Эксплуатация зданий и сооружений сложных грунтовых условиях

уменьшение на 25 % длины или площади  опирания плит покрытия и перекрытий на полки ригелей.

1.28. Техническое состояние поврежденных  конструкций и необходимость  их усиления рекомендуется оценивать  по результатам сопоставления  проектных усилий и расчетных,  определяемых на воздействие  фактических деформаций основания.  Необходимо учитывать раскрытие  трещин и смещение несущих  конструкций в узлах.

1.29. Аварийными в условиях продолжающихся  просадок следует считать:

колонны, в которых ширина раскрытия  поперечных и наклонных трещин свидетельствует  о достижении в рабочей арматуре напряжений, равных или превышающих  предел текучести или значения, близкие  к временному сопротивлению разрыву; поперечные трещины распространились за пределы половины высоты сечения  колонны или при крановых нагрузках - ее подкрановой части; имеются механические повреждения - разрыв стержня рабочей  арматуры, повреждения бетона глубиной более 50 мм в наиболее нагруженных сечениях и т.п.; имеются коррозионные повреждения рабочей арматуры с уменьшением ее сечения более чем на 10 % (уточняется расчетом); имеются повреждения в подкрановой консоли в виде наклонных и нормальных трещин, сколов бетона; фактические усилия по расчету равны или превышают несущую способность элемента; ригели (стропильные фермы и балки подкрановые, обвязочные балки и т.п.), в которых нарушена монолитность опорного узла с уменьшением площади опирания; имеются повреждения в опорной и приопорной части (сколы бетона глубиной более 40 мм, наклонные и поперечные трещины как в приопорной части, так и в пролете ригеля), нарушение сварных швов и т.п.; имеются повреждения верхнего пояса в местах опирания несущих ребер плит покрытия с уменьшением их площади опирания до величины, менее требуемой, прогиб превышает предельно допускаемый, имеются коррозионные повреждения рабочей арматуры с уменьшением ее сечения;

фермы стропильные, в которых растянутые раскосы имеют поперечные трещины, а ширина раскрытия указывает  на достижение в рабочей арматуре напряжений, равных или превышающих  предел текучести или близких  к величине временного сопротивления  разрыву; сжатые раскосы и стойки имеют места выкрошенного или  смятого бетона;

подкрановые балки, в которых имеются  повреждения бетона и рабочей  арматуры верхнего пояса;

плиты покрытия, в которых имеются  повреждения в опорных частях несущих продольных ребер, сколы  бетона, вырывы закладных, коррозия арматуры с уменьшением сечения; уменьшена  площадь опирания несущих продольных ребер ниже требуемой; в продольных несущих ребрах имеются наклонные  и поперечные трещины, ширина раскрытия  которых указывает на достижение в рабочей арматуре напряжений, равных или превышающих предел текучести  или близких к величине временного сопротивления разрыву; нарушена монолитность заделки поперечных ребер в продольных; прогибы продольных и поперечных ребер превышают предельно допускаемые; имеются коррозионные повреждения  с уменьшением сечения и повреждением защитного слоя бетона рабочей арматуры продольных и поперечных ребер и  полки;

панели стеновые, в которых выгиб  из плоскости стены превышает  предельно допускаемый; имеются  повреждения опорной части навесных панелей (сколы бетона с уменьшением  площади опирания ниже требуемой, нарушение  сварных швов, слоистая коррозия рабочей  арматуры и опорного столика).

1.30. Аварийными следует считать  стальные конструкции производственных  зданий в случаях;

разрыва элемента решетки и разрушения узла стропильных ферм, прогонов, сквозных колонн;

превышения несущей способности  фактическими усилиями в элементах  конструкций;

уменьшения рабочего сечения элементов  конструкции за счет коррозионных повреждений.

1.31. Аварийными в условиях продолжающихся  просадок грунтов следует считать  каменные конструкции, если:

в несущих кирпичных стенах трещины  изгибного и сдвигового характера  достигли 5 мм; нарушена монолитность кирпичной  кладки, уменьшено сечение стены  за счет выкрашивания кирпича из-за увлажнения и других причин; крен стены  наружу или стрела выгиба стены из плоскости достигает 0,001; площади  опирания перемычек меньше предельно  допускаемых, разрушены перемычки;

в самонесущих кирпичных стенах трещины изгибного или сдвигового характера достигли 10 мм; разрушены  или отсутствуют анкерные крепления  к колоннам при наличии крена  выгиба стены из плоскости;

в кирпичных перегородках при деформациях  оснований, превышающих предельно  допускаемые на участке перегородки, свободный пролет превышает 6 м (отсутствие фахверка).

