Гидроизоляция пола
Под гидроизоляцией пола понимается установка не пропускающих воду материалов с целью устранения рисков проникновения в помещение влаги. Проведение таких работ актуально для всех видов зданий, включая многоквартирные строения и частный сектор. Проживая в многоэтажном доме, всегда необходимо думать об устранении возможности затопления нижних соседей.
Необходимость гидроизоляции пола
Установленная гидроизоляция создает надежную преграду для движения влаги в обоих направлениях. В результате устраняется риск следующих негативных явлений:
- Разрушение бетонного основания из-за содержания в воде различных примесей. Также в полу могут образовываться микротрещины, которые со временем разрастаются и формируют значительные дефекты.
- Появление сырости, что приводит к формированию грибка и плесени. В первую очередь это касается помещений, где присутствует большое количество влаги.
- Проникновение воды через пол и попадание ее на нижние этажи здания.
Особенно важно проведение таких работ в полах расположенных над подвалом. Идущая снизу сырость постепенно разрушает любое основание и проникает в комнату.
Разновидности материалов
Для гидроизоляции пола выпускаются разные виды материалов, создающие преграду движению влаги. Каждые из них обладают своими индивидуальными характеристиками, поэтому их использование ведется в зависимости от предъявляемых требований, которые существуют на данной территории. Они могут выглядеть в виде жидкой или густой смеси, листов, а также порошковых веществ.
Обмазочные
Существующие обмазочные материалы выпускаются в виде жидкой или полужидкой консистенций. Они имеют следующие разновидности:
- Битумные мастики. Основу материала составляет битум, в который добавляются наполнители. Это могут быть пластификаторы, латекс или резиновая крошка. Полученная смесь характеризуется хорошей адгезией с основным покрытием. После ее несения на поверхности формируется пленка, не пропускающая влагу и пар.
- Цементно-полимерные мастики. Растворы состоят из двух компонентов и при нанесении хорошо контактируют с основным покрытием. Мастика проникает во все поры и способна выдерживать деформирующие усилия.
- Цементные смеси. Кроме цементной составляющей сюда добавляются синтетические смолы, имеющие порошкообразный вид, а также различные добавки и наполнители.
- Полимерные материалы. При добавлении воды формируется масса, напоминающая пластилин. Это пластичные и надежные составы, которые после нанесения быстро высыхают.
Обмазочные материалы обладают высокой плотностью и после застывания формируют монолитное покрытие. Составы обладают универсальностью и могут наноситься на сложную геометрию поверхности. Невысокая стоимость изоляции в сочетании с удобство эксплуатации обеспечили ей широкое применение при формировании полов.
Оклеечные
В зависимости от формы выпуска оклеечная гидроизоляция бывает следующих видов:
- Рулонная. Изделия имеют фиксированную ширину, которая может составлять от 1 до 3 м, а длина изменяется в широком диапазоне. Материал требует аккуратного обращения, поскольку может разрушиться от механического воздействия.
- Листовая. Характеристики такой оклеечной гидроизоляции совпадают с рулонной разновидностью. Отличительной особенностью является фиксированный размер листов.
- Плиточная. Изделия отличаются малыми размерами и используются для покрытия небольшой поверхности.
- Пленочная. Данный вид покрытия просто расстилается на поверхности без соединения с основанием. Материал отличается невысокой стоимостью и способностью полностью защищать пол от проникновения влаги.
Среди используемых материалов оклеечной гидроизоляции существуют следующие виды изделий:
- Рубероид. Основу составляет пропитанный битумом картон.
- Гидроизол и стеклоизол. Здесь вместо картона выступает стекловолокно. Сверху добавляется еще полимерная присыпка.
- Изол. Представляет собой смесь резины и битума.
Некоторые виды изоляции снабжены клеевой прослойкой, которая облегчает монтаж изделий. К ним относятся Технониколь и Тэхноэласт.
Проникающая гидроизоляция и гидрофобизаторы
Проникающие растворы для гидроизоляции пола состоят из цемента, песка и химических добавок. Смесь наносится на поверхность бетона и проникает в глубь массива. Во время реакции, которая происходит между составляющими бетона и компонентами смеси, формируется нерастворимое соединение, заполняющее все имеющиеся микротрещины в монолите. В результате образовавшийся слой перестает пропускать влагу.
В зависимости от качества бетона применяются разные типы проникающей гидроизоляции. Одни из них используются для устранения крупных трещин, другие укрепляют рыхлые основания. Все эти растворы эффективные, но отличаются высокой стоимостью, поэтому применяются только в случае острой необходимости устранения проблемы.
