Капиллярный подъем влаги

Капиллярное поднятие

  • > Главная
  • > Инженерные изыскания
    • > Для чего нужны изыскания
    • > Изыскания шаг за шагом
    • > Мелочи, о которых стоит знать
    • > Изыскания для выбора участка
    • > Отбор образцов грунта
    • > Типы грунтов
    • > Свойства грунтов
    • > Геологический разрез
    • > Бурение ручным буром
    • > Инженерно-геологическая съемка
    • > Опасные геологические процессы
    • > Морозное пучение
    • > Суффозия
    • > Карст
    • > Оползни
    • > Просадочность грунтов
    • > Обвал
    • > Вопросы и ответы
  • > Определение свойств грунтов
    • > Определение плотности грунтов
    • > Определение влажности грунтов
    • > Пределы пластичности грунтов
    • > Пористость грунта
    • > Виды пористости
  • > Фундаменты
    • > Выбор типа фундамента для дачи
    • > Глубина заложения фундамента
    • > Исходные данные для расчета фундамента
    • > Определение несущей способности грунта
    • > Особенности свайных фундаментов
    • > Фундамент по технологии ТИСЭ
    • > Техническая мелиорация грунтов
    • > Дренаж фундамента дома
  • > Подземные воды
    • > Методы поиска воды на участке
    • > Колодец или скважина
    • > Выбор места для скважины
    • > Выбор водоносного горизонта
    • > Химический состав подземных вод
    • > Способы бурения
    • > Конструкция скважины
    • > Устройство фильтров
    • > Сколько воды может дать скважина
    • > Опытно-фильтрационные работы
    • > Вопросы и ответы
  • > Cтатьи
    • > Оползень в Коломенском, Москва
    • > Оползень на Карамышевской наб., Москва
    • > Оползни в Новом Иерусалиме
    • > Мониторинг оползней
    • > Разновидности кремнезема
  • > Контакты
  • > О себе
  • > Справочник геолога
    • > Абиссаль
    • > Абразия
    • > Бугор пучения
    • > Булгуннях
    • > Верховодка
    • > Влагоемкость грунта
    • > Водоотдача грунтов
    • > Выветривание
    • > Галечник
    • > Геологическая среда
    • > Глина
    • > Горный удар
    • > Декантация
    • > Делювиальные отложения
    • > Друмлин
    • > Жила
    • > Заболачивание
    • > Землетрясение
    • > Земная кора
    • > Зона аэрации
    • > Известняк
    • > Ил
    • > Иольдиевые глины
    • > Канава
    • > Капиллярное поднятие
    • > Карстовый процесс
    • > Кливаж
    • > Кольматация
    • > Ледниковые отложения
    • > Лёсс
    • > Лёссовидные породы
    • > Макропористость грунта
    • > Мел
    • > Наледь
    • > Овраг
    • > Песок
    • > Плывун
    • > Почва
    • > Прочность грунта
    • > Торф
    • > Усадка грунта
    • > Флювиогляциальные отложения

Гидроизоляция фундамента своими руками

Фундамент – основа здания, непосредственно контактирующая с грунтом, при этом большая его часть имеет непосредственный контакт с почвенными слоями. Грунтовые воды и атмосферные осадки воздействуют на фундамент, при этом происходит его размывание и разрушение. Особенно опасно воздействие на влажный фундамент минусовых температур: замерзая в порах и микротрещинах, вода расширяется, образуются трещины, резко уменьшающие сопротивление фундамента нагрузкам. Решение этой проблемы – гидроизоляция фундамента, в частном доме ее вполне можно выполнить своими руками.

Гидроизоляция фундамента своими руками

Виды гидроизоляции и их особенности

В современном строительстве применяются различные способы гидроизоляции фундамента:

  • обмазочная – обработка фундамента составами, имеющими высокое сопротивление влаге, например, битумными или полимерными мастиками;
  • пропиточная – обработка составами, имеющими высокую проникающую способность. Они заполняют капилляры материала и образуют негигроскопичный слой толщиной до нескольких десятков сантиметров;
  • оклеечная – оклейка фундамента рулонными материалами, обработанными клеящими составами. Они бывают наплавляемыми, требующими разогрева, либо самоклеящимися.
  • монтируемая – гидроизоляция с помощью шипованных геомембран из полимерного полотна, собираемых в единую влагонепроницаемую поверхность.

Гидроизоляция с помощью мастики

Мастики для гидроизоляции фундамента своими руками изготовлены на основе битума или каучука с добавлением различных присадок, повышающих прочность и эластичность: армирующих волокон, пластификаторов, колеровки. Колер добавляют в различные слои наносимой мастики, чтобы степень покрытия каждого слоя была более наглядна. Мастики выпускают однокомпонентные – готовые к применению, или двухкомпонентные – требующие смешивания перед нанесением.

Гидроизоляция фундамента с помощью мастики

Технология нанесения:

  1. Поверхность необходимо зачистить от сильных загрязнений и старых рулонных гидроизоляционных материалов. Убирать следы ржавчины, краски, обмазочной изоляции необязательно. Есть мастики, которые можно наносить на не просушенную поверхность – это удобно для выполнения работ во влажную погоду.
  2. Все острые грани, кромки необходимо убрать – они способны повредить слой гидроизоляции при механическом давлении грунта. Раковины и швы необходимо затереть песчано-цементным раствором – это исключит образование пузырей и улучшит адгезию мастики.
  3. Места стыков вертикальных и горизонтальных поверхностей подготавливают так: с внешних углов снимают фаску, обеспечивая радиус скругления углов не менее 3 см, внутренние углы оборудуют галтелью и армируют стеклотканью.
  4. Поверхность грунтуют специальным составом, подходящим для применяемого типа мастики, после чего просушивают. Подготавливают мастику к нанесению: мастики для горячего применения нагревают, двухкомпонентные – перемешивают. Наносят мастику кистью или валиком, направление мазков – вертикальное. Обмазочную гидроизоляцию наносят в несколько слоев, причем перед нанесением каждого последующего слоя обязательно позволяют просохнуть предыдущему.
  5. Засыпку производят мягким грунтом, оптимально – строительным песком: благодаря свойству хорошо пропускать влагу, песчаная засыпка предотвратит застой грунтовых вод у фундамента.

Разновидностью обмазочной гидроизоляции является пропиточная. Ее отличие в том, что составы для выполнения пропиточной гидроизоляции обладают способностью проникать глубоко в поры материалов, за счет чего создается изолирующий слой, не пропускающий влагу.

Пропиточная гидроизоляция фундамента

Обмазочную гидроизоляцию используют для защиты от капиллярной влаги. Она обладает невысокой механической прочностью, и для защиты от напорных грунтовых вод и размывания не подходит. В этом случае используют многослойную оклеечную гидроизоляцию фундамента своими руками.

Оклеечная гидроизоляция фундамента

Оклеечную гидроизоляцию выполняют из рулонных материалов с гидроизолирующей пропиткой, типа рубероида, или из полимерных пленок. Современные рулонные материалы для оклеечной гидроизоляции имеют армирование, увеличивающее их прочность на разрыв.