1.32. Применение системы критериев  для оценки технического состояния  строительных конструкций и узлов  их сопряжения, а также производственного  здания в целом рекомендуется  для наиболее полного выявления  фактического состояния каждой  конструкции и каждого узла, что  обеспечивает усиление и защиту  конструкций и узлов в требуемом  объеме, позволяет избежать завышения  объемов усиления и защиты, повышает  надежность защиты зданий и  соответственно экономическую эффективность  принятых решений.

1.33. При защите одноэтажных производственных  зданий, где процесс просадки  грунтов остановить невозможно, а радикальные меры по закреплению  грунтов оснований принимать  нецелесообразно, систему критериев  эксплуатационной пригодности рекомендуется  применять для защиты существующих  конструкций от действующих просадок, а также усиленных конструкций  от прогнозируемых деформаций  основания. Определение прогнозируемых  деформационных воздействий производится  по разд. 3 настоящих методических рекомендаций, возможного состояния строительных конструкций, узлов их сопряжения и отдельных элементов здания - расчетным путем

2.Эксплуатация зданий и сооружений в условиях вечной мерзлоты.

Многие очень большие  районы РФ отличаются друг от друга  климатическими и гидрогеологическими  условиями, что сказывается как  на организации строительства зданий и сооружений, так и на осуществлении  их эксплуатации. Интенсивно осваиваемые  районы Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии, характеризующиеся  специфическими условиями строительства, еще мало изучены в строительном отношении, а потому здесь недостаточен опыт эксплуатации зданий и сооружений. Поскольку эти районы весьма обширны (например, районы вечной мерзлоты занимают около 47 % территории страны), то изучение опыта строительства и эксплуатации зданий в них важно и актуально.

Районы с вечномерзлыми  грунтами характеризуются длительным зимним периодом (более полугода), низкими  температурами и вечномерзлыми  грунтами, т. е. грунтами, которые не оттаивали более трех лет, а также  сильными метелями, заносами или оголенными от снега участками земли. Прочность  вечномерзлых грунтов превышает 0,5 МПа, но при оттаивании они разжижаются, так как сильно насыщены водой. 

Строительство сооружений на вечномерзлых грунтах может вестись  на основе одного из двух принципов: либо создания продухов — подполийпод зданиями, позволяющих сохранить основание в вечномерзлом состоянии, либо допущения оттаивания и его регулирования. Там же, где можно миновать или пройти по глубине вечномерзлые грунты, в частности на площадях с очаговым их расположением, стремятся их избегать в качестве оснований зданий.

Возведение зданий исходя из первого принципа является основным в северных районах. Нормальная эксплуатация таких сооружений возможна лишь при неукоснительном сохранении грунтов основания в вечномерзлом состоянии еще во время строительства и, конечно, в процессе эксплуатации. Это достигается постоянным проветриванием подполий, недопущением скопления в них снега и превращения их в склады, а также предотвращением утечек воды из санитарно-техниче-ских систем. Для сохранения вечномерзлых грунтов могут использоваться также трубы или каналы в подполье здания, служащие для циркуляции холодного воздуха, или термоизолирующие подушки на грунтах, малочувствительных к осадкам; их размеры определяются теплотехническим расчетом. 

Сооружения, построенные  по второму принципу — с допущением оттаивания грунтов, обладают высокой жесткостью или, наоборот, податливостью. Во время их эксплуатации надо внимательно следить за равномерностью оттаивания грунтов под всем сооружением и равномерной его осадкой. В случае неравномерного оттаивания грунтов необходимо усилить термоизоляцию пола на одних участках и прогревать грунт на участках, где оно отстает. Регулирование оттаивания производится по специальному проекту, разработанному проектной организацией или согласованному с ней; при этом надо опасаться возможного пучения основания. Особое внимание должно уделяться исправной работе систем водопровода, канализации и теплофикации, местам ввода их в здания.

Эксплуатационная служба, принимая здания в эксплуатацию, прежде всего должна выяснить, по какому принципу они построены, и принять от подрядчика соответствующие этому принципу документы и устройства: журнал мерзлотных наблюдений; сеть скважин для замера температуры, реперных знаков и марок; журналы нивелирования, ведущиеся  при строительстве в северных районах.

В процессе эксплуатации зданий, построенных на вечномерзлых грунтах  как по одному, так и по другому  принципу, должны быть обеспечены все  меры по сохранению проектного режима грунтов оснований.