Использование гидрофобизаторов позволяет делать бетон невосприимчивым к воде. Как результат жидкость скапливаются на его поверхности в виде капель, и не проникает внутрь монолита. Такие растворы изготавливаются двух типов:
- Как добавка к замесу. В результате раствор после застывания перестает пропускать воду на глубину 5 мм.
- Состав наносится непосредственно на застывший бетон и обеспечивает стопроцентное отталкивание жидкости.
Второй вариант используется реже, потому что со временем слой может вымываться, что приводит к ухудшению гидроизоляционных характеристик бетона. При этом замешанные в раствор гидрофобизаторы сохраняют свойства застывшей смеси в течение всего срока ее эксплуатации.
Нанесение обмазочных материалов
Обмазочные материалы наносятся на предварительно обработанную поверхность. Осуществляется процесс подготовки в 3 этапа:
- С поверхности удаляется весь мусор и имеющиеся следы от краски. Эту процедуру следует провести обязательно, чтобы обеспечить хороший контакт между обмазочным материалом и основанием.
- Обрабатываемая территория выравнивается с целью удаления острых выступов. Допустимый перепад высот составляет не более 2 мм.
- На поверхность наносится грунтовка. Такая работа проводится с помощью щетки или распылителя.
На следующем этапе ведется приготовление смеси. Если используются полимерные или битумные растворы, то они сразу после приобретения готовы к применению. Сухие смеси разводятся водой в пропорции, которые указаны на упаковке. Размешивание раствора ведется до тех пор, пока полностью не исчезнут комки и сгустки. Затем в течение 5 минут смесь должна созреть. После этого она готова к применению.
Наносится растввор в 2 слоя. При этом необходимо соблюдать важное требование: после укладки первого слоя он должен затвердеть, но не высохнут окончательно. Затем проводится повторное нанесение. Работа должна осуществляться непрерывно без остановки для обеспечения однородности поверхности.
Работа с оклеечными материалами
Перед началом работы поверхность также очищается, выравнивается и грунтуется. Оклеечная гидроизоляция укладывается двумя способами:
- Холодным. Для этого используется клей, который наносится на рулонное полотно. В результате поверхность материала становится липкой. После этого гидроизоляция прикладывается к основанию и прокатывается валиками.
- Горячим. Этот способ требует наличия квалификации и неподготовленным работникам справиться самостоятельно с укладкой будет сложно. На первом этапе поверхность рулона обрабатывается газовой горелкой. Такая процедура продолжается до тех пор, пока материал не размягчится. После этого он прикладывается к поверхности и также прокатывается валиками.
Чтобы добиться качественного выполнения работы, следует воспользоваться некоторыми советами:
- При укладке листов обязательно обеспечить нахлест.
- Количество слоев должно быть несколько штук. При этом места стыков обязательно перекрываются верхними полотнами. Такая технология укладки позволяет исключить риски проникновения воды.
- Во время работы с материалом следует соблюдать аккуратность, чтобы не повредить изделие.
Если наклейка ведется рулонной гидроизоляции, то в некоторых случаях материал следует сначала раскрутить. Это может облегчить ведение монтажа.
Использование проникающих веществ
Проникающие вещества используются в том случае, когда пол выполнен в виде бетонного основания. Работа по их нанесению состоит из следующих этапов:
- Если на бетоне имеются высолы в виде белого налета, они обязательно должны быть удалены. Это можно сделать механическим путем с помощью, вставленной в болгарку металлической щетки. Такая работа должна быть проведена обязательно иначе налет будет препятствовать проникновению раствора в бетон. Также устранение высолов проводится химическим способом с применением специальных растворяющих растворов.
- Обрабатываемая поверхность насыщается водой в количестве 5 л на 1 квадратный метр. От качества проведенной работы зависит будущая проникающая способность бетона.
- Непосредственное нанесение проникающей изоляции проходит в 2 этапа. Сначала раствор втирается в поверхность бетона губкой, а затем с помощью кисти или шпателя ведется повторное его нанесение, но уже в перпендикулярном направлении.
После укладки финишного слоя поверхность вновь подвергается увлажнению.
Гидроизоляция в ванной, туалете и кухне
Ванная комната, туалет и кухня относятся к помещениям, где чаще всего скапливается влага. Связано это не столько с особенностями территории, а с тем, что здесь существуют наибольшие риски протечек систем. Именно по этой причине гидроизоляции пола на таких участках удаляется повышенное внимание.
Наиболее слабые области представляют собой места соединения стен с полом, которые следует тщательно заделать цементным раствором. Делается это с таким расчетом, чтобы полностью исключить наличие любого размера щелей.