Процесс оклеечной гидроизоляции

Технология нанесения рулонных материалов

  1. Подготавливают фундамент к гидроизоляции: очищают от пыли и мусора, просушивают и обрабатывают грунтовкой, подходящей для битумной гидроизоляции. Высушивают.
  2. Для укладки рулонной гидроизоляции фундамент покрывают одним слоем битумной мастики, на которую наклеивают рулонный материал. Полосы материала клеят внахлест, дополнительно промазывая их битумной мастикой. Количество слоев зависит от расчетного гидростатического напора.
  3. Для наклеивания наплавляемых рулонных материалов, имеющих полиэтиленовый расплавляющийся слой, необходима газовая горелка. Рулон гидроизоляции слегка раскатывают, нагревают и прижимают к основанию. Продолжая нагревать рулон, его постепенно раскатывают по всей поверхности фундамента. Полосы укладывают внахлест, а при укладке следующего слоя следят, чтобы швы предыдущего полностью перекрывались.
  4. Рулонные гидроизоляционные материалы с самоклеящимся слоем приклеивают к заранее обработанной поверхности, не имеющей острых кромок, выступов, раковин. Стыки дополнительно промазывают полимерной мастикой.

Монтируемая гидроизоляция фундамента

Современные материалы для монтируемой гидроизоляции представляют собой термопластичные мембранные покрытия с шипованным внешним слоем, обеспечивающим дополнительную прочность. Мембранный внутренний слой позволяет осуществлять отвод влаги во внешнем направлении и хорошую защиту от проникновения грунтовых вод. Влага конденсируется на шипованном слое и стекает в дренажную систему. Мембранная гидроизоляция обладает хорошей прочностью на разрыв и высоким коэффициентом удлинения.

Монтируемая гироизоляция фундамента

Технология крепления:

  1. Подготавливают поверхность фундамента, очищают и выравнивают.
  2. Необходимо исключить контакт мембранной полимерной гидроизоляции с битумными материалами, жирами и растворителями, а также с пенопластами, полистиролом, монтажной пеной. Для исключения контакта можно изолировать поверхность фундамента геотекстилем.
  3. В местах вертикальных и горизонтальных сопряжений устраивают галтели или усиление из дополнительного слоя усиления из компенсационной ленты.
  4. Укладывают монтируемую гидроизоляцию полосами внахлест, проклеивая слои с помощью сварки горячим воздухом.
  5. Обустраивают дренажную систему и выполняют засыпку грунтом.

Выбор типа гидроизоляции зависит от нескольких факторов: глубины залегания верховодных грунтовых вод, количества осадков, рельефа участка. В некоторых случаях возведение дренажа является обязательным условием.

Для защиты от конденсации влаги и обеспечения долговечности фундамента рекомендуется также выполнить утепление фундамента.

Инъекционная и монтируемая гидроизоляция

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Данные виды гидроизоляции наиболее сложны и много­дельны; они применяются только при ремонте уникальных соо­ружений, когда должны быть соблюдены особые конструктив­ные или эксплуатационные требования.

Инъекционная гидроизоляция. Такой вид изоляции пред­ставляет собой водонепроницаемое заполнение пор или трещин в сооружении либо его примыканиях, образуемое в результате нагнетания уплотняющего вещества с последующим его от­верждением. Известно много способов устройства инъекцион­ной гидроизоляции: цементация, битумизация, силикатизация и Смолизация (рис.2.7); все они предусматривают бурение в соо­ружении или окружающем его грунте щпуров либо скважин с нагнетанием в них уплотнителя .

Цементация. Она наиболее широко применяется для инъекции в трещины или неплотности бетона либо примыка­ющей скалы, в поры раздельнозернистых грунтов при трещи­нах более 0,2 мм или водопоглощении грунта свыше 0,05 л/мин на 1 м2 скважины. При использовании специальных цементно — глинистых или цементно-латексных суспензий можно тампони­ровать трещины с раскрытием более 0,15 мм, а при использо­вании специальных виброколлоидных суспензий — даже до 0,1 мм (при удельном водопоглощении скважин до 0,05 л/мин).

Для заполнения крупных пор и пустот при коэффициенте фильтрации более 100 м/сут применяют цементационные рас­творы, содержащие добавки песка, бентонитов и ускорителей твердения цемента. Цементация допустима при скорости филь­трации не более 300 м/сут в раздельнозернистых грунтах и не более 600 м/сут — в трещинах. Цементацию нельзя применять при воздействии химически агрессивных грунтовых вод, в веч — номерзлых грунтах и в промерзшем бетоне сооружений.

Особенно эффективна цементация при ремонте гидроизоля­ции и ликвидации протечек эксплуатируемых сооружений. Для этого перфораторами бурят скважины диаметром до 60 мм и глубиной до 7 м, а более крупные — буровыми станками.

Цементационные растворы нагнетают растворонасосами вы­сокого давления. Растворонасосы Р 100/3, Р 200/10, 11-2Р развивают давление до 3 и даже 5 МПа, а специальные цемен­тационные установки ЦЦ-1, ЦА-300 и ЦА-1, 4/150 —до 15—30 МПа при максимальном расходе раствора до 1,4 м3/мин .

Сооружения в северных районах, как правило, проморо­жены, что затрудняет цементацию неплотностей и трещин

З а

Sr <*

О to

О §

N а ° s £ Cl — И

-O t

§1

Gl Id

Зала ГЭС

T 5Г

1 =5″

В бетоне. Поэтому бетонные конструкции приходится прогре­вать; например, на строительстве Зейской ГЭС перед цемента­цией швов бетонные массивы прогревали в течение трех-семи суток электронагревателями мощностью 8,7—28 кВт, опускае­мыми в скважины диаметром 42 мм, или при помощи заранее заложенных в бетон электродов. В этих условиях обогрев па­ром оказался неэффективным (на разогрев уходило 10—30 су­ток), но весьма действенной была промывка трещин и швов горячим раствором хлористого кальция и последующая цемен­тация растворами с добавкой этого антифриза.

Силикатизация. Данный способ основан на инъекции в скважины раствора жидкого стекла, которое под воздействием щелочей цементного камня коагулирует. К сожалению, несмотря на низкую вязкость силикатизационных растворов (не более 5 сПз), их высокую проникающую способность и быстрое твер­дение, применение данного способа ограничено из-за недоста­точной водоустойчивости образующегося геля. Поэтому осу­ществляют двухрастворную силикатизацию, предусматриваю­щую после инъекции раствора жидкого стекла инъекцию раствора коагулятора (хлористого кальция, кремнефтористого натрия) с уплотняющими добавками (сернокислый алюминий, бентонит и т. п.).

Нужно отметить, что все применяемые в настоящее время способы силикатизации не обеспечивают достаточной устойчи­вости алюмосиликатного геля в порах бетона, в связи с чем к ним прибегают при срочных ремонтах, при выполнении под защитой силикатизационной завесы гидроизоляционных покры­тий, в условиях временного воздействия воды. Весьма перспек­тивно сочетание силикатных растворов с водорастворимыми смолами и латексами, повышающими плотность растворов.

