Работу основания под действием длительных, нагрузок от сооружений было бы неправильно характеризовать одним лишь процессом уплотнения грунта, внешне проявляющимся в виде осадки сооружения. Наряду с уплотнением грунта в основании происходят и более сложные явления, приводящие к изменению прочностных свойств грунта. Установлено, что все процессы в основании как качественно, так и количественно зависят от времени действия нагрузки, ее интенсивности и ряда других факторов.

Исследование природы деформаций глинистых грунтов показало, что их прочность определяется прочностью и числом связей между слагающими грунты частицами в единице объема. Эти связи между частицами рассматриваются как сцепление, разделяющееся на две части. Ту часть сцепления, которая отображает способность частиц глинистого грунта вступать во взаимодействие между собой вследствие проявления молекулярных сил и интенсивность которой зависит от характера частиц и расстояния между ними, называют первичным сцеплением. Вторая часть сцепления показывает суммарное влияние на прочность грунта многообразных процессов изменения физического состояния, минералогического и химического состава грунта, протекающих в стадии диагенеза, и названа сцеплением упрочнения.

Первичное сцепление при перемещении частиц сохраняется, постоянно уменьшаясь при удалении частиц друг от друга (пучение, набухание грунта) и возрастая при их сближении (уплотнение грунта). Сцепление упрочнения в процессе движения частиц проявляться не может, наоборот, движение частиц может начаться лишь послеустранения влияния сцепления упрочнения. Таким образом, несущая способность грунтов оснований при длительном обжатии их нагрузкой повышается, вероятно, вследствие увеличения лишь первичного сцепления. Однако сцепление между глинистыми частицами осуществляется не только в результате взаимодействия между ними при непосредственном контакте в точках со слабыми или нулевыми гидратациями, но и. под влиянием сил взаимодействия между поверхностью частиц: катионами диффузных слоев и анионами почвенного раствора. Не исключено также участие в возникновении сцепления ориентированных диполей воды, водородные концы которых могут создавать так называемые водородные связи. Участие диполей воды в образовании сил сцепления можно объяснить особенностями влияния связанной воды на сцепление в грунте, а также анализом тиксотропных явлений. Сцепление упрочнений подразделяется на тиксотропное и цементационное. Первое из них является обратимым, второе — необратимым.

Дополнительная информация: внедрение новых систем энергообеспечения и электрооборудования, как и замена старых, требует составления детальной технико-экономической документации, что и подразумевает разработка АСУТП - электромонтажные работы Челябинска осуществляются в основном квалифицированными инженерами компании ПромМонтажАвтоматика, которая также занимается системами тепло-, водоснабжения, вентиляции и автоматизацией производств.

В настоящей главе представлены результаты исследований (выполненных совместно с А. Г. Ройтманом) состояния оснований и фундаментов гражданских зданий различного срока службы и этажности, подвергавшихся надстройке. Для начала составляется специальная диаграмма, построенная по результатам анализа этажности надстраиваемых зданий и числа надстроенных этажей за 1931—1941 гг. и послевоенный период в Москве. Из сравнения следует, что если раньше надстраивались один-два этажа, то в послевоенные годы преобладает надстройка трех этажей. Этому способствовало совершенствование методов расчета оснований и накопление опыта реконструкции. До 1941 г. в основном надстраивались 2—4-этажные дома, в послевоенные годы начинают появляться надстройки 5—6-этажных зданий. В последнее время осуществляются надстройки даже семиэтажных зданий (ввиду малочисленности на диаграмме они не показаны), что связано с повышением уровня механизации работ и широким внедрением лифтов.