Серьезное внимание обращается на присутствующие трубы. Их лучше всего обработать обмазочной гидроизоляцией. Оптимальным вариантом является использование латексных красок, но может подойти и другая подобная мастика.
Относительно стяжки пола здесь лучше использовать рулонную гидроизоляцию или пленку. Также допускается применение обмазочного варианта. Отличительной особенностью такого покрытия являются плавающие характеристики уложенной стяжки. Причина состоит в отсутствии связи гидроизоляции с основанием.
Что касается кухонного помещения, то здесь вероятность появления воды несколько ниже, чем в ванной комнате или туалете, поэтому проведение всех этих процедур носит больше рекомендательный характер. Однако наличие большого количества труб присутствует и здесь, а значит, существуют риски их порыва.
Гидроизоляция в жилой комнате
Невозможно обойтись без гидроизоляции пола и в жилых комнатах. Ее присутствие формирует следующие положительные моменты:
- Она является преградой поступления влаги с территорий верхних этажей.
- Создает барьер поднимающимся вверх испарениям.
- Предохраняет расположенные между этажами плиты от разрушения в результате постоянного воздействия влаги.
- Повышает срок службы уложенной на бетонную поверхность стяжки.
Следует помнить, что в случае прорыва трубы в санузле из-за поднимающегося уровня вода постепенно начнет поступать на всю территорию квартиры и просачиваться сквозь пол вниз.
Гидроизоляция пола прокладывается и на первых этажах здания. Причина состоит в том, что обычно под зданием находятся подвальные территории, откуда постоянно тянет сыростью, и в комнате будет стоять повышенная влажность. Особенно это касается весеннего и осеннего периодов, когда особого тепла нет, а отопление отключено. В результате создаются условия для появления плесени и размножения грибковых микроорганизмов.
При укладке гидроизоляции на пол основание сначала подготавливается. Для этого устраняются все присутствующие трещины, и удаляется мусор. Поверхность грунтуется с тщательной обработкой всех стыковых соединений и углов. В качестве гидрозащиты используется рулонный материал на битумной основе. При работе обеспечивается необходимый нахлест между листами на величину до 15 см. Важным условием является захват изоляцией стен. Эта величина должна составлять не менее 30 см.
Если в квартире планируется установка теплого пола, то использование битумного ковра неприменимо, поскольку в результате повышенной температуры он расплавится и начнет издавать неприятный запах. В этом случае используются обмазочные смеси, которые не изменяют своих свойств при нагревании.
Потребность гидроизоляции в частном секторе
Установка домов в частном секторе ведется на поверхность земли, от которой постоянно идет сырость. Также источником влаги могут служить подземные воды, протекающие на небольшой глубине. Часто в частном секторе под территорией дома выкапываются подвальные помещения, из которых постоянно исходит сырость. Все эти факторы оказывают существенное влияние даже на изготовленный из бетона пол. В течение непродолжительного времени он становится рыхлым и начинает разрушаться.
Чтобы такого не произошло, уже на стадии строительства дома проводятся работы по гидроизоляционной защите. Они совершаются в следующей последовательности:
- Утрамбовывается дно вырытого под полом котлована.
- Насыпается слой щебня до 15 см.
- Сверху укладывается карьерный песок в таком же количестве.
- Весь уложенный пирог тщательно утрамбовывается.
В результате под поверхностью пола формируется воздушная подушка, препятствующая распространению влаги.
В зависимости от материала изготовления пола сверху на него также накладывается разного вида гидроизоляция. Для бетонной поверхности оптимальным вариантом является монтаж рубероида.
При наличии в частном секторе деревянных полов для их обработки используются следующие виды гидроизоляции:
- Оклеечная с использованием рулонного варианта.
- Окрасочная с применением мастик на бетонной основе.
- Пропиточная в виде обработки древесины жидким стеклом.
При этом основным условием является цельность гидроизоляции, чтобы влажные массы не могли проникнуть сквозь мелкие дефекты.
Качественно проведенная гидроизоляция пола обеспечивает сухость в квартире и исключает возможность разрушения строительной конструкции. Способ проведения работы выбирается в зависимости от вида помещения и возможности хозяина жилплощади.
ZinCo: создай жизнь на крыше
Немецкая компания ZinCo является мировым лидером кровельного озеленения. За более чем полувековой период деятельности она разработала ряд уникальных технологий, позволяющих создавать на крыше зданий естественную зеленую среду с различными видами озеленения, от самых простых до самых настоящих садов на крыше. В настоящее время филиалы компании работают в 45 странах мира. Официальным представителем ZinCo в России и странах СНГ является компания «ЦинКо РУС», которая за годы своей работы уже реализовала множество интересных проектов.