Горячая битумизация. Она заключается в инъекции в поры и трещины бетона горячего битума БНД 60/90 или БНД 40/60 при помощи специальных битумизационных поршневых насосов высокого давления (5—6 МПа); остывая, он делает их водонепроницаемыми. При движении по трещинам битум быстро остывает и его вязкое сопротивление течению резко воз­растает (в 106—108 раз), что ограничивает возможность биту­мизации только трещинами крупнее 2 мм при расположении инъекционных скважин через 0,5—0,8 м. Поэтому горячая би­тумизация применяется лишь при интенсивном притоке воды либо ее высокой химической агрессивности в груботрещинова — той скале или бетонной конструкции, для инъекции за обделки тоннелей и шахтных стволов, а также для уплотнения дефор­мационных швов и примыканий, для ликвидации интенсивных течей и мест сосредоточенных деформаций, где выгодно ис­пользуется пластичность и водонепроницаемость битума.

При заполнении крупных пор и пустот надо учитывать тер­мическую усадку битума (КЛРТ = 3-10~4 1/°С), инъектируя его многократно, опрессовывая закрепленный массив при по­стоянной циркуляции битума по обогреваемой скважине, при­чем в некоторых случаях опрессовку надо производить дли­тельно — до 30 ч.

Расход битума на битумизацию массива бетона или грунта Q можно определить по эмпирической формуле А. И. Мирского:

Q = 303,2 (20+ 1), (2.5)

Где Q — удельное водопоглощение трещиноватой скалы или бе­тона.

Горячая битумизация весьма эффективна в вечномерзлых породах и промороженных сооружениях, что позволяет исполь­зовать этот способ на Севере; правда, в таких условиях приме­нимость его ограничивается трещинами крупнее 3 мм при не­большой льдистости.

Работы с горячим битумом (до 200° С) при избыточном дав­лении (до 12 МПа) требуют строгого соблюдения мер предо­сторожности, специальных циркуляционных обогреваемых би — тумопроводов и битумных насосов, особых электроразогрева — телей для скважин, что намного усложняет и удорожает инъекционные работы.

Холодная битумизация. Этот способ заключается в инъекции через скважины в грунт или трещины скалы битум­ной эмульсии (битума, диспергированного в воде), которая коа­гулирует в трещинах или порах, причем освобождающаяся вода отжимается, а частицы битума тампонируют их, придавая грунту водонепроницаемость. Для битумизации используют осо­бые инъекционные эмульсии, отличающиеся повышенной дис­персностью и устойчивостью (рис. 2.8); их приготавливают на менее вязких битумах БН 90/30 и БН 130/180 и растворах омы­ленных органических кислот (олеиновой и нафтеновой) или сульфокислотах, омыленном древесном дегте либо сульфитно — спиртовой барде (ССБ) и других анионоактивных эмульгато­рах.

Инъекционные эмульсии приготавливают в гомогенизато­рах и коллоидных мельницах путем диспергирования горячего битума в нагретом растворе эмульгатора с концентрацией 3—5%. Для битумизации крупнотрещиноватой скалы и песча­ных пород с коэффициентом фильтрации более 50 м/сут при­меняют концентрированные эмульсии с 50—60% битума, а при меньшей проницаемости грунта их разбавляют водой и подо­гревают, что позволяет уплотнять трещины до 0,1 мм и грунты с коэффициентом фильтрации до 6 м/сут (табл. 2.17).

Большим недостатком холодной битумизации является теку­честь битума в трещинах под постоянным давлением воды, что может привести к прорыву битумизационной завесы. Однако та­кая опасность возникает лишь в южных районах и при высо­
ких напорах. При напорах более 10 м в эмульсию добавляют цемент или латекс.

Смолизация. Она заключается в инъекции в поры или трещины грунта либо бетона сооружения жидких полимеров (реактопластов), которые, отверждаясь, придают водонепрони­цаемость и прочность грунту или бетону. В последние годы смо­лизация приобретает все более широкое распространение для инъекционной гидроизоляции сооружений или их ремонта; при этом используются три типа смол (см. рис. 2.7):

1) Карба Мид н ые (мочевин Оформаль — Дегидные) смолы, от- верждаемые щавеле­вой или соляной кис­лотой в виде водных растворов, — смола МФ-17, крепитель М, карбамол, ММФ и МФ-7, с временем ге — леобразования от 2 до 12 ч; применяются для песков;

2) Фенолоформаль- дегидные смолы и фе — нолоспирты с добавкой щелочных отвердите­лей (соды, едкого натра и т. п.), что осо­бенно удобно для уп­лотнения трещинова­того бетона и карбо­натных известняков;

3) Фурановые смо­лы (фурфурол, фури — ловый спирт, ФРЭС), отверждаемые бензосульфокислотой в со­отношении от 10: 8 до 10:5, иногда с добавкой глины или сум­марных сланцевых фенолов; служат в более ответственных слу­чаях при трещинах и грунтах с &ф = 0,34-20 м/с; благодаря быст­рому твердению используются при сильной фильтрации.

Пока смолизация еще дорога и трудоемка; например, при закреплении аллювиального грунта карбамидной смолой ее стоимость составила 81 руб/м3, а трудоемкость — 2,7 чел.-дн/м3.

Рис. 2.8. Характеристики дис­персности инъекционных би­тумных эмульсий на различ­ных эмульгаторах и битуме БН 90/30

/ — на Олеате Натрия; 2 — на дре­весном дегте; 3 — на Сульфокисло­тах (контакт Петрова); 4 — яа наф­теновых кислотах (асидол); 5 — на жирных кислотах

І В й 1$ Размер битумных частиц, мкм

На Плявиньской и Серебрянской ГЭС, в основании здания театра имени С. М. Кирова в Ленинграде путем смолизации были успешно ликвидированы протечки. Опыт показывает, что она особенно эффективна при мелкотрещиноватом бетоне или

Скале, когда необходима высокая степень уплотнения, при боль­ших скоростях фильтрационного потока и т. п., но ее нельзя применять в промерзших сооружениях или вечномерзлых ос­нованиях, так как при температуре ниже +10° С смолы полиме — ризуются весьма медленно. Следует также учитывать кислую реакцию отвердителей, вредность и пожароопасность компо­нентов, пониженную водоустойчивость некоторых смол.

Монтируемая гидроизоляция. Данный вид изоляции пред­ставляет собой покрытия или уплотняющие конструкции, мон­тируемые из заранее изготовленных металлических или пластмассовых листов и других строительных элементов: по — лимербетонных или бетонополимерных, керамических и т. п. Гидроизоляция этого вида сложна и дорога, поэтому она осу­ществляется в особых, специально обосновываемых случаях:

А) при крайне неблагоприятных условиях эксплуатации: от­рывающем напоре, интенсивной химической и радиационной агрессивности внешней среды, необходимости индустриализа­ции работ;

Б) при требованиях повышенной механической прочности гидроизоляции или специфических архитектурных требованиях, абразивной стойкости;

В) при ремонте гидроизоляции внутри помещений, ликвида­ции сосредоточенных течей, отрывающем напоре минерализо­ванной воды и т. п.