Известны случаи, когда дома в Москве надстраивались за период эксплуатации дважды. Так, 2-этажный дом № 16А на Верхней Красносельской ул. надстроен в общей сложности пятью этажами: сначала двумя, а затем тремя. Четырьмя этажами надстроены трехэтажные дома: ул. Ермоловой, д. 4 (надстроен один, затем еще три этажа); Цветной бульвар, д. 32 (дважды надстраивался двумя этажами); Раушская наб., д. 8 (надстроено три этажа, а затем еще один). Имеются данные о трехкратной надстройке зданий. Примерами такого смелого эксперимента могут служить одноэтажный дом № 6 по ул. Горького, надстроенный шестью этажами (сначала одним, потом тремя и еще двумя этажами), и двухэтажное здание по Суворовскому бульвару (д. 8/3), надстроенное четырьмя этажами (одним, двумя и снова одним этажом). Известны примеры надстроек в нашей стране четырехэтажных домов четырьмя и даже семью этажами.

В Москве преимущественно надстраиваются здания со сроком эксплуатации до 50 лет. При этом преобладающий срок службы надстраиваемых зданий составляет 20—30 лет (37% надстроенных строений). Достаточно высок процент (около 8%) надстройки жилых домов со сроком эксплуатации до 10 лет. Обычно считается, что надстройка целесообразна, когда оставшийся срок эксплуатации здания составляет не менее 20—25 лет. При этом одним из решающих факторов, определяющих возможность реконструкции здания с повышением нагрузок, является состояние его фундаментов. Износ материала фундамента в значительной степени зависит от срока его службы. Анализ материалов обследования фундаментов более 800 строений в Москве, выполненный Мосжилнии-проектом, показывает, что износ фундаментов происходит интенсивно в первый период эксплуатации (20—30 лет) и затем после 90—100 лет службы здания.

Дополнительная информация: не слишком практичный и сложный в обслуживании паркет быстро сменился многофункциональным и разноплановым в плане цветовых гамм ламинатом. На сегодняшний день ламинат Quickstep Arte пользуется наибольшей популярностью не только из-за высоких качественных характеристик, но и из-за современного дизайна.

Основными видами разрушений фундаментов являются механические повреждения и коррозия. Причиной механических повреждений фундаментов может быть неравномерная осадка здания, способствующая появлению трещин и изломов в фундаментах. Как правило, статическая нагрузка от веса сооружения на фундаменты даже при некоторых перегрузках не приводит к полному разрушению фундаментов, а только снижает их жесткость, сопровождающуюся образованием и развитием трещин. Но динамические воздействия — вибрация механизмов, влияние транспорта, ударные нагрузки от промышленного оборудования, а также от забивки свай или шпунта вблизи эксплуатируемых зданий — могут вызвать расслоение бутобетонной кладки и выкрашивание раствора из ее швов, растрескивание бетонных или железобетонных фундаментов. Причинами коррозии материала фундамента обычно являются: агрессивное воздействие подземных и сточных промышленных вод (для бутовых фундаментов из рваного камня на растворе, а также для бетонных и железобетонных фундаментов); блуждающие токи, вызывающие коррозию арматуры и разрушение бетона в железобетонных фундаментах; колебание уровня подземных вод, приводящее к обнажению деревянных свай и загниванию их в месте примыкания к ростверку.

Случаи гниения и разрушения свай с последующей аварийной деформацией зданий неоднократно наблюдались в Москве, Ленинграде, Риге и других городах при резком понижении подземных вод, вызванном строительством линий метрополитена, прокладкой подземных коммуникаций и другими причинами. Однако когда деревянные сваи постоянно находятся в воде, срок их службы составляет 150—200 лет и, следовательно, их наличие в фундаментах не может быть причиной запрещения надстройки или реконструкции зданий с увеличением нагрузок.

Как правило, фундаменты зданий имеют настолько хорошее состояние, что позволяют надстройку в несколько этажей без их усиления. Исследование причин строительных аварий показало, что ими чрезвычайно редко является недостаточная несущая способность материала фундаментов эксплуатируемых зданий или их износ. Обычно уже при визуальном обследовании зданий, намечаемых к реконструкции или надстройке, можно определить прочность материала фундамента. Применение электрофизических и ультразвуковых методов позволяет получить более достоверные данные. Как показал опыт обследований, запрещение надстройки или реконструкции зданий было вызвано в основном: наличием в здании бутовых фундаментов, выполненных на известковом, цементно-известковом или цементном растворе; низкой прочностью раствора (в 12% зданий) или значительным его выщелачиванием (в 18% зданий); механическим повреждением фундаментов ('в 2% зданий).