Стоит отметить, что зеленые кровли, в том числе благодаря ZinCo, стали обычным явлением во многих странах уже несколько десятков лет назад. В России у кровельного озеленения история скромнее, но сейчас данный сегмент становится все более востребованным.
Руководитель Санкт-Петербургского офиса OOO "ЦинКо РУС" Сергей Яшенков вспоминает, что идея создать проект природной кровли, к которым также относятся «зеленые крыши», возникла еще в 2001 году. Оказалось, что это довольно сложный продукт, потребовавший глубокого предварительного ознакомления. «Начиная с 2003 года, мы стали изучать мировую практику по производству зеленых кровель. В России тогда этой темой практически никто не занимался, лишь изредка возникали подобные проекты у частных архитекторов и проектировщиков. Но в промышленных масштабах этого не было. Наибольший интерес у нас вызвала продукция лидера кровельного озеленения – компании ZinCo в Германии. В течение пяти лет мы изучали этот вопрос научными и практическими методами, исследовали возможность применения зеленых кровель в российском климате. В 2007 году, после того как наш опыт был признан успешным, в России открылся филиал немецкого концерна ZinCo, сотрудником которого я и являюсь»,- добавил Сергей Яшенков.
В настоящее время в активе «ЦинКо РУС» более 500 реализованных проектов. Среди них: озелененные кровли здания Союза Московских Архитекторов, архитектурного объекта «Городская Площадь» в Москва-Сити, павильона станции столичного метро «ЦСКА»; в Санкт-Петербурге эксплуатируемая кровля была создана на новом корпусе клиники ВМА МО и т.д. «ЦинКо РУС» очень плотно работает и с жилыми объектами. Многие ЖК в Москве, Санкт-Петербурге и других городах были возведены с озелененными крышами и стилобатами. Применяются системы ZinCo и в проектах индивидуального малоэтажного строительства.
«ЦинКо РУС» предлагает различные виды озеленения кровли. Компания работает как с плоскими, так и со скатными кровлями, в том числе, решая сложные задачи эксплуатации кровли (пешеходные зоны, проезжие части для тяжелого транспорта, спортивные и детские площадки и т.д.).
Качество на долгие годы
В чем же привлекательность озелененной кровли от ZinCo? Как отмечают в компании «ЦинКо РУС», в уникальности самих технологий и продуктов немецкого концерна. Используются они на практике достаточно давно, но постоянно дорабатываются и адаптируются, в том числе, под определенные географические особенности и отвечают всем современным требованиям. В частности, гарантия на решения ZinCo до 35 лет.
Кроме того, «ЦинКо РУС» контролирует весь комплекс строительно-монтажных работ по устройству крыш. Таким образом, обеспечивается качество исполнения проектного решения. За счет высокого качества технических решений и использования оригинальных материалов ZinCo, высокого профессионализма сотрудников «ЦинКо РУС» заказчик зеленой крыши может на длительные годы существенно сократить расходы на ее эксплуатацию.
По словам Сергея Яшенкова, в работе используются только оригинальные материалы ZinCo. Поставляются они из Германии. Также с 2015 года по программе импортозамещения некоторые материалы ZinCo начали производиться и в России. В целом, практически все продукты ZinCo обладают уникальными техническими характеристиками. «Приведу пример, у нас есть высокопрочная профилированная мембрана для эксплуатируемых кровель - Стабилодрейн SD30. Этот материал позволяет сократить сроки производства работ на две недели и организовать производство работ на кровле без отливки распределительной железобетонной плиты»,- добавляет он.
Знание-сила
Специалисты «ЦинКо РУС» не только занимаются озеленением кровель на множестве отечественных объектов, но и проводят большую просветительскую работу. Компания регулярно проводит семинары, на которых рассказывает о современных технологиях, материалах и трендах в сегменте озеленения и строительства эксплуатируемых крыш. Также представители «ЦинКо РУС» принимают участие в симпозиумах, международных и региональных конференциях. Таким образом, компания стоит в авангарде развития и популяризации зеленых технологий в строительстве в России.
Стоит добавить, что «ЦинКо РУС» является одним из разработчиков национального стандарта по озеленению крыш (ГОСТ Р 58875-2020). С 1 июня 2020 года он вступил в силу и должен способствовать реализации новых качественных проектов в данной сфере.
«Перед собой мы ставим множество планов и задач. Конечно же, их реализация будет во многом зависеть от того, как будет двигаться стройка в России. Хочу отметить, что я и мои коллеги, готовы делиться своим опытом и наработками, принимая участие в проектах с эксплуатируемыми кровлями различного назначения»,- подчеркнул Сергей Яшенков.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Здесь будет сад. Зеленые кровли становятся архитектурным трендом
«Зеленые стандарты» необязательного характера следовать или нет ?