Металлическая гидроизоляция. Она выполняется в виде сплошного покрытия из стальных листов, сваренных встык или внахлестку, причем все покрытие заанкеривается в бетоне основной конструкции уголками или специальными ан­керами (при отрывающем напоре). Такие покрытия весьма дороги и многодельны (табл. 2.18); поэтому их применение допускается только после всестороннего технико-экономического обоснования.

Для металлоизоляции применяют листовую сталь марки В. СтЗс или низколегированную (нержавеющую) сталь марок 14Г2, 12ГС и 16ГС, причем монтаж гидроизоляции и сварка стыков производятся по особым правилам для уменьшения тем — пературно-усадочных напряжений, а полость за металлической обшивкой после окончания сварочных работ заполняют путем инъекции цементным раствором на цементе ВВЦ под давлением 0,2—0,3 МПа.

Металлоизоляцию в основании сооружений или металличе­ские экраны плотин целесообразно выполнять по асфальтовой подготовке. Наружная поверхность металлоизоляции нуждается в обязательной антикоррозионной защите штукатуркой из КПЦР по сетке, эпоксидной окраской, а при отсутствии механи­ческих воздействий — битумно-наиритной окраской БНК — Иногда требуется специальная катодная защита от электрохимической коррозии блуждающими токами.

Например, сооруженный в 1962 г. экран плотины Сирануму на Новой Гвинее был сварен из листов толщиной 6—9,5 мм и окрашен эпоксидно-каменноугольной эмалью, а экран высо­когорной плотины Агуада Бланка в Перу выполнен из листов толщиной 5 мм, уложенных на слой асфальта толщиной 50 мм и окрашенных свинцово-цинковой краской. Итальянские пло­тины Альпа Джера, Лаго Бенина и Лаго Верде имеют метал­лические экраны с защитной эпоксидной окраской. Плотина Храмской ГЭС (Грузия), построенной свыше 30 лет тому назад, имеет экран из листов нержавеющей стали толщиной 8 мм с деформационными компенсаторами в примыкании к верховому зубу и через 12 м по длине плотины. Такая конструкция вполне себя оправдала — экран работает хорошо, но в ней заложен чрезмерный запас. Многолетние наблюдения показали, что ско­рость коррозии стали под водой и в грунте не превышает 0,2 мм/год, нержавеющей стали — 0,05 мм/год, а на значительной

С. Н. Попченко

Глубине — 0,07 и 0,005 мм/год соответственно, что убедительно свидетельствует о возможности использования нелегированной стали при обязательной ее защите в зоне переменных горизон­тов эпоксидными покрытиями.

Внутренняя металлоизоляция выполняется, как правило, для защиты внутренних помещений, тоннелей и проходных ка­налов при отрывающем гидростатическом давлении и химиче­ской агрессивности грунтовых вод, когда невозможно устройство гидроизоляции, работающей на отрыв, из холодных асфальто­вых мастик, КПЦР или эпоксидной окраски. Металлическая гидроизоляция в зависимости от напора выполняется из сталь­ных листов толщиной 4—14 мм с усилением их ребрами на рас­стоянии 300—500 мм; она крепится в толще бетона специаль­ными анкерами, суммарное сечение которых составляет 5— —25 см2/м2 и назначается по расчету на прочность с учетом дав­ления воды и коррозионного ослабления конструкции, давления бетонной смеси на стальную обшивку, используемую как опа­лубку при бетонировании основной конструкции, а также це­ментного раствора, нагнетаемого за стальную обшивку при ее омоноличивании.

Металлоизоляция слишком дорога и ответственна, поэтому при ее выполнении проводится ультразвуковая дефектоскопия всех сварных швов, а также обязательны испытания готовых покрытий.

Пластмассовые листы и стеклопластики. Они являются прекрасным материалом для монтируемой гидроизо­ляции, защитных ограждений гидроизоляционных покрытий, устройства сопряжений и примыканий, других закладных де­талей. Высокая водоустойчивость и химическая стойкость, по­вышенная деформативная способность обеспечивают надеж­ность и долговечность таких конструкций, а небольшая масса придает этим материалам особые конструктивные преимущества, что можно иллюстрировать значениями коэффициента кон­структивного качества как отношения прочности к массе кон­струкции :

Кирпичная кладка………………….. 0,02 Листы дюралюминия…. 1,6

Бетон марки 150 ……………………… 0,06 Стеклопластик СВАМ…. 2,2

Стальная обшивка…………………… 0,51 Древесиослоистый пластик. . 2,5

Деревянная Обшивка…. 0,70 Листы винипласта ПВХ… 2,7

Сравнение свойств различных листовых материалов приве­дено в табл.2.19 и 2.20, причем в последней указаны свойства материалов, наиболее технико-экономически эффективных для гидроизоляционных конструкций, что обосновано испытаниями ВНИИГа .

Гидроизоляционное покрытие из пластмассовых листов вы­полняется либо чисто монтажными средствами (рис. 2.9, в) на анкерах и прижимных планках, либо путем наклейки на раз­личных клебемассах (рис. 2.9,г), с последующей сваркой сты-

Сравнительные свойства конструкционных листовых материалов (40]

Ков и анкеровкой путем пристрелки нагелями через прижимные планки при помощи строительно-монтажных пистолетов. Наи­большее распространение получила гидроизоляция из полиэти­леновых листов толщиной 2—2,5 мм, с монтажной их наклейкой на мастике БКС; такие покрытия стоят 3,5—4 руб/м2 при тру­дозатратах 0,02—0,3 чел.-дн./м2, однако они позволяют отка­заться от защитного ограждения и отличаются повышенной на­дежностью, а потому экономичнее оклеечных покрытий .

Покрытия из полимербетонов. Такие покрытия в виде плит и блоков можно отнести к разновидности монти­руемой гидроизоляции. Они представляют собой конструкции комплексного назначения из несущих элементов или облицовок и применяются в условиях интенсивной химической агрессии для электролизных и травильных ванн, емкостей для хранения кис­лот и других агрессивных растворов, фундаментов и полов в хи­мических цехах и т. п., а также при кавитационной или абра —

Рис. 2.9. Конструкции монтируемой гидроизоляции напорных граней

0 — наружная нз стальных листов; б — внутренняя стальная обшивка; в — стекло — пластиковая; г — из пеноэпоксидиых элементов; д — из наклеиваемых полимербетон — ных плит; е — из заанкеренных полимербетонных плнт-оболочек

1 — стальной лист толщиной 4—8 мм; 2 — опорные уголкн или швеллеры; 3 — сталь­ной анкер; 4 — антикоррозионная окраска; 5 — заполнение путем инъекции цемент­ным раствором; 6 — стеклопластиковые или винипластовые листы; 7 — петлевой ан­кер; 8 — пеноэпоксидиые плиты (опалубка); 9 — заполнение заливкой пеноэпокснда; 10 — полимербетониые плиты толщиной 40—80 мм; 11 — полимерный клей; 12 — вы­равнивающая цементная стяжка; 13 ■— стальная сетка

Зивной эрозии скоростных потоков воды на водосливах при на­личии донных наносов, для песколовок, селепроводов и систем гидрозолоудаления, других взвесенесущих потоков .