Дополнительная информация: задача любого работодателя и домовладельца создать комфортный микроклимат в офисе, жилом или промышленном помещении соответственно. В связи с этим важную роль играет обеспечении качественной системы воздухообмена. Трубки для кондиционирования являются самым распространенным материалом, используемым при монтаже вентиляционных систем с целью обеспечения циркуляции воздуха.

Е. В. Поляков и В. К. Соколов, обобщая большой опыт реконструкции жилых зданий, предлагали определять сопротивление грунтов основания с учетом его опрессовки во время эксплуатации, руководствуясь результатами всестороннего обследования состояния существующего сооружения и свойств грунтов его основания. Для предварительных расчетов, определяющих возможность надстройки зданий, новое допускаемое давление на уплотненные грунты основания они рекомендуют определять по формуле где используются такие значения, как коэффициент увеличения сопротивления грунта, зависящий от отношения фактического давление на грунты оснований до надстройки; нормативное (расчетное) сопротивление грунта основания, определяемое как для нового строительства, МПа. Если новое фактическое давление оказывается больше, то рекомендуется расширение подошвы, искусственное усиление оснований или облегченные надстройки. При введении повышающих коэффициентов к значению допустимого давления при проектировании фундаментов реконструируемых зданий (исходя только из срока их службы и фактического давления на грунты оснований до реконструкции), несмотря на простоту и наглядность, не решается полностью проблема безопасной эксплуатации зданий, так как при этом не учитываются возможные деформации. Кроме того, не принимаются в расчет предельно допустимые осадки для данного типа реконструируемого здания, а также его способность сопротивляться неравномерным осадкам.

Дальнейшая разработка методики проектирования оснований реконструируемых зданий должна вестись с учетом указанных обстоятельств и базироваться на принципе расчета оснований по двум группам предельных состояний (несущей способности и деформациям), создающим препятствия для нормальной эксплуатации зданий). С этой целью необходимо исследовать состояние оснований и фундаментов большой группы реконструированных зданий, чтобы выявить следующие закономерности:
- изменение давлений на грунты оснований после реконструкции зданий;
- полноту использования при проектировании прочностных и деформационных свойств грунтов основания;
- сущность процессов, происходящих в грунтах основания при длительной их загрузке;
- фактическое уплотнение грунтов в основании реконструируемых зданий; деформации зданий до реконструкции и после нее, а также их долю от предельно допустимых деформаций зданий.

Дополнительная информация: не следует самостоятельно выбирать и покупать сложную сварочную технику, не имея тесного опыта работы с ней или плохо разбираясь в современных моделях и производителях. Всем известно о том, что аппарат сварочный инверторный имеет множество преимуществ перед оборудованием трансформаторного типа, однако, еще придется выбрать между отечественным и иностранным производителем, а здесь уже есть свои нюансы.

Минимальная плотность размещения фундаментов для зданий составляет 10—12%, максимальная достигает 120%, когда фундаментом служит сплошная плита, выходящая за габариты здания в плане. Данные о средней плотности размещения фундаментов по годам постройки, приведенные ниже, показывают, что эта величина для зданий, построенных до 1950 г., постепенно снижается. Следовательно, с накоплением опыта проектирования и строительства размеры фундаментов в зданиях уменьшались, а несущая способность грунтов оснований использовалась в большей, чем раньше, степени. Анализ плотности размещения фундаментов для зданий различной этажности позволяет отметить следующее:

- плотность фундаментов для зданий на глинистых грунтах оказалась меньше, чем для зданий на песках;

- подавляющая часть надстраиваемых зданий (от двух до пяти этажей включительно) имеет суммарную площадь фундаментов, равную 30—42% площади застройки (площади здания в плане).