Опыт одновременного строительства подземной и надземной частей здания методом up-doun
В условиях плотной городской застройки, а также дефицита свободных участков подземное строительство приобретает особую актуальность, однако местная специфика и гидрогеологические условия делают задачу возведения подземных объектов очень непростой. Это стимулирует инженеров использовать новые методы, которые обеспечивают безопасную эксплуатацию окружающей застройки, позволяют проводить подземные работы практически на любой глубине даже в самых сложных инженерных и геологических условиях. Одним из таких является метод up-down, или «вверх-вниз». Такой способ позволяет на нулевой отметке выполнить перекрытие и продолжить строительство одновременно как вверх, так и вниз. Данная технология является актуальной в современных условиях строительства, так как позволяет возводить здания с меньшим задействованием близлежащих территорий. В статье описан принцип технологии up-down, представлен порядок производства работ, рассмотрены основные преимущества и недостатки данного метода, приведены результаты геотехнического мониторинга окружающей застройки.
Основной областью применения метода up-down является устройство глубоких котлованов в пределах плотной городской застройки. Обычно этот метод используется при невозможности выполнения грунтовых анкеров вследствие стесненных условий и существующей развитой подземной части на соседних участках [1–7]. Кроме того, этот метод используется при малых допустимых деформациях окружающих зданий и сооружений. Явным преимуществом метода up-down является высокий темп строительства при устройстве высотной части (рис. 1).
Рис. 1. Схема производства работ по методу up-down
При многих преимуществах этого метода строительства он в большинстве случаев ведет к удорожанию строительного производства по сравнению со строительством в открытом котловане. Особую сложность представляет собой организация снабжения и логистики при подобном виде работ [8]. Следует отметить, что устройство подземной части по методу «вверх-вниз» требует высокой квалификации подрядчика и детальной проектной проработки [9].
Для производства работ по устройству подземной части при данном методе строительства используется технологии «стена в грунте» и струйная цементация грунта (Jet-grouting). Проектирование конфигурации стены выполняется с учетом особенностей технологического оборудования (гидрофрезы). В ходе подготовительных работ по контуру будущей ограждающей конструкции выполняется форшахта шириной 60…80 см и глубиной до 3,0 м. Стенки форшахты раскрепляются железобетонными монолитными конструкциями.
Разработка грунта в траншее и бетонирование выполняются под защитой глиняного тиксотропного раствора, приготовляемого из бентонитовой глины, что обеспечивает устойчивость стенок траншеи от обрушения. Параметры раствора корректируются при производстве работ на опытном участке.
Укладка бетонной смеси панелей ограждающей конструкции производится методом вертикального подъема трубы. Бетонирование стен под защитой глиняного раствора должно выполняться не позднее чем через 8 часов после образования траншеи в захватке. Бетонирование одной захватки проводится непрерывно на всю высоту. Между захватками выполняется холодный рабочий шов, а армирование захватки — сборными пространственными арматурными каркасами. Глубина ограждающей конструкции по данной технологии может достигать 25…30 м.
По грунтовым условиям «стена в грунте» может применяться в любых дисперсных грунтах.
При устройстве больших котлованов, внутри которых возводится здание или сооружение, ограждающие конструкции, выполненные методом «стена в грунте», используют как внешние стены подземной части. В этом случае нагрузка от здания передается на фундаменты, не связанные с ограждающими стенами.
При необходимости ограждающие конструкции, устраиваемые методом «стена в грунте», могут выполнять двойную функцию: являются и ограждением котлована, и конструктивным элементом.
Современные технологии позволяют устраивать конструкции подземных сооружений разных форм, но традиционные и наиболее часто встречающиеся — конструкции из прямолинейных стенок.
При наличии грунтов, содержащих твердые включения природного или техногенного происхождения (крупные валуны, обломки бетонных конструкций, каменной кладки и др.), при проходке траншеи используется техника, оснащенная фрезерным оборудованием, например, фирм «Бауэр», «Касагранде».
Использование грейферного оборудования, которым крупные включения извлекаются, может привести к деформированию стенки траншеи, падению уровня тиксотропного раствора и деформациям окружающего массива и близ расположенных зданий.
