Лабораторная работа
Лабораторная проверка качества строительства критически важных конструкций является нормой. В России действует Федеральная служба по аккредитации (Росаккредитация), которая аккредитует компании на проведение соответствующих работ. Рынок предлагает современное оборудование для проведения самых разных испытаний. Однако проблемы все равно сохраняются.
«Строительные лаборатории могут быть задействованы абсолютно на любом типе объектов, от гражданского жилого строительства до строительства уникальных сооружений. Участие аккредитованной лаборатории в процессе строительства, является признаком современного подхода к организации строительного производства и наличия в руководстве людей, знающих цену мудрой пословице: «Семь раз отмерь, один раз отрежь», - констатирует руководитель строительной лаборатории ООО «Айронкон-Лаб» Алексей Скиба.
Что и чем
В соответствии с существующими нормами качество и параметры каждой возведенной конструкции должны быть подтверждены документально. Это обязательное условие, без которого нельзя сдать сооружение в эксплуатацию. Соответственно услуги лаборатории нужны любой строительной организации.
«Определение характеристик строительных материалов методами неразрушающего контроля, измерение толщины огнезащитных и антикоррозионных покрытий, контроль качества сварных и болтовых соединений, тепловизионные исследования зданий и сооружений, геодезические обследования объектов строительства и реконструкции, измерение динамических параметров зданий и уровня шума и пр.», — перечисляет наиболее востребованные услуги начальник лаборатории СПбГБУ «ЦЭТС» Марина Сидоркина.
«Самыми востребованными в настоящее время являются услуги по испытанию бетонных конструкций, сварных соединений, ограждений, а также по испытанию нагрузками лифтовых петель», — со своей стороны отмечает директор ПКТИ Александр Кямяря.
Алексей Скиба говорит, что испытания бывают нужны самые разные. «Наиболее часто приходится сталкиваться с определением прочностных характеристик монолитных конструкций и контролем уплотнения оснований, ведь монолитные и грунтовые работы наиболее массовые и выполняются практически при каждом строительстве. Но, конечно, всё зависит от конечной цели испытаний, реже нам приходится проверять строительные материалы на соответствие тем или иным заявленным характеристикам или при работе с новыми материалами разрабатывать собственную программу испытаний и работать по ней», - уточняет он.
По оценке экспертов, в настоящее время рынок предлагает широкий спектр оборудования для проведения самых разнообразных испытаний.
«Для контроля строительных материалов мы используем приборы ООО НПО "Интерприбор", ОНИКС-1.ОС.100; ПОС-100МГ4.У.2; ИПА-МГ4.01. Контроль прочности, однородности, обнаружение пустот, трещин и других дефектов при технологическом контроле и обследовании объектов, измерение глубины поверхностных трещин в бетоне выполняются ультразвуковым прибором "Пульсар-2.1". Геодезическую съемку ведем тахеометрами Leica и Sokkia. Есть у нас уникальный сейсмометр ПРДП-СМ, с помощью которого мы измеряем динамические показатели: период и логарифмический декремент основного тона собственных колебаний здания. Ультразвуковой контроль качества сварных швов выполняем дефектоскопом А1214 EXPERT, тепловизионное обследование — тепловизором FLIR E60», — рассказывает Марина Сидоркина.
«Отдельно хотелось бы упомянуть климатическую установку, поскольку таких в городе — единицы. Солнце, ветер, дождь, снег — все эти факторы негативно сказываются на эксплуатации, а значит, на долговечности материалов и здания в целом. Климатическая камера позволяет воспроизвести все эти явления, а также менять температуру от -55 до +55 оС. В автоматическом режиме можно задать нужное количество циклов замораживания и оттаивания попеременно и после завершения процесса определись соответствие или несоответствие материала заявленным параметрам. Камера позволяет определить морозостойкость абсолютно любого строительного материала», — говорит руководитель Испытательного центра ГК «Глобал ЭМ» Екатерина Медведева.
«Прибор ПДУ МГ-4 позволяет оперативно определять коэффициент уплотнения грунта, что помогает определить, можно ли приступать к производству монолитных работ. Несмотря на то, что это косвенное определение, при достаточной квалификации специалиста можно получить точные результаты», — добавляет генеральный директор испытательной лаборатории «Северный город» Алина Михайлова.
