Реставрация культурных объектов
Любые строительные объекты, построенные в древние века, с течением времени разрушаются. Поскольку они имеют высокую культурную ценность, с ними проводятся реставрационные работы, которые представляют собой спланированное вмешательство человека с целью восстановления их материальной и исторической ценности. Данный процесс проводится с большой осторожностью. Он включает в себя ряд этапов, каждый из которых требует предельного внимания, чтобы в конечном итоге культурный объект приобрел свой первоначальный исторический вид. Как проводится строительная реставрация, хорошо описано здесь.
Исторические сведения
Если посмотреть на историю, то реставрационные работы проводились уже много веков назад. Связано это было с непрерывным развитием архитектуры и искусства. Исторические объекты на протяжении времени разрушались и требовали восстановления, поскольку многие из них представляли собой настоящие произведения искусства. До нашей эры к ним относились статуи и храмы Древнего Египта, которые с веками разрушались и требовали восстановления. По тем временам такие работы приводились с использованием имеющихся материалов и доступной техники. Также, кроме статуй и храмов, восстанавливались скульптуры и разрушенные здания.
Позднее, когда появились монастыри и церкви, восстановлению стали подвергаться религиозные ценности. Кроме зданий реставрировались иконы, имеющее культурное значение.
С наступлением эпохи Возрождения проявился большой интерес в Европе к античному искусству, которое требовало восстановления. Однако в те времена были другие представления о реставрации, поэтому архитектурные объекты часто изменялись и дополнялись, что приводило к несоответствию их первоначальному виду.
С наступлением XIX века в восстановлении объектов появился научный порядок. Теперь такими работами стали заниматься организации, которые выполняли их в соответствии с разработанными нормами.
Наконец в XX веке к реставрации стал применяться профессиональный подход. Вся работа проводилась на основании разработанных технологий и современного оборудования. Использование лазерной техники и компьютерных моделей сразу дало качественный толчок в восстановлении культурных объектов.
Преследуемые задачи
Все виды реставрационных работ преследуют решение следующих задач:
- Восстановление первоначального состояния. В данном случае целью является возврат объекта к его первоначальному виду или, по возможности, максимальному выполнению этого условия. Сюда относится ремонт поврежденных участков или замена тех, которые уже утрачены. Также обращается внимание на восстановление цвета всех элементов конструкции. Основная задача состоит в том, чтобы объект возобновил свою функциональность.
- Продление жизни. Такие работы проводятся с объектом, который находится в плохом состоянии. Основной целью является продление его срока существования, чтобы он прослужил еще хотя бы некоторое время.
- Улучшение функциональности. Это относится к зданиям, имеющим высокую историческую ценность, но функционирующим и в настоящее время. Здесь задачей является подведение к современным стандартам.
- Сохранение объекта на будущие времена. Обычно это касается таких объектов, которые не эксплуатируются в данный момент, но нуждаются в реставрации, чтобы они стали наследием будущих поколений.
- Образовательная ценность. В этом случае ведется реставрация здания для обучения людей истории, которая непосредственно связана с данным объектом.
- Повышение эстетики. Такая необходимость возникает тогда, когда исторический объект находится в центральной части города, и существует потребность в улучшении его внешнего вида.
- Поддержка развития. Это касается тех зданий, которые могут еще эксплуатироваться с учетом минимизации рисков воздействия окружающей среды. В таком случае они подвергаются реставрационным работам, что устраняет необходимость возведения новых сооружений.
Целью любой реставрации является популяризация исторических сведений. Наличие качественно восстановленного объекта, построенного много веков назад, как нельзя лучше обеспечивает выполнение этой задачи.
Принципы реставрации
При проведении реставрационных работ всегда руководствуются следующими принципами:
- Уважение к ценности. Каждый объект после окончания реставрационных работ должен соответствовать своему первоначальному облику. Это означает, что во время работы должны быть полностью сохранены все его первоначальные детали и формы, а также использоваться исключительно оригинальные материалы. Только в данном случае у объекта будет сохранена его атмосфера.
- Сохранение аутентичности. Под этим понятием понимается не просто возврат объекту оригинального вида, а его восстановление с учетом техники и стиля первоначальной постройки. Кроме того, должны быть учтены все изменения, произошедшие на протяжении многих последующих веков. Только в этом случае данное сооружение будет по-настоящему привлекать к себе внимание.