Для надежного уплотнения проблемных стыков между панелями траншейных стен, как показал опыт строительства, успешно может быть применена технология струйной цементации jet-grouting. Она заключается в разрушении и перемешивании грунта мощнонапорной струей цементного раствора, исходящего под высоким давлением из монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны. В результате в грунтовом массиве формируются сваи диаметром 0,6–1,5 м из нового материала — грунтобетона с достаточно высокими несущими и противофильтрационными характеристиками. При этом цементационные работы могут выполняться как снаружи ограждающих котлован стен, так и изнутри котлована до его разработки. С этой целью в зависимости от прогнозируемой величины раскрытия стыков с глубиной могут быть применены неармируемые или армируемые металлическими трубами грунтоцементные колонны диаметром 60 или 80 см.
Для разработки грунтового ядра внутри подземного сооружения, возводимого способом «стена в грунте», рекомендуется применять технологию, которая предусматривает разработку вначале центральной части грунтового массива на глубину одного яруса с сохранением по периферии нетронутых участков. Такой прием облегчает работу ограждающей конструкции. Затем монтируются распорные конструкции, и разрабатывается оставшаяся часть грунта. Одним из существенных преимуществ данных технологий является возможность устройства как отдельных, так и протяженных подземных конструкций с поверхности земли без экскавации котлована [10].
Производство работ по методу up-down считается одним из самых сложных видов строительного производства с геотехнической точки зрения и предусматривает комплексную программу мониторинга в период строительства здания [11].
- Характеристика объекта строительства
Рассматриваемая площадка строительства обладает практически всеми перечисленными осложняющими факторами:
Инженерно-геологические и гидрогеологические условия.
В геологическом строении площадки принимают участие следующие элементы (рис. 2): ИГЭ-1. Современные техногенные отложения, песчано-суглинистые грунты со щебнем кирпича. ИГЭ-2. Глина мягкопластичной консистенции. ИГЭ-3. Суглинки мягкопластичной и тугопластичной консистенции. ИГЭ-4. Супеси пластичные. ИГЭ-5. Пески пылеватые, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-6. Пески мелкие, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-7. Пески средней крупности, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-8.1. Глина полутвердая. ИГЭ-8. Мергель малопрочный. ИГЭ-9.1. Известняк, разрушенный до щебня и дресвы. ИГЭ-9. Известняк малопрочный. ИГЭ-10. Глина полутвердая.
Подземная вода встречена на глубине 3,7…4,0 м от поверхности.
В представленных инженерно-геологических условиях, при наличии в основании значительной толщи слабых грунтов и высоком уровне грунтовых вод, основным требованием к ограждающей конструкции котлована является обеспечение минимального поступления воды в котлован и ограничение дополнительных вертикальных перемещений окружающей застройки. Для определения зданий и сооружений, на которые возможно влияние от строительства проектируемого, предварительно назначается 30-метровая зона, которая впоследствии уточняется расчетами. Выполняется обследование зданий, определяется история их строительства, техническое состояние основных конструктивных элементов. Величина допустимого влияния определяется исходя из условия обеспечения надежности здания и зависит от его технического состояния и конструктивной схемы.
Рис. 2. Инженерно-геологический разрез площадки строительства
Градостроительная и геотехническая ситуация.
Строящееся здание возводится в существующем квартале исторической застройки на месте демонтированного здания. При этом по градостроительным условиям было необходимо сохранить исторический фасад здания, выходящий на улицу. В зону влияния строительства попадают 15 зданий, техническое состояние зданий по результатам обследования оценено как удовлетворительное, предельные дополнительные осадки этих зданий ограничены диапазоном 10…30 мм. Для обеспечения сохранности и механической безопасности зданий при производстве работ по строительству здания и в ходе его эксплуатации необходимо было выполнить комплекс работ по улучшению механических свойств грунтовых оснований (метод компенсационного нагнетания цементного раствора) и усилению конструкции фундаментов. На всех этапах производства работ был организован мониторинг за развитием вертикальных перемещений и техническим состоянием основных конструкций зданий. Схема расположения наблюдательных марок приведена на рис. 3.
Рис. 3. Схема размещения наблюдательных марок (вертикальные перемещения)
Характеристика строящегося здания.
Здание монолитное, железобетонное, с максимальной отметкой верха 34,10 м, прямоугольной формы в плане, состоящее из 6-этажной надземной части и 3-этажной подземной части (гаража). Несущие конструкции — продольные и поперечные монолитные железобетонные стены и колонны. Максимальная глубина котлована 12,60 м. Способ разработки котлована up-down: заглубление под защитой дисков плит перекрытий с возможностью одновременного строительства вверх. Конструкция ограждения котлована: траншейная стена толщиной 640 мм, выполняемая гидрофрезерным оборудованием (базовая машина BAUER BG-28 с гидрофрезой BC-32). Фундамент — свайное поле со сваями-бареттами, опирающимися на однородный скальный грунт (известняки). Вся эксплуатационная нагрузка передается на сваи, железобетонная плита подстилающего слоя толщиной 250 мм не связывается со сваями.