Генеральный директор ООО «ИЦ ВНИИГС» Ирина Лонкевич обращает внимание на проблемы, которые существуют в этой сфере. «Оборудование, используемое в аккредитованной лаборатории, должно соответствовать требованиям ГОСТ на методику испытаний. В ГОСТах, разработанных до конца 1990-х годов, информация о приборах и оборудовании дана четко и подробно: либо указана конкретная марка прибора, либо дается его чертеж и полное описание. В настоящее время, в связи с тем, что большинство ГОСТов пишутся на основании ISO или ASTM, где указываются импортные образцы оборудования, в соответствующем ГОСТе дается схема прибора, причем часто упрощенная по сравнению с вариантом, представленным в ISO. Сопровождается она безграмотным и упрощенным переводом ее описания. Воспроизвести такую установку очень трудно, и никогда не знаешь, правильно все сделано или нет. Неизвестно, как поняли и воспроизвели это оборудование в других лабораториях и что мы получим при проведении сличительных испытаний», — заявляет она.
Кому это надо
В числе основных заказчиков услуг строительных лабораторий — прежде всего компании-застройщики. «Безусловно, такие крупные застройщики, как ГК КВС или Setl City, имеют собственную лабораторию. Но не каждому застройщику, тем более субподрядчику, выгодно содержать такое подразделение. Сертификаты подтверждения компетентности, допуски СРО, ежегодная поверка оборудования, его содержание, ремонт — все стоит денег, плюс зарплата персонала. Это недешевое удовольствие, и компетентных специалистов тоже на рынке не так-то много», — отмечает Екатерина Медведева.
Тем не менее многие крупные девелоперы прибегают к услугам специализированных компаний. «Наша лаборатория активно работает на строительстве высотных и технически сложных объектов у таких застройщиков, как "Дон Строй", " МР-Групп", "Кортрос" и др. Это связано как с широким спектром проводимых исследований, так и с хорошо отлаженной логистикой, позволяющей достаточно оперативно и гибко проводить полевые работы и выдачу протоколов в кратчайшие сроки», — говорит главный инженер «Тенхнотеста» Александр Харитонов.
«Наша лаборатория сопровождала строительство на объектах ООО "Евромонолит", ООО "Главстрой", ООО "ЛСР. Недвижимость — СЗ", ООО "Питерград". Кроме того, мы постоянно работаем по заданиям Службы государственного строительного надзора и экспертизы. Сейчас ситуация осложнилась, большинство крупных компаний имеют свои испытательные центры и приглашают другие лаборатории только на те испытания, которые не могут выполнить собственными силами», — отмечает Марина Сидоркина.
По мнению Екатерины Медведевой, наличие в компании собственной лаборатории не всегда решает проблему. «К нам обращаются для урегулирования каких-то спорных вопросов. Встречаются такие ситуации, когда лаборатория застройщика говорит, что продукт некачественный, а производственная лаборатория утверждает, что материалы удовлетворяют требованиям стандартов. Здесь и вступаем в дело мы как независимая лаборатория, которая не представляет интересны ни одной из сторон, а непредвзято оценивает ситуацию и выдает экспертное заключение», — рассказывает она.
Но услугами лабораторий пользуются не только застройщики. «На протяжении последних нескольких лет большой поток заказчиков идет от строителей федеральных дорог. Это связано с тем, что Росавтодор при приемке каждого участка дороги требует проверку качества материалов, применяемых строителями. В основном к нам обращаются за испытаниями геосинтетических материалов, поскольку лабораторий, аккредитованных на испытания этой продукции, очень мало», — отмечает Ирина Лонкевич. «Сейчас ведем контроль качества строительства газохимического комплекса в составе комплекса переработки газа в Усть-Луге ("Северный поток-2")», — добавляет Алина Михайлова.
Как говорит Ирина Лонкевич, компании часто работают и с изготовителями и разработчиками стройматериалов. «Для производителей часто требуются протоколы независимых лабораторий или проведение периодических испытаний их продукции, которые они не могут выполнить в своей лаборатории. Когда обращаются разработчики новой продукции, им просто надо разобраться с характеристиками и свойствами новинки, и понять, что делать дальше», — рассказывает она.
«В нашем портфолио присутствуют объекты совершенно разных типов от элитного частного строительства и коттеджных посёлков, до новых станций Московского метрополитена (Станционный комплекс Терехово) и агропромышленных комплексов (тепличный комплекс ООО «Агрокультура групп»)», - со своей стороны отмечает Алексей Скиба.
По словам Екатерины Медведевой, особая специфика существует при работе в историческом центре. «Это весьма актуальная тема для Санкт-Петербурга. Но для работы с историческими зданиями лаборатория должна обладать не только аккредитацией, но и лицензией Минкультуры РФ. В таких объектах часто проживают люди, порой сложно даже попасть в помещение. Не всегда представляется возможным отбор образцов из старых зданий, даже КНИОП не всегда дает такое разрешение. Приходится применять неразрушающие методы, но даже они требуют локальных участков вскрытия», — говорит она.