- Устойчивость и долговечность. Данный принцип означает, что во время проведения реставрационных работ обязательно должны быть использованы только качественные материалы. Это требуется для того, чтобы последующие восстановительные работы потребовалось проводить только в далеком будущем.
- Минимальное вмешательство. В процессе реставрации требуется сохранять осторожность, чтобы объект сохранил свою историческую атмосферу и передавал ее посещающим туристам. С этой целью требуется минимизировать все изменения.
- Научный подход. Прежде чем заниматься восстановлением, следует исследовать объект на основании существующей документации. А именно подробно изучить его строение и технику работы.
- Доступность. Все реставрационные работы должны проводиться так, чтобы восстановленный объект стал доступен в понимании. Это касается как специалистов, так и общественности.
Данных принципов требуется обязательно придерживаться во время реставрации объекта, поскольку только соблюдение таких условий обеспечит качество выполнения работы. Также следует добавить, что во время ремонта ни в коем случае нельзя экономить, иначе это скажется на конечных результатах. Более подробно мы описывали это здесь.
Факторы ухудшения состояния культурных объектов
На ранней стадии развития цивилизации для возведения культурных объектов использовались органические материалы, не обладающие долговечностью. В первую очередь к ним относилась древесина. Под воздействием стихийных факторов дерево быстро разрушалось.
Только с использованием неорганических материалов у возводимых архитектурных произведений значительно увеличился период существования. Многие сооружения датируются еще бронзовым веком, потому что для их строительства использовались камень, кирпич, бетон.
С течением времени на разрушение исторических ценностей влияют существующие объективные факторы. К ним относятся пожары, влага, различные вредители и непосредственное физическое воздействие.
Также к разрушению античной культуры приводит туризм, поскольку большое количество людей увеличивает в закрытом помещении процент влажности. Это сопровождается повышенной эрозией материала. Вместе с тем, туризм приносит большие экономические выводы, а вырученный капитал может идти на реконструкцию сооружений.
От пожара
Поскольку многие исторические ценности изготавливались из легковоспламеняющихся материалов, ущерб от пожара может быть очень большим. Причинами становятся внутреннее замыкание проводки или внешнее появление огня в результате лесных пожаров или удара молнии. В таком случае восстановление зданий начинается путем замены поврежденных деревянных балок конструкции. Это нужно делать как можно быстрее, потому что есть риск обрушения здания. В дальнейшем уже можно заняться удалением досок сгоревших полов. Все работы проводятся в плановом порядке. Одновременно сгоревшее здание подробно исследуется, чтобы реставрация культурного объекта не привела к изменению его первоначального вида.
Повреждение водой
Жидкость, откуда бы она ни поступала (с внешней или внутренней стороны), часто наносит существенный ущерб любому историческому зданию, что сопровождается большим количеством повреждений, требующих устранения путем реставрации. Авария может произойти из-за разрыва труб или в результате наводнения. Даже при небольшом количестве в любом случае пострадает окраска стен.
При повышенной влажности на внутренней поверхности будет возникать плесень. Во время реставрации ее следует удалить и, если под ней находятся деревянные элементы, то заменить. Это относится и к другим материалам, которые хорошо впитывают воду.
Вредители
Сюда включаются различного вида насекомые, питающиеся древесиной. Это может нанести существенный вред деревянным элементам конструкции исторического здания. Также большой ущерб наносится грызунами, что часто приводит к необходимости замены несущих балок.
Чтобы избежать таких проблем, следует принимать профилактические меры и, при наличии первых признаков вредителей, сразу ставить на них ловушки. Если вовремя не заметить атаки вредителей, то иногда последствия могут принять непоправимый характер. Стачивание несущих элементов опасно тем, что по всему зданию пойдут трещины, и оно уже не будет подлежать реставрации. Этого не следует допускать, потому что многие древние объекты представляют собой настоящую историческую ценность.
Этапы реставрации
Реставрация культурного объекта относится к ответственному мероприятию, поскольку в процессе ее выполнения можно нанести серьезный ущерб исторической ценности. Такие работы состоят из следующего ряда этапов:
- Исследование объекта, который будет реставрироваться, с полным его документированием. Для этого детально изучается история восстанавливаемой ценности, состояние материалов конструкции и техника постройки. До начала работы фотографируются все детали, которые будут подвергаться реставрации. Подготовительный этап является очень важным, поскольку дает возможность провести оценку состояния объекта.