Принятые от строителей реперные знаки, марки и скважины тщательно  сохраняются и периодически используются для контрольных замеров высотного  положения здания и температуры  грунтов основания. В зданиях, в  которых санитарно-техническое оборудование находится в подпольях, эти параметры  контролируются один раз в месяц, а в зданиях, где таких систем в подпольях нет,—два раза в год: в середине зимы и в конце лета. Кроме того, важное значение придается  визуальному обследованию и выводам  из него. Температура грунтов контролируется также путем бурения один раз  в три года— в период максимального  оттаивания деятельного слоя. 

Температурный режим в  подпольях контролируется и поддерживается на заданном уровне: среднемесячная температура, замеренная зимой (в период отопления  здания), не должна превышать среднемесячную температуру наружного воздуха  более чем на 3—5° при среднегодовой  температуре ниже —5 °С. В особых случаях, связанных с ведущимся  технологическим процессом в  здании, проектная организация разрабатывает  специальный режим контроля и  поддержания установившейся температуры  вечномерзлых грунтов.

Возле сооружений необходимо строго сохранять проектную планировку; при возникновении просадок отмосток и грунта их надо немедленно ликвидировать  путем тщательного послойного трамбования.  

При первых признаках деформаций здания (трещины в стенах, перекос  оконных и дверных проемов  и т. п.) нужно срочно выявить и  устранить их причины, установить маяки  на трещинах, провести нивелирование  третьего разряда по реперам и  маркам, а также другие работы, чтобы  принять правильное решение по восстановлению здания. 

Поддержание расчетных отрицательных  температур вечномерзлых грунтов под  фундаментами зданий можно осуществлять путем накопления холода для повышения  их прочности. Для этого предназначена  самонастраивающаяся автоматически действующая холодильная установка конструкции С. И. Танеева; она состоит из двух трубок разного диаметра, расположенных параллельно, соединенных между собой и заполненных керосином. Верхняя часть двухтрубной установки находится над поверхностью рядом со зданием, а нижняя ее часть может быть изогнута, пропущена через фундамент и доведена до места, которое нужно заморозить.  

Принцип действия такой установки  заключается в следующем: при  отрицательной температуре воздуха  керосин в трубках охлаждается, причем быстрее — в трубке меньшего диаметра. Плотность более охлажденного керосина в тонкой трубке становится больше плотности керосина в трубке большего диаметра. Из-за разности плотности  керосина он начинает циркулировать: более  холодный и более плотный керосин  опускается вниз, в самую нижнюю точку установки и отдает там  холод, накопленный на поверхности, окружающему грунту. Поскольку одна трубка переходит в другую и они  наглухо запаяны, то керосин не расходуется. Чем ниже температура наружного  воздуха, тем активнее действует  установка, охлаждая окружающий грунт  основания, препятствуя его оттаиванию. А в теплое время года она прекращает свою работу автоматически. С началом  зимнего периода установка также  автоматически начинает действовать.

В северной климатической  зоне опасность для сооружений представляют также низкие температуры и сильные  ветры, метели и морозы, при которых  грунты и стены глубоко промерзают, продуваются стены; это обязывает  эксплуатационный персонал внимательно  следить не только за состоянием оснований  и отмосток, но и содержать в  исправном состоянии стены, их углы и другие конструкции, обеспечивающие теплозащиту и воздухонепроницаемость ограждений.

3. Эксплуатация зданий и сооружений на подрабатываемых грунтах.  

— строительство зданий и сооружений на территориях угленосных месторождений, под которыми проводятся горные разработки. На этих территориях  вследствие выемки пластов происходит сдвижение горных пород, проявляющееся  на земной поверхности в виде оседаний, наклонов, прогибов, горизонтальных сдвижений  и др. деформаций, к-рые вызывают значит, повреждения и даже разрушения зданий и сооружений.

Строительство на подрабатываемых  территориях допускается при  условии применения спец. конструктивных, строит, или горнотехнич. мероприятий, обеспечивающих нормальную эксплуатацию зданий и сооружений во время подработки и после нее. Для этого предусматриваются: рациональное расположение зданий и  сооружений относительно мульды сдвижения; искусств, уменьшение деформаций земной поверхности путем полной или  частичной закладки выработанного  пространства; применение соответствующих  систем разработки, порядка, скорости и способа выемки угля; неполная выемка угля "по мощности или площади  пластов, оставление предохранит, целиков; проведение в зданиях и сооружениях  спец. конструктивных и строит, мероприятий  в целях снижения усилий, возникающих  в несущих конструкциях при воздействии  на них различных видов деформаций земной поверхности, и повышения  прочности несущих конструкций.