Оптом и в розницу
«Многие крупные строительные организации взяли себе за правило работать только при комплексном лабораторном сопровождении. Проблема заключается в том, что качество объектов определяется не только добросовестностью и опытом подрядчика. Есть еще поставщики материалов, которые могут предоставить продукцию сомнительного качества. Только наличие на площадке лабораторного контроля обезопасит строительный процесс от его старта до сдачи надежного объекта в эксплуатацию», — отмечает Алина Михайлова.
С ней соглашается Александр Харитонов. «Заказчикам экономически выгодно работать с лабораториями "полного цикла", которые могут сопровождать строительство с нуля до сдачи, поскольку на протяжении всего строительства они могут работать по одному договору и им не нужно тратить время и деньги на организацию тендеров по поиску новых подрядных лабораторий на каждом этапе строительных работ», — отмечает он.
«Начиная работу на новом объекте, мы стремимся в полной мере погрузиться в процесс производства и стать частью профессионального коллектива. Лучшим подспорьем для решения этой задачи является организация стационарного лабораторного поста на строительной площадке, что может не существенно увеличить бюджет строительства, но, несомненно, повысит частоту контроля, а соответственно улучшит качество и уменьшатся издержки», - считает Алексей Скиба.
Александр Кямяря поддерживает идею комплексного сопровождения. Однако, по его словам, отнюдь не все заказчики эту мысль разделяют. «У строительных компаний есть возможность заключать с лабораториями договоры как на комплексное сопровождение всего процесса возведения объекта — от нулевого цикла до ввода в эксплуатацию, так и на отдельные испытания. Большинство, к сожалению, идет вторым путем. Некоторые компании заказывают испытания только в самых крайних случаях, когда без них просто невозможно обойтись. Основная причина — банальное стремление сэкономить. На мой взгляд, это неправильная практика. Только когда на объекте есть специалисты, которые осуществляют комплексное лабораторное сопровождение, заказчик может быть уверен в качественном итоге выполненных работ и отсутствии каких-либо неприятных сюрпризов. В таком случае будет обеспечен и входной контроль стройматериалов (что сейчас мало кто делает), и подтверждение сертификационных характеристик, и испытания по итогам различных строительных процессов, и многое другое», — констатирует он.
Нормативы и реалии
«В последнее время ужесточились требования к лабораториям и испытательным центрам со стороны Росаккредитации. Вышли новые актуализированные Критерии аккредитации, принятые согласно Приказу № 707 Минэкономразвития РФ от 26 октября 2020 года. Росаккредитация следит за обучением персонала, за вовремя выполненной поверкой/калибровкой приборов и средств измерений, за качеством и сроками оформления результатов испытаний. Приказом оговорен состав сведений и сроки, в которые аккредитованные лаборатории и испытательные центры должны предоставлять в Росаккредитацию эти сведения. Кроме того, аккредитованные лаборатории и центры проходят три плановые проверки на компетентность в течение пяти лет», — констатирует Марина Сидоркина.
По словам Александра Кямяри, Росаккредитация сегодня предъявляет очень серьезные требования. «За двадцать лет моего опыта работы в этой сфере сейчас они отличаются наибольшей жесткостью. Требования касаются практически всех аспектов работы — и квалификации персонала, и помещения, и оборудования, и наличия системы менеджмента качества, и пр., что, конечно, создает дополнительную финансовую нагрузку на компанию. При этом Росаккредтоация все эти вопросы тщательно контролирует», — отмечает он.
«К сожалению, в России часто бывает так, что строгость законов компенсируется необязательностью их исполнения. В лабораторных испытаниях — аналогичная ситуация. Например, с одной стороны, действует ГОСТ "Бетоны", который при заливке монолитных конструкций требует проведения достаточно большого числа разнообразных тестов. В то же время отсутствует четкое законодательное требование о том, кто именно должен эти испытания проводить. То есть лаборатория может быть аккредитована не в Национальной системе аккредитации, а в любой из добровольных, которых существует немало», — подчеркивает генеральный директор Группы компаний «ГЛЭСК» Сергей Салтыков.
С ним соглашается Александр Кямяря. «Заказчики знают, что лаборатория должна быть аккредитована, поэтому главное их требование — наличие соответствующего документа. Но, к сожалению, не все разбираются в этом вопросе. Дело в том, что с точки зрения законодательства лаборатории для оценки соответствия качества материалов, поступающих на стройплощадку, должны быть аккредитованы Росаккредитацией. Но, помимо нее, существует немало систем так называемой добровольной аккредитации. Их требования обычно существенно менее строги, и, соответственно, получить аккредитацию гораздо проще. В том числе и с точки зрения затрат на организацию лабораторной деятельности. Заказчики же, а иногда и надзорные органы, плохо разбираясь в этих нюансах, нередко принимают документы о добровольной аккредитации за свидетельства Росаккредитации», — говорит он.