2. Последовательность выполнения работ
Производство работ по устройству подземной части здания выполнялось в следующей последовательности:
Этап 1. Выполнение компенсационного нагнетания цементного раствора в грунтовое основание фундаментов зданий окружающей застройки. Усиление конструкции фундаментов зданий окружающей застройки. Устройство буроинъекционых свай в основании фундаментов сохраняемой части фасада (рис. 4).
Рис. 4. Схема выполнения работ по усилению грунтового основания фундаментов существующих зданий
Усиленный таким образом грунтовый массив является новым техногенным образованием, обладающим высокой степенью жесткости. Методика уплотнения позволяет уплотнять не только дисперсные связанные грунты (глины, суглинки, супеси), но и несвязанные дисперсные грунты (пески, насыпные техногенные грунты). Расширение возможностей применения технологии на широком спектре грунтов происходит за счет подбора качественной характеристики раствора, обеспечивающей ее высокую проникающую способность. Наличие грунтовых вод не является противопоказанием к применению высоконапорной инъекции.
Этап 2 (рис. 5). Выполнение форшахт для устройства ограждения по периметру подземной части здания и для выполнения свай-баретт. Производство работ по устройству монолитной железобетонной плиты рабочего уровня с направляющими гильзами для устройства скважин цементации. Бурение скважин и цементация скального грунта. После цементации вдоль периметра ограждения котлована образуется слой скального грунта с достаточными противофильтрационными свойствами для разработки вертикальных траншей
Рис. 5. Этапы устройства форшахт ограждения по периметру и баретт, цементации основания и бетонирования плиты рабочего уровня
Рис. 6. Этапы устройства ограждающей конструкции, свай-баретт и экскавации котлована
под защитой бентонитового раствора. Водопроницаемость зацементированных грунтов контролируется по величине удельного водопоглощения, установленного при гидравлическом опробовании контрольных скважин. В основании баретт формируется непрерывный пласт сплошного зацементированного скального массива с нормативным пределом прочности на одноосное сжатие — R_с≥11,0 МПа. Для контроля прочности выполняется отбор образцов и их лабораторные испытания.
Этап 3 (рис. 6). Устройство траншейной стены ограждения подземной части методом «стена в грунте» гидрофрезерным оборудованием (единичная заходка — 2800 х 640 мм) в две очереди по захваткам с заведением в водоупор (ИГЭ-10) не менее чем на один метр. Устройство замыкающих грунтобетонных элементов, выполняемых по технологии струйной цементации грунта (Jet-1), между криволинейными захватками с заведением до отметки кровли скального грунта (ИГЭ-8).
Этап 4. Устройство баретт (2800 х 640 мм) с «сердечниками» под временные и постоянные железобетонные и стальные колонны и баретт под башенный кран по технологии «стена в грунте».
Этап 5. Демонтаж форшахт и железобетонной плиты рабочего уровня. Устройство фундамента башенного крана. Срубка шламового бетона верхней части ограждения котлована на высоту 500 мм. Устройство обвязочной балки и периферийной части плиты перекрытия на отметке (-0.100) по инвентарной опалубке.
Этап 6. Поэтапная экскавация котлована до отметки -4,550 м. Демонтаж временных колонн.
Этап 7. Устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия на отметке (-4.550) по бетонной подготовке. Устройство вертикальных несущих конструкций минус первого этажа.
Этап 8. Устройство центральной части плиты перекрытия с технологическими проемами на отметке (-0.100). Эта конструкция позволяет вести работы по устройству надземной части здания, поскольку опирается на ранее выполненные сваи баретты и не требует устройства фундаментной плиты на минус третьем уровне. Начало строительства надземной части здания без ограничения скорости производства работ и этажности.
Этап 9. Разработка грунта котлована малогабаритной техникой до отметки -8.500. Устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия минус второго этажа на отметке -8.200.
Этап 10. Разработка грунта котлована малогабаритной техникой до отметки -12,600 м. Срубка и оформление оголовков баретт. Устройство дренажной системы по дну котлована. Устройство монолитной железобетонной плиты пола минус третьего этажа.
Этап 11. Устройство вертикальных несущих конструкций минус третьего этажа.
Этап 12. Завершение работ по устройству монолитной железобетонной плиты минус второго этажа. Устройство пандусов и лестничных маршей. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус третьем этаже. Для устройства монолитной прижимной стенки в перекрытиях были предусмотрены технологические гильзы-направляющие.