- После подготовки документации на основании полученной информации определяются цели и задачи всей реставрации. В каждом конкретном случае они могут быть разными, поскольку тут все зависит от степени разрушений. Однако они всегда включают в себя потребность сохранения у объекта исторической достоверности, чтобы он не потерял ценность. С этой целью используются такие методы как реконструкция, консервация, репликация и очистка.
- Дальше составляется план действий. Он разрабатывается, исходя из проведенной оценки требуемого комплекса мер. Каждый пункт плана согласовывается и уточняется на основании его необходимости и обоснованности. Здесь наряду с учетом исторической ценности объекта также принимаются во внимание выделенные бюджетные средства и временные ограничения. С этими факторами необходимо тоже считаться, поскольку они накладывают существенный отпечаток на конечные результаты.
- Начинается проектирование будущих изменений. Оно включает в себя разработку чертежей и написание спецификаций. Занимаются этим инженеры, обладающие большим опытом подобной работы. Числятся они в компании, имеющей лицензию на такую деятельность.
- Происходит непосредственное выполнение работы на основании составленного плана и разработанного проекта. Для этого сначала ведется общая очистка объекта от различных загрязнений. В случае необходимости устраняются мелкие повреждения, не занесенные в общую документацию. На основании разработанной спецификации подбираются все стройматериалы, которые требуются для замены поврежденных элементов конструкции и последующей отделки. Основным условием является их подбор в соответствии материалами, использующихся в процессе первоначальной постройки. Также для работы приобретаются специальные инструменты, необходимые для выполнения реставрации.
- Проводится контроль над всеми проведенными реставрационными работами. Проверка состоит в установлении соответствия объекта поставленным целям и задачам. В случае выявления несоответствий проводятся дополнительные работы с учетом требуемых корректировок.
- Последний этап включает в себя составление отчета о проведенных работах. В документацию включается информация об исследовании объекта, использованных материалах, методах и стратегии реставрации. Все эти бумаги создаются для будущих поколений, которые станут заниматься восстановлением данного объекта.
Следует понимать, что реставрация часто не ограничивается только работами с основным сооружением.
Иногда восстановления требуют внутренние принадлежности. К ним относятся мебель, различные предметы обихода и элементы живописи. Для такой работы приглашаются специалисты, являющиеся профессионалами своего дела.
Методы реставрации
Технология реставрационных работ культурных ценностей предполагает использование следующих методов:
- Консервация. Данный метод предусматривает защиту объекта с целью сохранения его от возможного разрушения. Для этого проводятся действия, исключающие влияние различных вредных факторов. Среди них температурные изменения, свет, влага и биологическое воздействие. В процессе ведения консервации сначала поверхность очищается, а сверху наносится защитное покрытие. Также ведется установка систем, контролирующих влияние окружающей среды.
- Реконструкция. Здесь изучаются поврежденные части сооружения и по мере возможности восстанавливаются. В случае их отсутствия элементы заменяются новыми деталями. Реконструкция предусматривает следующие виды работ: нарезание резьбы, восстановление живописи, моделирование. Делается с целью восстановления внешнего вида и целостности объекта.
- Консолидация. В этом случае работа направляются на укрепление поврежденных мест. Для этого применяется инъекция консолидантов или специальные клеи. В результате сохраняется целостность конструкции и прекращается дальнейшее ее разрушение.
- Реставрация цвета. С течением времени у цветов изменяется оттенок, и они нуждаются в восстановлении. Сначала материал очищается от грязи, а затем с него удаляются нанесенные более поздние покрытия. Такая работа проводится с помощью ретуширования или путем смешивания разных цветов с последующим их тонким нанесением на подготовленную поверхность.
- Реставрация текстур и фактуры. В этом случае происходит удаление присутствующих дефектов путем заполнения специальным составом образовавшихся трещин. Для этого используются инструменты, с помощью которых объекту придается первоначальный внешний вид.
Если культурный объект не представляет собой масштабного произведения, то ему требуется обеспечить надлежащее хранение. Для этого строится специальное помещение, в котором постоянно контролируется температура и влажность.
Реставрация культурных объектов позволяет восстанавливать и сохранять на протяжении длительного времени множество исторических ценностей. Сюда включаются крупные сооружения, а также небольшие и среднего размера произведения. Такая работа поставлена на научную основу, поэтому в ней используются доведенные до совершенства методы и технологии.
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.