925

Таблица 2.1

Приборы контроля прочности бетона и строительных материалов

Наряду с описанием принципа действия приборов для неразрушающих методов в работе Б.С. Баталина /5/ приведены их достоинства и недостатки и возможности выбора одного или комплекса из двух-трех методов для определения прочности бетона.

При реконструкции зданий наряду с определением физикомеханических характеристик строительных материалов и конструктивных элементов, необходимо учитывать фактические физико-технические качества ограждающих конструкций, которые можно установить с помощью прибора ТЕПЛОГРАФ, измерителя теплопроводности и термического сопротивления материалов - ИТС-1 и мобильного измерителя теплопроводности – МИТ-1.

При оценке технического состояния здания рассчитывают по определенным методикам физический и моральный износы, устанавливается оставшийся срок службы здания, возможные варианты реконструкции и усиления несущих конструктивных элементов здания с целью дальнейшей его эксплуатации.

Критерием оценки технического состояния здания в целом и его конструктивных элементов и инженерного оборудования является физический износ, под которым понимается частичная или полная потеря элементами здания своих первоначальных технических и эксплуатационных качеств /59/.

Физический износ определяется процентами износа различных элементов здания, которые имеют свое процентное соотношение во всем объеме здания. Оценка состояния здания в зависимости от общего физического износа представлена в табл.2.2.

Таблица 2.2 Оценка состояния здания от общего физического износа

По результатам обследования проводится анализ полученной информации и делается социально-экономическое обоснование реконструкции и составляется техническое заключение по детальному обследованию зданий, в состав которого входят следующие разделы:

- тип и адрес здания, на котором проведено обследование;

152

-использованные первоисточники об исторической значимости объекта и вся техническая документация на объект, включая техпаспорт;

-состав бригад, проводивших обследование и фамилии лиц, которые проводили испытания конструкций и выполняли расчеты;

-краткое описание архитектурно-планировочного и объемнокомпозиционного решения объекта, его функциональное назначение и условия эксплуатации;

-результаты проверочных расчетов;

-первоочередные мероприятия по усилению ослабленных конструк-

ций.

Проверочные расчеты несущей способности существующих конструкций здания должны выполняться по данным проведенных обследований с учетом фактических размеров сечений, прочностных и деформативных характеристик материалов, а также обнаруженных дефектов и повреждений элементов конструкций.

На основании задания на проектирование, выданное заказчиком проектной организации, последняя разрабатывает проект реконструкции жилой застройки и отдельных зданий, подлежащих преобразованию или обновлению.

Задание на проектирование должно включать основные требования, касающиеся реконструируемого объекта: наименование и адрес объекта, разрешение администрации муниципального самообразования на реконструкцию, сведения об особых условиях площадки и района реконструкции, основные требования к архитектурно-планировочному решению здания, типы квартир с предполагаемой площадью основных и подсобных помещений, стадийность проектирования, ориентировочные сроки окончания работ по реконструкции, основные требования по благоустройству территории реконструируемого участка.

Вместе с заданием на проектирование заказчик передает проектной организации все разрешительные документы от различных служб и ведомств, от которых зависит подключение реконструируемого здания к инженерным сетям, а также технический паспорт строения, материалы по проведению ранее технического обследования участка и конструкций здания, оценочные акты и решения городской администрации о сносе близ стоящих зданий и сооружений.

Проект реконструкции здания разрабатывает проектная организация, которая выполняет его в две стадии – проект и рабочая документация. На первой стадии проект разрабатывается без излишней детализации и в минимальном объеме, достаточном для согласования и принятия основных решений, определения объемов работ и расчета стоимости реконструкции.

По поручению заказчика проектная организация может осуществить некоторые дополнительные работы, связанные с проведением дополни-

153

тельного технического обследования здания, проведения техникоэкономического сравнения вариантов реконструкции объекта и обследования разбираемых или сносимых зданий.

На основании материалов, содержащихся в задании на проектирование, проектная организация разрабатывает проектно-сметную документацию на реконструируемый объект, в состав которой входят:

-общая пояснительная записка;

-архитектурно-планировочное и строительно-конструктивное реше-

ние;

-решения по инженерному оборудованию;

-проекты организации строительства и технической эксплуатации здания ;

-сметная документация.