Этап 13. Устройство вертикальных несущих конструкций минус второго этажа. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус втором этаже.
Этап 14. Ликвидация временного технологического проема в железобетонной плите на отметке -0.100. Демонтаж временных колонн.
Этап 15. Демонтаж башенного крана. Демонтаж ростверка и баретт башенного крана. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус первом этаже. Устройство наружной вертикальной гидроизоляции стилобатной части здания и благоустройство территории.
3. Геотехнический мониторинг
В ходе геотехнического мониторинга выполнялись высокоточные геодезические измерения отметок установленных деформационных марок, оценивалась динамика развития вертикальных перемещений зданий и проводилась визуальная оценка их технического состояния. Динамика развития наиболее интенсивных вертикальных перемещений показана на рис. 7. Вертикальные перемещения остальных марок имеют меньшие значения. Относительная разница дополнительных осадок фундаментов существующих зданий также не превысила предельно допустимого уровня.
Рис. 7. Динамика развития вертикальных перемещений деформационных марок
О стабилизации осадок зданий окружающей застройки можно судить по изменению скорости их развития, а она имеет явную тенденцию к снижению. Это можно хорошо проследить на графике построенных по данным наблюдений. Если в начальный период наблюдения она составляла 0,1…0,15 мм/сут, то через 90 суток она составила 0,03…0,45 мм/сут, следовательно, снизилась в 2,5 …3,0 раза. Такое снижение скорости развития абсолютной величины вертикальных перемещений свидетельствует о процессе их стабилизации.
Заключение
Выбор метода производства работ up-down по устройству здания в стесненных городских условиях оказался полностью оправданным. Использованные при реализации этого метода технологии позволили выполнить работы в установленные сроки, с качеством обеспечивающим механическую безопасность как строящегося объекта, так и окружающей застройки. Производство работ хотя и является технически сложным, но при надлежащем уровне мониторинга позволяет оптимизировать сроки проведения работ. Полученный в ходе строительства опыт может быть в дальнейшем использован при проектировании и строительстве объектов такого уровня сложности.
Литература
1. Абелев М. Ю. Особенности технологии проведения работ по устройству фундаментов: Учеб. пособие / М. Ю. Абелев, Б. М. Красновский. М.: Б. и., 1980. — 45 с.
2. Абелев М. Ю. Деформации сооружений в сложных инженерно-геологических условиях. М.: ЦМИПКС при МИСИ им. В. В. Куйбышева, 1982. — 290 c.
3. Строительство зданий и сооружений в сложных грунтовых условиях / [М. Ю. Абелев, В. А. Ильичев, С. Б. Ухов и др.]; под ред. М. Ю. Абелева. М.: Стройиздат, 1986. — 104 с.
4. Абелев М. Ю., Чунюк Д. Ю, Бровко Е. И. Выправление кренов высотных промышленных и гражданских зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2016. — № 11. — С. 54–59.
5. Катценбах Р., Шмитт А., Рамм Х. Основные принципы проектирования и мониторинга высотных зданий Франкфурта-на-Майне. Случаи из практики // Реконструкция городов и геотехническое строительство. 2005. № 9. C. 80–99.
6. Конюхов Д. С. Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения. М.: Архитектура, 2005. — 298 с.
7. Chang-Yu Ou. Deep Excavations. Theory and Practice. London: Taylor & Francis, 2006. — 532 p.
8. Щерба В. Г., Абелев К. М., Храмов Д. В., Сагалаков Г. В., Бахронов Р. Р. Особенности обеспечения объектов строительства монолитных многоэтажных зданий в стесненных городских условиях. //Вестник МГСУ. — 2008. — № 3. С. 146–149.
9. Юркевич П. Б. Возведение монолитных железобетонных перекрытий при полузакрытом способе строительства подземных сооружений //Подземное пространство мира. — 2002. — № 1. — С. 13–22.
10. Makovetskiy O., Zuev S. Practice device artificial improvement basis of soil technologies jet grouting. Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 165: 15th Intern. sci. conf. Underground Urbanisation as a Prerequisite for Sustainable Development 12–15 Sept. 2016, St. Petersburg, Russia. — P. 504–509.
11. Маковецкий О. А. Зуев С. С. Опыт проведения испытаний баретты большой длины в условиях плотной городской застройки // Жилищное строительство. 2018. — № 9 —С. 13–18.
Авторы статьи:
М. Ю. АБЕЛЕВ, С. С. ЗУЕВ , Р. Р. АХМЕТШИН
Центр инновационных технологий в строительстве Института ДПО ГАСИС НИУ ВЩЭ
АО «Нью Граунд»