Известно много полимербетонов (табл.2.21), из которых наиболее высококачественны на основе эпоксидных и поли­эфирных смол .

Наибольшее распространение по технико-экономическим со­ображениям получили полимербетоны на фурфуролацетоновом мономере ФА, фурановоэпоксидной смоле ФАЭД-20, фураново- фенолокарбамидной смоле «фуритол» и фуриловофенольной

Смоле 2ФС. Данные о химической стойкости полимербетона на смоле 2ФС приведены в табл. 2.22. Этот полимербетон отлича­ется высокой прочностью (при сжатии—120 МПа, изгибе — 35 МПа, растяжении—15 МПа), хорошей адгезией к цемент­ному бетону, большой прочностью при разрыве и к металлу — более 10 МПа, а также значительным модулем упругости — 3,5- 104 МПа .

Фурановые полимербетоны весьма стойки против абразив­ного воздействия и даже кавитационной эрозин; это их свойство можно еще более повысить путем правильного подбора мине­ральной части; так, гранитный отсев и небольшие добавки гра­фита резко повышают эрозионную стойкость полимербетона (табл. 2.23).

Благодаря перечисленным особенностям полимербетонные плиты весьма эффективны не только для футеровки электролиз-

Таблица 2.22

Ных ванн, но и для облицовки водосливов горных гидросоору­жений, где они успешно конкурируют с чугунными плитами и базальтовыми блоками при очень интенсивных истирающих и динамических воздействиях .

Недостатками фурановых и карбамидных полимербетонов являются необходимость использования кислых отвердителей (бензосульфокислоты, соляной кислоты) и значительный КРЛТ, что ухудшает их адгезию к бетонному основанию; поэтому по­лимерные облицовки выполняют из отдельных заранее изго­товленных плит, наклеиваемых на бетон на специальных кисло­тостойких и эластичных клебемассах (рис. 2.9, д) или закреп­ляемых в основном бетоне металлическими анкерами (рис. 2.9, е). Естественно, что такая полимербетонная облицовка об­ходится дорого (25—30 руб/м2), а потому применяется в осо­бых случаях сочетания физической и химической агрессии внеш­ней среды.

Следует отметить, что полимербетонные облицовки отлича­ются высокими архитектурными качествами: они легко полиру­ются; подбором пигментов и заполнителей им можно придавать любой цвет и имитировать естественный французский камень

Поэтому они используются для облицовок зданий и внутренних помещений, особенно при капиллярно и гравитационно увлажняемых кон­струкциях, поскольку такие облицовки стойки к отрывающему гидростатическому напору, а эластичная клебемасса обеспечу вает трещиноустойчивость покрытий,

Как грунтовые воды влияют на фундаменты?

  1. Введение
  2. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания
  3. Агрессивность грунтовых вод
  4. Водоносные горизонты и верховодка
  5. Уровень грунтовых вод
  6. Максимальный прогнозный (расчетный) УГВ
  7. Капиллярное поднятие грунтовых вод
  8. Искусственное снижение уровня грунтовых вод
  9. Заключение
  10. Связанные статьи

1. Введение

Как уже отмечалось в других статьях, касающихся морозного пучения грунтов, близость уровня грунтовых вод к фронту промерзания имеет решающее влияние на процессы пучения. Но грунтовые воды опасны не только этим – в теплое время года замачивание так же вызывает резкое снижение показателей физико-механических свойств грунтов по сравнению с сухим или умеренно влажным состоянием. Да и для самих конструкций грунтовая вода не лучший сосед, разберемся почему.

2. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания

Все связные дисперсные грунты (суглинки, глины, супеси) ухудшают свои физико-механические характеристики при увеличении влажности. При малой влажности глинистые грунты находятся в твёрдом состоянии. С ростом влажности глинистых грунтов они переходят в пластичное состояние, удельное сцепление с и угол внутреннего трения φ закономерно снижаются за счет ослабления структурных связей и смазывающего действия воды на контактах частиц. При дальнейшем увеличении влажности она обычно достигает влажности на границе текучести и грунт разжижается, приобретая свойства вязкой жидкости.

Фото: Под воздействием влаги грунт потерял несущую способность

На несвязные дисперсные грунты (пески, щебенисты грунты) влажность влияет меньше, т.к. удельное сцепление в них практически отсутствует, а трение между частицами во многом обусловлено формой и характером их поверхности. Однако наличие воды в таких грунтах все же снижает внутреннее трение φ — до 20%.

В твердой компоненте грунтов могут содержаться и растворимые в воде минералы: гипс, кальцит, каменная соль и др., а также органические вещества, которые под воздействием грунтовых вод растворяются ослабляя структурные связи или образуют пустоты.

Кроме того, существуют специфические грунты, которым контакт с водой противопоказан – это просадочные и набухающие грунты.

Просадочные грунты имеют крупные поры (макропоры) и низкую влажность и в сухом состоянии мало чем отличаются от обычных глинистых грунтов. Но после замачивания они быстро размокают, теряя структурные связи и под нагрузкой резко сжимаются за счет схлопывания пор — просаживаются. Иногда суммарная просадка основания при этом может быть очень велика до метра и более.

Набухающие грунты — глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов и малой влажность в природном состоянии. Поступающая в набухающие грунты влага поглащается поверхностью глинистых частиц, образуя гидратные оболочки. При первоначальном относительно близком расположении частиц, под действием гидратных оболочек они раздвигаются, вызывая увеличение объема грунта и подъем поверхности (почти как при пучении).

3. Агрессивность грунтовых вод

Большинство грунтовых вод являются агрессивной средой для стальных конструкций, то есть погруженные в них конструкции будут разрушены за сравнительно короткий срок: от 1 до 10 лет или даже быстрее.

Так же при определенном химическом составе грунтовые воды оказывают разрушающее воздействие и на бетонные и железобетонные конструкции. Грунтовые воды, способные разрушать цементные бетоны и растворы, называются агрессивными. Агрессивность их зависит от химического состава растворенных в них солей и кислот. Эти вещества попадают в воду из подземных естественных залежей или из отбросов производств. Поэтому агрессивные воды встречаются повсеместно.

Фото: Разрушение железобетонных конструкций под воздействием агрессивной среды

Агрессивность грунтовых вод по отношению к бетону оценивается по содержанию: бикарбонатной щелочности, водородного показателя pH, содержанию свободной углекислоты CO2, содержанию магнезиальных солей (в пересчете на ионы Mg), содержание едких щелочей (в пересчете на ионы K и Na) содержание сульфатов (в пересчете на ионы SO4), содержание едких щелочей (хлоридов, сульфатов, нитратов). Все эти показателю определяются в лаборатории при проведении инженерно-геологических изысканий.

Вода, даже с малым количеством вредных веществ, может оказаться опасной для бетона, так как вследствие непрерывного движения воды в грунте на бетон действуют все новые и новые частицы вредных примесей. Поэтому всегда при инженерно-геологических изысканиях следует производить химический анализ воды.

Во всякой воде имеется, хотя бы в ничтожном количестве, углекислота (СО2). Она может быть связанной (неактивной, неспособной вступать в какие-либо новые соединения) и свободной (активной). Связанная углекислота для бетона безвредна. Свободная (называемая агрессивной) углекислота вступает в реакцию с известью бетона и образует растворимые в воде соли.