Учет расположения и взаимного влияния фундаментов в зданиях имеет большое значение для характеристики работы оснований. При удалении фундаментов друг от друга основания работают на каждом участке самостоятельно и, наоборот, можно предположить, что при какой-то степени сближения фундаментов основание под всем зданием работает совместно, и здание можно представить возведенным на плите. Анализ картины распределения вертикальных напряжений по модели двух близко расположенных фундаментов приводит к выводу, что характер распределения напряжений оказывается таким же, как и для одного фундамента с шириной, равной сумме ширин двух соседних фундаментов. Исследования развития осадок поверхности грунта вблизи зданий, расположенных на мощной толще сильносжимаемых озерно-ледниковых и послеледниковых отложений (Ленинград), позволили установить значительную распределительную способность слабых грунтов оснований, которую необходимо учитывать при реконструкции или надстройке зданий. В процессе наблюдения за грунтовыми марками вблизи двух одинаковых 12-этажных корпусов, устроенных на сплошных фундаментных плитах с размером в плане 94X13,7 м со средним давлением по их подошве 0,15 МПа, зафиксировано перемещение марок и плит на расстоянии 32 м от здания, т. е. более чем на 2,3 ширины фундамента.

Дополнительная информация: вопреки распространенному мнению строительство собственного загородного дома обходится в большинстве случаев гораздо дешевле квартиры. Именно поэтому строительство коттеджей в Оренбурге за последний год возросло в несколько раз. Эксплуатация же частного дома обходится гораздо выгоднее, чем многокомнатная квартира в центре города или на окраине.

Состояние фундаментов и сроки службы зданий промышленных предприятий зависят от специфических условий эксплуатации. Обследование (В. И. Феклин, В. К. Шаламов, 1976 г.) более 20 действующих предприятий алюминиевой промышленности (Уральского, Братского, Днепровского, Сумгаитского алюминиевых заводов и т. п.) позволило выявить две группы причин, влияющих на продолжительность службы фундаментов промышленных сооружений. Одна из них связана с разрушением материала подземной части здания, другая — с деформациями основания. В 38 случаях преждевременного разрушения фундаментов 42,1% было вызвано причинами первой группы, 50% — второй и только 7,9%—другими причинами. Чаще всего материал фундаментов разрушается в результате попадания на него агрессивных технологических растворов: кислот, щелочей, смазочных материалов и масел и т. п. Попеременное замораживание и оттаивание грунта вызывает сильную коррозию бетонных фундаментов под холодильными установками. Повреждение материала фундаментов нередко связано также с нарушением режима работы оборудования, его динамическими воздействиями, влиянием электрокоррозии. Все эти обстоятельства необходимо учитывать при подготовке к реконструкции промышленных сооружений, технологический процесс которых предусматривает использование агрессивных растворов. Опыт эксплуатации зданий позволил установить расчетные сроки эксплуатации фундаментов, принятые в зависимости от категории здания.

Однако усредненные сроки эксплуатации не являются техническими сроками службы фундаментов. В нормальных условиях эксплуатации физико-механические качества материалов, из которых выполнен фундамент, за расчетный срок практически изменяются мало, поэтому расчетный срок эксплуатации не характеризует долговечность фундаментов.

Дополнительная информация: в последние годы большое популярностью стали пользоваться загородные дома класса люкс, так как это не только престиж, но и комфорт высшего класса. На сайте ask-kalita.ru представлен список самых ярких представителей загородных коттеджей европейского уровня, выполненных из натуральных материалов.