Общая пояснительная записка должна содержать: исходные данные на проектирование (задание на проектирование); основание для проектирования (документ городской администрации, разрешающий проведение реконструкции здания (комплекса); краткую характеристику здания (комплекса); генплан с элементами благоустройства и озеленения; принципиальное решение по реконструкции; предложения по организации стройплощадки, использованию механизмов и складских помещений; основные положения по технической эксплуатации здания (комплекса). Проект на реконструкцию здания или участка застройки утверждает заказчик.

Для проведения реконструкции жилого здания в администрацию муниципального образования подаются следующие документы:

1.Заявление о реконструкции жилого здания.

2.Правоустанавливающие документы на реконструируемый объект (подлинники или нотариально заверенные копии).

3.Технический паспорт жилого здания.

4.Письменное согласие всех членов семьи (в том числе временно отсутствующих членов семьи нанимателя), если перепланировка или переустройство осуществляется в отношении жилого помещения, занимаемого на основании договора социального найма. В случае, если заявителем явля- ется собственник жилого помещения, то представление письменного согласия всех членов семьи не требуется.

5.Проект реконструкции жилого здания, согласованный со всеми надзорными организациями.

6.Заключение органа по охране памятников архитектуры, истории и культуры о допустимости реконструкции жилого здания (в случае необходимости).

На основании представленных документов администрацией муниципального образования принимается решение о согласовании или об отказе в согласовании реконструкции жилого здания в течение 45 дней с момента подачи заявления.

154

Завершение реконструкции жилого здания подтверждается актом приемочной комиссии, сформированной администрацией муниципального образования, который направляется в орган по учету объектов недвижимого имущества.

После проведения реконструкции все изменения необходимо зарегистрировать в Управлении Федеральной регистрационной службы.

Основанием для внесения изменений в описание объекта не- движимости, претерпевшего перепланировку или переоборудование, является технический паспорт жилых помещений, оформленный по результатам проведенных строительных работ.

Если произошла реконструкция объекта, а право на реконструированный объект не было зарегистрировано в Едином государственном реестре прав на недвижимое имущество и сделок с ним, проводится его регистрация на основании имеющихся у правообладателя правоустанавли- вающих документов.

2.2.Общестроительные мероприятия при реконструкции

имодернизации зданий

При эксплуатации зданий последние подвергаются многочисленным природным, технологическим и иным воздействиям, в результате которых конструктивные элементы зданий теряют свою первоначальную несущую способность. Кроме того, здания подвергаются моральному износу, связанному с несоответствием эксплуатационных характеристик современным требованиям по теплозащите, звукоизоляции, инсоляции, инженерному благоустройству и т.п. Нередко в период эксплуатации зданий возникает необходимость изменить функциональную направленность некоторых помещений или провести их перепланировку, изменить объем здания, повысить тепловую защиту здания или улучшить его архитектурную выразительность и уровень благоустройства.

Выполнение этих мероприятий нередко связано с усилением или заменой вышедших из строя некоторых конструктивных элементов здания на более прогрессивные. Этот процесс является самым сложным и ответственным этапом реконструкции зданий. Особое внимание к усилению конструкций должно уделяться при повышении на старые конструкции дополнительных нагрузок. В связи с этим при разработке проекта реконструкции необходимо предусмотреть все мероприятия по обеспечению прочности, устойчивости и пожарной безопасности здания в целом и его отдельных конструктивных элементов. В том случае, когда проведенные расчеты показывают, что усиление конструкций не дает положительного эффекта, производят замену старых на более прогрессивные типы конструкций.

155

Под усилением строительных конструкций подразумеваются мероприятия, направленные на повышение несущей способности, жесткости, трещиностойкости и других качеств строительных конструкций.

Несмотря на многообразие строительных конструкций существуют общие для них методы усиления, которыми являются:

-увеличение сечения реконструируемых элементов;

-введение дополнительных элементов, уменьшающих расчетные длины реконструируемых конструкций;

-изменение расчетных и геометрических схем работы конструкций;

-устройство дублирующих элементов;

-введение затяжек, шпренгелей, тяжей с созданием предварительного напряжения в конструкциях;

-изменение свойств материала, например, упрочнение грунтов, каменной кладки, бетонных конструкций и т.д.;

-замена дефектных частей протезами или новыми элементами;

-одновременное использование различных приемов.

При усилении конструкций необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие совместную работу злементов усиления и реконструируемых конструкций.

2.3. Способы повышения несущей способности оснований

Реконструкция зданий обычно связана с восстановлением несущей способности оснований, которые требуют индивидуальных подходов, отличных от подходов, применяемых при новом строительстве. Знание и умелое применение безопасных способов укрепления оснований является залогом качественного выполнения предусмотренных проектом работ и дальнейшей эксплуатации реконструируемых зданий.