В сильно загрязненной воде, при наличии в ней и свободной углекислоты (СО2), и сульфатов (S04), и хлоридов (Сl), и окиси магния (MgO), путем взаимодействия с бетоном образуются растворимые соли, и потому агрессивность воды зависит от совокупности всех этих примесей.

В сравнительно чистой воде при отсутствии хлора (Cl) и свободной углекислоты (СО2), при наличии солей магния (MgO) и натрия (NaO) в количестве, меньшем 60 мг/л, вредны растворы гипса, так как они ведут к образованию сложных солей («цементная бацилла»), которые увеличиваются в объеме и потому разрушают бетон. Весьма вредны примеси азотной и азотистой кислот и аммиака. Наоборот, кремнекислота в любом количестве безвредна.

По степени воздействия на конструкции, воды подразделяются на: неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные (СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии).

Агрессивность грунтовых вод зависит не только от концентрации вредных веществ, но и от коэффициента фильтрации грунта (от скорости прохождения воды сквозь грунт).

Для повышения устойчивости бетонов к агрессивному воздействию жидкой среды применяют; сульфатостойкие цементы; более плотные бетоны с марками по водонепроницаемости W6, W8, W10 и более; гидроизоляцию поверхностей конструкций; водопонижение (дренаж) (см. разделы 5,3, 9.3 и таблицы приложений СП 28.13330.2012).

4. Водоносные горизонты и верховодка

Часто под землёй существует несколько водоносных горизонтов: 2, 3 и более.

Вода задерживается при просачивании с поверхности над водоупорными (главным образом – тяжелыми глинистыми) грунтами и скапливается в водопроницаемых (крупнодисперсных, песчаных) слоях, которые в этом случае называются водоносными. Если водоносный слой находится под водоупорным, то вода в нижнем водоносном слое часто находится под давлением вышележащих слоев. Если в верхнем слое отрыть котлован, то вода поступит в него снизу под давлением и поднимется выше уровня, на котором она первоначально появилась.

Такие воды называются напорными, а уровень, до которого они поднимаются, – установившимся уровнем грунтовых вод. Этот уровень должен выявляться при инженерно-геологических изысканиях и учитываться при проектировании.

Верховодкой называют ограниченный по площади локальный участок водонасыщенных грунтов, расположенный над линзой водоупора (глины, промерзшие грунты). Как правило верховодка имеет небольшую площадь и толщу, залегает близко к поверхности, выше уровня грунтовых вод. Уровень воды в верховодке сильно реагирует на поступление атмосферных вод.

5. Уровень грунтовых вод

Наиболее точным способом определения уровня грунтовых вод является бурение скважин или откопка шурфа (небольшого котлована) до появления свободной поверхности воды («зеркала») и дальнейшее заглубление на 0,5-1,5 метра.

Уровень грунтовых вод не является горизонтальной поверхностью и обычно меняется вместе с рельефом, повторяя его в сглаженной форме – при подъеме рельефа УГВ тоже поднимается, но в меньшей степени.

При наличии на участке открытых водоемов УГВ вблизи водоема совпадает с отметкой дневной поверхности открытой воды и меняется вместе с ней, а при отдалении от водоема отличается в большую или меньшую сторону.

В течении года УГВ так же не стоит на месте и постоянно меняется. Наивысший уровень грунтовых вод в широтах с значительным скоплением снега зимой обусловлен инфильтрацией талых вод в весенний период. Второй, менее выраженный высокий уровень, приурочен к осеннему периоду дождей. Самый низкий уровень наблюдается летом и в конце зимы.

После зимнего минимума происходит резкий подъем УГВ при таянии снега. Продолжительность весеннего максимума часто не превышает 10 дней

Изменение рельефа при строительстве и планировке грунтов могут нарушать естественные процессы перераспределения и движения грунтовых вод, а, следовательно, изменять уровень грунтовых вод. Основными техногенными нарушениями являются:

  • Нарушение поверхностного стока атмосферных вод – текли себе ручейки много лет по одному месту, а тут при строительстве все перекопали, участок подняли и в итоге соседний участок стал утопать в воде. Такое явление встречается достаточно часто.
  • Экранирование поверхности грунта на большой площади. После этого произойдет накопление влаги под закрытым участком и повышение влажности грунтов основания.

Грунтовые воды находятся в постоянном движении, хоть это движение и медленное, и не заметное человеческому глазу, но оно непрерывно происходит как по вертикали, так и по горизонтали в сторону областей разгрузки (водоемы, низины, реки и т.д.).

6. Максимальный прогнозный (расчетный) УГВ

В качестве расчетных горизонтов грунтовых вод следует принимать их наивысшие уровни весной и осенью, а при наличии данных и в конце зимы

Если есть необходимость получить расчетный уровень грунтовых вод, то следует воспользоваться нормативной литературой. Например, «пособие к СНиП 2.05.02-85 По проектированию методов регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна» раздел 3.

Расчеты громоздкие и здесь я их приводить не буду. Отмечу только что при выполнении инженерно-геологических изысканий в отчетах как правило указывают о возможности изменения УГВ на величину +/- 1,0 м от полученного при изысканиях положения. Реже колебания принимают +/- 0,5 или +/- 1,5 м.

7. Капиллярное поднятие грунтовых вод

За толщину слоя капиллярного поднятия воды принимается расстояние от уровня подземной воды со свободной поверхностью (в скважине) до отметки, где влажность глинистого грунта не превышает влажности на границе раскатывания.

Толщину слоя капиллярного поднятия называют морозоопасной «каймой» над уровнем подземной воды. Эта кайма зависит от состава и сложения грунта в природных условиях, и толщина ее колеблется в пределах от 0,3 до 3,5 м в зависимости от степени дисперсности грунта.

Капиллярное поднятие воды в грунтах происходит под действием поверхностной энергии минеральных частиц грунта и, следовательно, зависит от их удельной поверхности. Например, в песках круглых и средней крупности удельная поверхность частиц сравнительно небольшая, поэтому в этих песках почти не наблюдается капиллярного поднятия воды и вследствие этого отсутствуют деформации морозного пучения (они относятся к непучинистым грунтам).

Пески мелкие и пылеватые состоят из более мелких частиц по сравнению с песком крупным, и вследствие взаимодействия удельной поверхности минеральных частиц с водой капиллярное поднятие в природных условиях наблюдается на высоту от 0,3 до 0,5 м. В супесях высота капиллярного поднятия достигает от 0,5 до 1 м, в суглинах — до 1,5 м, в глинах — до 3 м.

Скорость передвижения воды по капиллярам значительно меньше, чем скорость подъема УГВ и обычно капиллярная кайма отстает от изменений УГВ.

Не все грунтовые воды имеют естественное происхождение. При прорыве водопровода локально водонасыщенные грунты при промерзании неравномерно вспучиваются, что вызывает серьезные повреждения зданий и сооружений.