«Очень важно, что лаборатории, аккредитованные в Росаккредитации, обязаны направлять в нее копии результатов своих испытаний на проверку. Но некоторые компании, которые аккредитованы и в Росаккредитации, и "добровольно", идут на своего рода уловки. В документах указываются и та и другая аккредитации, но копии протоколов в Росаккредитацию не отсылаются, а сами испытания проводятся, так сказать, выборочно. Это дает таким компаниям демпинговать на рынке, предлагая свои услуги за суммы, которые не покрыли бы даже расходов на полный набор тестов, которые по ГОСТу необходимо провести. К сожалению, эта схема вполне устраивает и заказчиков. Во-первых, она позволяет сэкономить, а во-вторых, всегда гарантирует "положительный результат испытаний" вне зависимости от реального качества выполненных работ», — рассказывает Сергей Салтыков.
По мнению Александра Кямяри, в результате возникает недобросовестная конкуренция. «Получившие "добровольную аккредитацию" структуры, имея существенно меньшие затраты на организацию работы (что, безусловно, не может не отражаться на качестве их работы), могут позволить себе демпинговать на рынке. А компании, имеющие документы Росаккредитации (в частности, и мы), вынуждены с ними конкурировать, в том числе и по цене. На мой взгляд, надзорные органы должны строже контролировать эти вопросы», — отмечает он. «До тех пор, пока не будет введена обязательная аккредитация в Росаккредитации, изменить ситуацию невозможно», — уверен Сергей Салтыков.
Цена вопроса
Рынок услуг строительных лабораторий подвержен влиянию макроэкономических факторов, инфляции, а сегодня еще и проблемы стремительного роста цен. «К сожалению, цены на услуги лаборатории в последнее время становятся выше ввиду того, что они зависят от множества факторов, таких как цены на топливо, расходные материалы для испытаний, аренда помещений лаборатории и др.», — отмечает Александр Харитонов.
По словам Алины Михайловой, стоимость услуг определяется исходя из объема работ. «За последние время выросли цены на топливо, ремонт и покупку нового оборудования, однако мы стараемся сохранить цены на оптимальном соотношении цены и качества. Между тем некоторые лаборатории демпингуют, "экономя" на выезде инженера на объект, на реальном проведении экспертизы строительных материалов и пр., что, соответственно, может привести к множеству проблем на объекте», — считает она.
О той же проблеме говорит Сергей Салтыков. «Очевидно, что услуги не могут стоить меньше их себестоимости. Учитывая все реальные затраты, стоимость часа работы инженера на объекте, по нашим подсчетам, не может быть меньше 1200 рублей. Существует и минимальная стоимость проведения лабораторных тестов. Демпингующие лаборатории предлагают выдачу протоколов за суммы в десятки раз ниже себестоимости работ, так что о добросовестном проведении всех требуемых законом испытаний речи идти не может», — подчеркивает он.
По словам эксперта, строители стремятся экономить и поэтому обычно ограничиваются основным, минимальным набором испытаний. «Но хуже всего то, что этот вопрос обычно отдается на откуп субподрядчикам, которые озабочены получением не реальных результатов тестов, а протоколов, что открывает простор для деятельности недобросовестных лабораторий», — отмечает Сергей Салтыков.
«Цены на услуги лаборатории формируются у нас в соответствии с обновляемым примерно раз в год прейскурантом, который учитывает актуальные затраты на расходники, амортизацию оборудования, зарплату сотрудникам и прочие расходы, характерные для любой коммерческой организации. Годовое повышение цен на услуги составило не более 10%, что, по нашей оценке, лишь скомпенсировало рост затрат. Причем некоторые расходники за год подорожали в 2–3 раза. Однако пропорционально поднимать цены не позволяет рыночная ситуация — включая "экономную" позицию заказчиков и учитывая конкуренцию со стороны демпингующих структур», — заключает Александр Кямяря.
Мнение
Алексей Скиба, руководитель строительной лаборатории ООО «Айронкон-Лаб»:
- На российском рынке присутствует огромное количество разнообразных испытательных лабораторий, специализирующихся на отдельных направлениях или стремящихся занять широкую сферу и соответственно получить больший охват аудитории. В большинстве случаев ценообразование регулируется рынком, но существенную роль вносят и большие игроки, часто устанавливающие свои желаемые расценки на те или иные испытания при первичном конкурсе на выбор подрядной лаборатории. Подобный подход редко себя оправдывает, т.к. падает качество предоставляемых услуг или в итоге совсем всё сводится к «рисованию» заключений, что увы, часто остаётся безнаказанным. На данный момент, несмотря на несколько периодов коронавирусных ограничений и повсеместном росте цен на недвижимость, стоимость услуг испытаний совсем не изменилась.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.