Разработке способов усиления оснований посвящено много работ, среди которых особое место занимают исследовательские работы П.А. Коновалова /40/, В.Н. Кутукова /43/, А.И. Мальганова /45), Н.В. Прядко /61/, Р.С. Санжаровского и В.М. Улицкого /78/ и др.

Среди существующих методов наиболее распространенным является инъекционное закрепление грунтов, основанное на искусственном целенаправленном преобразовании строительных свойств грунтов нагнетанием в них под давлением скрепляющих растворов по специальным трубопроводам в дренирующие грунты оснований (рис.2.1). Примеры такого усиления подробно рассмотрены в работах Н.В. Прядко /61/, Б.А. Ржаницина /74/, В.Е. Соколовича /80/, В.Н. Строкинова и А.Н. Юзефовича /82/ и др.

156

Рис.2.1. Схема инъектирования грунтов:

1 – инъектор; 2 – соединительный шланг; 3 – насос для нагнетания раствора; 4 – емкость для раствора; 5 – слабый грунт; 6 – элементарная ячейка укрепленного грунта; 7 – горизонтальный защитный экран;

8 -–пакер

Эффективность этого метода объясняется тем, что в результате использования инъекционной технологии в массиве грунта под фундаментами образуется так называемый породобетон с улучшенными физикомеханическими свойствами, как правило, без нарушения эксплуатации зда-

ния /20/.

Вкачестве скрепляющих растворов применяют:

-цементную суспензию или раствор - цементация;

-жидкое стекло с отвердителем - силикатизация;

-электросиликатизация с использованием постоянного тока;

-водорастворимые смолы - смолязация;

-горячий битум или холодные битумные эмульсии - битумизация;

-термическая обработка грунта.

Выбор состава нагнетаемого раствора и давления зависят от необходимой величины несущей способности грунта и его дренирующих характеристик, а также от имеющего оборудования строительной организации. Параметры закрепления определяются на основании данных инженерногеологических исследований.

Нагнетание растворов осуществляется через забивные в грунт специальные инъекторы, представляющие собой перфорированные металлические трубы диаметром 25-75 мм с перфорированной нижней частью 0,8- 1

м (рис.2.2).

На небольшую глубину инъекторы погружают в грунт пневматическими молотками, копрами или вибропогружателями, а на глубину 15 м и более инъекторы опускают в предварительно пробуренные скважины. До опускания инъекторов в скважины их промывают водой или продувают сжатым воздухом.

157

Рис.2.2. Схема установки для инъекционного закрепления грунтов:

а) - установка; б) - инъектор; 1- распределительный напорный коллектор; 2- насос; 3- емкость для раствора; 4- инъектор; 5- массив закрепленного грунта; 6- слабый грунт; 7- прочный подстилающий грунт; 8- наголовник; 9- глухие звенья; 10перфорированное звено;

11наконечник

Инъекционное закрепление повышает механическую прочность, устойчивость, уменьшает сжимаемость и водопроницаемость дисперсных грунтов.

В зависимости от технологии закрепления и процессов, происходящих в грунте, методы закрепления делятся на три вида: химические, физи- ко-химические и термические. Выбор состава нагнетаемого раствора и давления зависят от необходимой величины несущей способности грунта и его дренирующих характеристик, а также от имеющего оборудования строительной организации. Параметры закрепления определяются на основании данных инженерно-геологических исследований.

Химические способы упрочнения грунтов наиболее полно исследованы Б.А. Ржаницыным /41/ и В.П. Соколовичем /44/. Химические способы упрочнения грунтов (рис.2.3) делятся на две группы:

-использование силикатных растворов и их производных (силикати-

зация);

-применение водорастворимых смол (акриловые, карбомидные, ре- зорцино-формальдегидные, фурановые и др.) - (смолязация).

Наибольшее распространение имеют способы силикатизации, которые применяются для повышения несущей способности, устойчивости и водонепроницаемости сухих или водонасыщенных песков, плывунов и лессовидных грунтов. Основным компонентом при силикатизации служит коллоидный раствор силиката натрия (жидкое стекло).