8. Искусственное снижение уровня грунтовых вод (дренаж, водопонижение)

Для многих дачников и владельцев частных домов с подвалом вопрос снижения УГВ очень наболевший. Как можно справиться с высокими грунтовыми водами? – необходимо делать дренаж.

Дренажи бывают разных видов: горизонтальная система дренажных труб, вертикальный дренаж скважинами или иглофильтрами, открытый дренаж каналами и лотками и даже создание искусственных водоемов. Отток воды бывает естественным и принудительным – с помощью насосов.

Главное при создании дренажа (водопонижении) это чтобы было куда отводить воду – необходимо такое место куда можно на длительный срок направить воду с осушаемого участка, не навредив при этом ни соседям и их постройкам, ни экологии.

Сток дренажных вод можно направить: в водосточную канаву за границей участка (если она есть), в ближайший водоем (если он не имеет рыбохозяйственного значения), в ливневую канализацию (если она есть), в сторону понижения рельефа (при наличии, и если там нет соседей).

Вообще в большинстве случаев дренаж выполнить реально. Это большая тема, требующая отдельного разговора, поэтому перенесем ее в отдельную статью.

9. Заключение

Глинистые грунты при увеличении влажности снижают свои прочностные качества вплоть до перехода в жидкое состояние. Пески и крупнообломочные грунты меньше подвержены влиянию влажности, однако и на них грунтовые воды действуют отрицательно.

В течении года УГВ не стоит на месте и постоянно меняется. Наивысший уровень грунтовых вод чаще всего наблюдается в весенний и реже в осенний периоды. Самый низкий уровень наблюдается летом и в конце зимы.

За расчетный уровень грунтовых вод, как правило, следует принимать уровень на 1,0 метра выше чем тот что был получен замером при изысканиях. Но водонасыщенными являются не только грунты ниже уровня грунтовых вод, но и некоторая толща грунтов выше него – это слой капиллярного поднятия грунтовых вод которая может иметь мощность до 3,5 м в зависимости от типа грунта.

Большинство грунтовых вод являются агрессивной средой для стальных конструкций, и довольно часто грунтовые воды оказывают разрушающее воздействие на бетонные и железобетонные конструкции.

Вывод — высоко расположенные грунтовые воды негативно влияют на характеристики большинства грунтов основания и часто оказывают агрессивное воздействие на сами конструкции фундаментов, да и выполнение строительных работ они сильно затрудняют, поэтому желанным гостем их никак не назовешь. При проектировании и строительстве этому обстоятельству следует уделять должное внимание, возможно Вам следует предусмотреть дренаж еще на стадии проектирования фундамента.

10. Связанные статьи

Дренаж участка, системы дренажа, водопонижение

Увлажнение конструкций. Виды увлажнений. Методы защиты стен от увлажнения, а также восстановления и ремонта гидроизоляции

Повышенное влагосодержание характерно для многих конструкций, контактирующих с водой в процессе изготовления и эксплуатации, при этом различается пять видов увлажнения:

  • при изготовление конструкций (строительная влага);
  • атмосферными осадками;
  • утечками из водопроводно-канализационной сети;
  • конденсатом водяных паров воздуха;
  • капиллярным и электроосмотическим подсосом грунтовой воды.

Практика показывает, что повышенное влагосодержание отрицательно сказывается на эксплуатационных показателях несущих и ограждающих конструкций. С увеличением влажности возрастает коэффициент теплопроводности материала, ухудшаются его теплотехнические свойства. Кроме того, при изменении влажности изменяется объём материала, а при многократном увлажнении расшатывается его структура и снижается долговечность. Неблагоприятно сказывается переувлажнение и на состоянии воздушной среды помещений, ухудшая её с гигиенической точки зрения.

Содержание строительной влаги в конструкциях обусловлено спецификой их изготовления и в начальный период не превышает следующих величин: для бетонных и железобетонных конструкций — 6…9%, для каменных и армокаменных конструкций — 8…12%.
В дальнейшем при неблагоприятных условиях эксплуатации влажность материала конструкции может существенно увеличиваться.

Увлажнение атмосферными осадками происходит при повреждениях кровли, неудовлетворительном состоянии водоотводящего оборудования здания (водосточных труб, желобов, водосливов), коротких карнизах и носит преимущественно сезонный характер. Для защиты стен от увлажнения атмосферными осадками проводятся конструктивные мероприятия, направленные на удлинение коротких карнизов, ремонт и восстановление желобов, водосточных труб и водосливов. Кроме того, поверхность стен оштукатуривается или облицовывается водостойкими материалами. Применяется также покраска стен эмалевыми и лакокрасочными составами.

Увлажнение утечками из водопроводно-канализационной сети обычно встречаются в зданиях с изношенным санитарно-техническим оборудованием при нарушении сроков проведения планово-предупредительных ремонтов. Утечки приводят к переувлажнению и быстрому разрушению кладки стен, особенно из силикатного кирпича. Места увлажнения утечками легко обнаруживаются при обследовании стен по характерным пятнам. Увлажнение утечками устраняется путём ремонта санитарно-технического оборудования с последующим просушиванием конструкций тёплым воздухом.

Увлажнение ограждающих конструкций конденсатом водяных паров воздуха происходит при температуре точки росы, когда влажность воздуха у поверхности конструкции или в порах её материала оказывается выше максимальной упругости пара при данной температуре и избыток влаги переходит в жидкую фазу. Механизм образования конденсата внутри ограждающей конструкции достаточно сложен и зависит от многих параметров: разности парциального давления паров воздуха у противоположных поверхностей конструкций, относительной влажности и температуры воздуха внутри и снаружи помещения, а также плотности материала.
Существенная величина парциального давления позволяет воздушному потоку достаточно свободно проникать сквозь толщу наружной стены. Замечено, что чем ниже теплоизоляция наружной стены и больше относительная влажность воздуха в помещении за этой стеной, тем выше опасность ее переувлажнения водяными парами из помещения. Если же наружная поверхность стены покрыта плотным паронепроницаемым материалом, то проникающий через стену водяной пар имеет возможность конденсировать внутри стены, переувлажняя её и увеличивая теплопроводность.
Конденсационное увлажнение предотвращается путем рационального конструирования стен, основанного на выполнении требований норм и расчёте температурно-влажностного режима. Так, например, в зданиях, эксплуатируемых в условиях умеренно-влажностного и сухого климата, сопротивление наружных стен уменьшается от внутренней поверхности к наружной, при этом пароизоляция располагается на внутренней поверхности стены. Особенно это важно при защите от переувлажнения наружных стен влажных и мокрых помещений (бань, саун, прачечных и др.). При выборе наружной отделки стен следует помнить, что опасны как ее паронепроницаемость, так и чрезмерная пористость. Если в первом случае возможно переувлажнение стены конденсатом, то во втором – атмосферной влагой.