Новое давление на грунты оснований, уплотнившихся под воздействием длительной нагрузки от здания, рассчитывали по допустимому (расчетному, нормативному) давлению (с повышающими коэффициентами 1,1—1,5 в зависимости от вида грунта), принятому для нового строительства. В эти же годы в Ленинграде работала Постоянная комиссия по изучению возможности повышения давлений на грунты оснований эксплуатируемых зданий в зависимости от срока службы сооружения. Практика работы постоянной комиссии позволила сделать вывод, что повышение нагрузок по сравнению с действовавшими возможно для грунтов: глинистых — на 20—30%, песков средней крупности — на 40—60% и крупных песков —до 100%. Одновременно в литературе того времени по ремонту зданий рекомендовалось более осторожно подходить к назначению максимальных повышающих коэффициентов, и иногда даже предлагалось считать, что новые давления должны быть не более допускаемых нормам давлений, а для гарантии — даже меньше. Опыт строительства и реконструкции во время войны доказал возможность использования более высоких давлений.

С 1947 г. в транспортном строительстве допускалось увеличивать давление на фундаменты до 25%, если они прослужили не менее 20 лет и не имеют дефектов. СНиП П-Б.1-62 также разрешалось повышать допустимое давление на грунт под существующими фундаментами до 20% при достаточной их прочности. Сейчас же нормы сильно отличаются и наиболее оптимальным вариантом считаются строительные смеси ВОЛМА в Москве, так как они проверены и являются гарантом долговечности и надежности.

В СНнПах 1974 и 1983 гг. конкретных рекомендаций по увеличению возможного расчетного давления на грунты оснований эксплуатируемых зданий не дается. Таким образом, в нормативных документах на проектирование оснований зданий и сооружений отсутствуют конкретные и детальные рекомендации, на основе которых можно было бы установить, когда и насколько допустимо увеличивать давления на грунты оснований под существующими фундаментами. В то же время успешный опыт надстроек без усиления фундаментов и искусственного упрочнения грунтов основания показывает, что давление на грунты оснований почти всегда можно повышать и при этом в весьма существенных границах.

Давления на грунты оснований и размер фундаментов зданий в дореволюционный период в наше стране не регламентировались. Не было также общегосударственных и обязательных для всех застройщиков норм проектирования и строительства. Допустимое давление на грунт обычно устанавливалось на основе:
- использования опыта строительства на соседних участках;
- испытания грунтов пробной нагрузкой;
- теоретических формул предельного давления на грунты оснований с введением понижающего коэффициента запаса.

Однако очевидно, что достоверное значение допустимого давления на грунты оснований могло быть установлено только при совместном рассмотрении результатов, полученных перечисленными методами. Ни одному из этих методов предпочтения отдавать было нельзя. Из-за фактически бесконтрольного строительства зданий частными подрядными конторами размеры фундаментов и давления по их подошве назначались самыми различными в зависимости от квалификации специалистов, их личного опыта, узко экономических интересов и в лучшем случае на основании результатов проведении испытаний грунта. В наши дни даже ворота секционные выбираются на основании точных расчетов представителей фирмы, которые также консультируют и помогают подобрать наиболее подходящий в каждом конкретном случае вариант. Не случайно, что в литературе того времени можно встретить такие различные рекомендации значений допускаемого давления, как 0,15 МПа па плотные песчаные и глинистые грунты — в одной работе и 1,0 МПа на плотные крупные сухие пески — в другой.

Таблицы допустимых давлений на грунты впервые появились в ведомственных нормах транспортных строителей незадолго до Великой Октябрьской социалистической революции. В зависимости от влажности и плотности они изменялись в широком диапазоне: от 0,05 до 0,5 МПа —для глины, от 0,05 до 0,38 МПа—для песка. В 1926 г. были утверждены общесоюзные Временные технические условия и нормы проектирования железобетонных сооружений. Из норм значения допустимых давлений для песчаных объектов с толщиной слоя в 1 м в маловлажном и насыщенном мидии состоянии указаны в специальных таблицах. При толщине слоя более 1 и 2 м допускаемое давление увеличивалось на 0,025—0,05 МПа.