158

Рис. 2.3. Химическое закрепление грунтов нагнетанием в основание фундаментов растворов (силикатизация, смолязация):

1 - существующий фундамент; 2 - инъекторы; 3 - закрепленный грунт; 4 - направление распространения закреплчяющих растворов; 5 - шланг для

подачи раствора

Используется двухрастворный и однорастворный способ силикатизации. При двухрастворном способе в сухие и водонасыщенные крупные и средние песчаные грунты последовательно нагнетают под давлением 15ат раствор жидкого стела (силикат натрия) и хлористого кальция, которые вступают в химическую реакцию с образованием геля кремниевой кислоты, гидрата окиси кальция и хлористого натрия. Двухрастворный способ обеспечивает высокую прочность грунта от 1,5 до 3,5 МПа и практическую его водонепроницаемость.

Для лессовых просадочных грунтов целесообразно использовать однорастворный способ силикатизации путем нагнетания раствора одного жидкого стекла под давлением до 5ат, который взаимодействует с содержащими в этих грунтах солями кальция с образованием геля кремниевой кислоты, гидрата окиси кальция и сернокислого натрия. Роль второго компонента выполняет сам грунт. Закрепленный грунт при односторонней силикатизации имеет кубиковую прочность от 0,35 до 1,5 МПа, которая не снижается при воздействии на грунт агрессивных вод.

При электросиликатизации используется комбинированное применение постоянного электрического тока и силикатных растворов. Способ предназначен для закрепления переувлажненных мелкозернистых грунтов и супесей, а также лессовых грунтов, в которые жидкое стекло проникает с трудом. Электрохимический способ характеризуется тем, что при погружении в грунт чередуют через ряд металлические стержни (аноды) и металлические трубы, являющиеся катодами и служащие инъекторами. В трубы одновременно с электрическим током вводят под давлением растворы химических доба-

159

вок (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.), которые увеличивают проводимость тока, благодаря чему интенсивность процесса закрепления грунтов возрастает.

Песчаные грунты с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут и слабые лессовые грунты рекомендуется закреплять смолязацией путем инъектирования водных растворов карбомидных, фенольных, фурановых, акриловых и других видов синтетических смол с различными отвердителями. Самой приемлемой для закрепления грунтов является мочевиноформальдегидная (карбомидная) смола в смеси раствором одной из кислот (щавелевой или соляной). Применение карбомидной смолы экономично, так как она легко растворяется в воде, имеет малую вязкость, твердеет при невысокой температуре и выпускается в большом количестве отечественной промышленностью. Инъекторы при смолязации должны располагаться в шахматном порядке, соблюдая расстояния в зависимости от вида укрепляемого грунта и его коэффициента фильтрации. Смолязация обеспечивает прочное закрепление грунтов, придает им водонепроницаемость. Кроме того, этот способ дает возможность закреплять карбонатные грунты. Примером применения карбомидной смолы является укрепление пылеватых песков в основании Государственного академического театра оперы и балета им.С.М.Кирова в Санкт-Петербурге в период его реконструкции.

К физико-химическим методам закрепления грунтов относятся: цементация, грунтоцементация, битумизация и глинизация. Эти способы подроб-

но рассмотрены в работах П.А. Коновалова /40/, Н.Н. Миловидова /51/, В.И. Матвеева / 53/, Н.В. Прядко /61/, В.Н. Строкинова /82/ и др.

Цементация применяется для укрепления крупно- и среднезернистых песков, трещиноватых скальных и крупнообломочных пород путем нагнетания цементного раствора через специальные металлические инъекторы диаметром 25-75 мм с перфорированной нижней частью 0,8- 1 м. В зависимости от степени водопоглощения закрепляемого грунта применяют суспензию с отношением цемента и воды (по весу) в пределах от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавлением глины, суглинка и других инертных материалов Закрепление грунтов методом цементации является эффективным средством при заполнении пустот и каверн в закарстованных породах. При цементации используют цемент марки не ниже 400. На 1 м3 укрепляемого объема грунта расходуется от 0,15 до 0,4 м3 раствора.

Радиус закрепления зависит от вида грунта и составляет ориентировочно: в трещиноватых скальных грунтах 1,2-1,5 м, в крупных песках 0,5- 0,7 м и в песках средней крупности от 0,3 до 0,5 м. Тампонажный раствор нагнетается в инъекторы через резиновые шланги двухпоршневыми грязевыми или диафрагмовыми насосами с давлением для скальных и крупнообломочных грунтов 0,26 ат, а для песков средней крупности и мелких – 1 ат. Подача раствора в инъекторы должна быть непрерывной.

160