ВСН 58-88. Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания зданий, объектов коммунального и социально-культурного назначения. Нормы проектирования

3. ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.

4. Техническая эксплуатация зданий: учебник / Г.А. Порывай. - М.: Стройиздат, 1990. - 369 стр.

5. ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

6. ПОТ РО-14000-004-98. Положение. Техническая эксплуатация промышленных зданий и сооружений.

7. ГОСТ 27751-2014 Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований

8. ТКП 45-1.04-78-2007. Техническая эксплуатация производственных зданий и сооружений. Порядок проведения.

9. Капитальный ремонт жилых зданий. - М.: Стройиздат, 1990. - 207 стр.

10. МДС 13-20.2004 Комплексная методика по обследованию и энергоаудиту реконструируемых зданий. Пособие по проектированию

11. Оценка технического состояния зданий. Авторы: В. М. Калинин, С. Д. Сокова. Издательство: Инфра-М Год: 2006. Страниц: 268

12. Техническая эксплуатация и ремонт зданий и сооружений: учеб. пособие / С. И. Рощина [и др.]; Владимирский гос. ун-т. - Владимир: Изд-во Владимирского гос. ун-та, 2009. - 200 стр.

13. Реконструкция и техническая реставрация зданий и сооружений. Автор: Юдина А.Ф. Издательский центр "Академия", 2010 г., 320 страниц

14. Реконструкция и реставрация зданий. Автор: Федоров В.В. Учебник. - М.: ИНФРА- М, 2003 - 208 стр.

15. Расчет остаточного ресурса строительных конструкций зданий и сооружений. Научная статья. Автор: Шматков С.Б.

16. Техническая эксплуатация зданий и сооружений. Авторы: Комков В.А., Рошина С.И., Тимахова Н.С. Учебник для средних профессионально-технических учебных заведений, 2005 - 288 стр.

17. Техническая эксплуатация зданий. Автор: Порывай Г.А. Издательство: М.: Стройиздат,1990 - 368 стр.

18. Федеральный закон "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" от 30.12.2009 N 384-ФЗ (последняя редакция)

19. Эксплуатация, ремонт и обслуживание зданий и сооружений: учеб. пособие / С.И. Рощина, В.И. Воронов, В.Ю. Щуко: Изд-во ВлГУ, 2005. - 108 стр.

20. Эксплуатация жилых зданий: справ. Пособие / Э.М. Ариевич. - М.: Стройиздат, 1991. - 511стр.

Размещено на Allbest.ru