Увлажнение капиллярным и электроосмотическим подсосом грунтовой влаги характерно для стен, у которых отсутствует горизонтальная гидроизоляция или когда гидроизоляция расположена ниже отмостки. Механизм капиллярного увлажнения основан на действии сил притяжения между молекулами твердого тела и жидкости (явление смачивания). При отсутствии в материале стены гидрофобных (водоотталкивающих) веществ вода смачивает стенки капилляров и поднимается по ним.
При обследовании зданий подъём грунтовой влаги в стенах наблюдался на высоту до 5м, что существенно превышает высоту капиллярного подсоса. По-видимому, решающую роль в этом играет действие электроосмотических сил.
Под электроосмосом понимается направленное движение жидкости, от анода к катоду, через капилляры или пористые диафрагмы при наложении электрического поля.
Следует отметить, что слабые электрические поля всегда присутствуют в стенах, испытывающих перепады температуры по длине или на противоположных поверхностях (термоэлектрический эффект Зеебека). При этом положительные заряды (аноды) группируются главным образом у основания стены в зоне контакта с грунтом, а отрицательные (катоды) – вверху.
Рассматривая стены из капиллярно-пористого материала как своеобразную диафрагму, следует полагать, что грунтовая вода за счёт электроосмотических сил поднимается вверх по стене в сторону катода. Так как потенциал электрического поля стены изменяется под воздействием внешних факторов (перепада температуры, интенсивной солнечной инсоляции, влажности воздуха), то и величина электроосмотического увлажнения – переменная.
Изложенные теоретические предпосылки дают основание к применению электроосмоса для регулирования влажности и осушения стен.
Электроосмотическое осушение стен производится тремя способами:

  • коротким (посредством стальных полос) замыканием противоположных полюсов электрического поля стены, включая фундамент (пассивное осушение). Для этого стальные полосы на наружной поверхности стены располагаются с шагом 0,3-0,5м. Длина полос принимается не менее высоты увлажнения стены;
  • наложенным током с напряжением 40-60В и силой тока 3-5А. При этом электрический ток подаётся от генератора постоянного тока. Положительный полюс генератора подключается к стальной полосе, расположенной в верхней части стены, а отрицательный – к полосе, закреплённой на фундаменте. Продолжительность сушки наложенным током обычно не превышает двух-трёх недель.
  • гальваническими элементами (медно-цинковыми, угольно-цинковыми и пр.). Активный элемент (протектор) устанавливается в грунте на уровне подошвы фундамента, а пассивный – на внутренней поверхности осушаемой стены. Расстояние между электродами гальванических пар определяется расчётным путём на основании данных о гальванической активности элементов, пористости стены, радиусе капилляров, коэффициенте электроосмоса и удельной электропроводности воды. Электроосмотическое осушение стен гальваническими элементами пока не нашло широкого применения и находится в стадии дальнейшей разработки и совершенствования.

При реконструкции зданий, рассчитанных на длительную эксплуатацию (50 и более лет), радикальными методами защиты стен от увлажнения грунтовыми водами считаются водоотведения, а также восстановление или устройство новой гидроизоляции стен.
Одним из эффективных способов отведения грунтовых вод от стен подвальных помещений и заглублённых сооружений является дренаж.
При проектировании дренажа необходимо учитывать, что водопонижение, особенно в глинистых и пылеватых песчаных грунтах, влечёт за собой уплотнение и осадку осушаемой толщи грунта, что может привести к значительным деформациям фундаментов. Дополнительная осадка зданий на осушаемой территории определяется из расчёта, что каждый метр понижения уровня подземных вод соответствует увеличению нагрузки на грунт 9,8 кН/м. Для защиты подземных сооружений от грунтовых вод в комбинации с дренажом эффективно устройство противофильтрационных завес, выполняемых набивкой глины или нагнетанием битума.
К наиболее сложным и трудоёмким процессам или в ремонтных работах относятся восстановление или устройство новой гидроизоляции стен здания. Значения гидроизоляции трудно переоценить, поскольку она является единственным надёжным способом защиты стен от воздействия и проникновения капиллярной грунтовой влаги, безнапорных и напорных грунтовых вод. При этом горизонтальная гидроизоляция препятствует капиллярному и электроосмотическому подсосу влаги вверх по стене, а вертикальная – поверхностному увлажнению и проникновению влаги в подвальные помещения.
Проведению ремонтно-восстановительных работ по гидроизоляции здания предшествует тщательное обследование его подземной части, особенно стен подвальных помещений, выполненных из бетонных блоков, бутовой или кирпичной кладки и имеющих большое количество швов. Обследование проводится при временном понижении уровня грунтовых вод путём их откачивания из шурфов или иглофильтрами. Для предотвращения вымывания грунта из подошвы фундаментов шурфы и иглофильтры размещаются вне подвальных помещений.
Выявленные участки повреждений гидроизоляции удаляются вручную с помощью металлических щёток и скребков или с использованием механических способов. При незначительных повреждениях гидроизоляция ремонтируется с применением, по возможности, тех же гидроизоляционных материалов. Если повреждения превышают 40%, то целесообразна замена гидроизоляции на более эффективную. При выборе типа гидроизоляции учитываются гидрогеологические условия эксплуатации здания, категория сухости помещений и трещиностойкость ограждающей конструкции.
Ремонт и восстановление горизонтальной гидроизоляции стен может производиться двумя методами:

  • инъецированием в кладку стен гидрофобных веществ, препятствующих капиллярному подсосу влаги$
  • закладкой нового гидроизоляционного слоя из рулонных материалов.

Инъецирование производится растворами кремнийорганических соединений ГКЖ-10 и ГКЖ-11 через отверстия в стенах, располагаемые в один или два ряда. Расстояние между рядами принимается 25см, а между отверстиями в ряду — 35…40см. Отверстия диаметром 30…40мм сверлятся на глубину, примерно равную 0,9 толщины стены. Подача раствора производится одновременно через 10-12 инъекторов (стальные трубки диаметром 25мм), вставленных в отверстия в стене, и зачеканенных паклей.
Гидроизоляцию нежилых помещений можно производить с помощью электросиликатизации по методу проф. Л.А. Цебертовича. В этом случае через инъекторы подаются последовательно растворы жидкого стекла и хлористого кальция. В результате химического взаимодействия образуется гель кремниевой кислоты, заполняемый поры в материале кладки и препятствующий капиллярному подсосу влаги. Обработка кирпичной кладки стен производится в поле постоянного тока с градиентом потенциала 0,7-1 В/см.

Восстановление горизонтальной гидроизоляции стен рулонными материалами (рубероидом, гидроизол-пергамином и пр.) производится участками длиной 1-1,5м. Для этого с помощью отбойного молотка или других механизмов пробиваются сквозные отверстия в стене на высоту двух рядов кладки, в которые укладываются два слоя рулонного материала на битумной мастике. Затем отверстия заделываются кирпичом на обычном цементно-песчаном растворе М75-100. Для включения в работу восстановленного участка стены зазор между новой и старой кладкой тщательно зачеканивается раствором, приготовленном на расширяющемся цементе.
Горизонтальная гидроизоляция рулонными материалами устраивается примерно на 30 см выше планировочной отметки (отмостки здания) и на расстоянии не менее 5 см от нижней плоскости перекрытия подполья. В зданиях с полами по грунту, расположенными в уровне отмостки, горизонтальную гидроизоляцию стен целесообразно восстанавливать методом инъецирования гидрофобных составов, размещая инъекторы на 5 см выше уровня отмостки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *