Усиление строительных конструкции зданий жилых домов на подрабатываемых территориях

Жилая застройка г. Березники Пермского края расположена на подработанной подземными выработками БКПРУ-1 территории Верхнекамского месторождения калийных солей. Разработка полезных ископаемых привела к процессам сдвижения земной поверхности, следствием чего явились деформации - повреждения зданий, находящихся в зоне мульд сдвижения.

В источнике [3] представлен прогноз ожидаемых деформаций земной поверхности в г. Березники, согласно которому процесс сдвижения будет находится в активной стадии развития. Так, например, к 2028 году оседание земной поверхности может достигнуть величин порядка 560-630 мм, а горизонтальные деформации 58 мм.

Для зданий, строящихся на подрабатываемых территориях, современными нормами [1], [2] предусматриваются конструктивные меры защиты, которые существенно уменьшают влияние деформаций земной поверхности на здание. К таким относят устройство фундаментных, цокольных и поэтажных замкнутых железобетонных поясов жесткости, разделение здания на самостоятельные отсеки, устройство свайных фундаментов или фундаментов в виде перекрестных балочных систем, усиление отдельных конструкции и узлов здания для предотвращения их повреждений.

Здание жилого дома по ул. Свердлова, 43 в г. Березники расположено в зоне сдвижения, имеет признаки общего и местного деформирования, расстройства связей его несущих конструктивных элементов. Характер деформации и повреждений конструкции указывает на причину их возникновения -действие горизонтальных растягивающих усилий из-за деформации земной поверхности. Строительные конструкции данного здания было подвергнуты обследованию.

Здание жилого дома по ул. Свердлова, 43 панельное, пятиэтажное, трехподъезное, построено по серии 1-439 в 1965 году. Здание прямоугольное в плане размерами в осях 12,0 х 53, 0 м. Конструктивно здание представлено поперечными внутренними несущими стеновыми железобетонными панелями, наружными самонесущими панелями из ячеистого бетона и перекрытиями из сборных полнотелых железобетонных панелей Фундаменты здания ленточные на естественном основании, монолитные железобетонные.

Пространственная жесткость и геометрическая неизменяемость здания обеспечивается железобетонными дисками перекрытий, поперечными железобетонными стенами и железобетонными диафрагмами жесткости в продольном направлении.

При обследовании установлено, что здание не имеет конструктивных мер защиты по уменьшению влияние деформаций земной поверхности. Деформации данного здания представлены горизонтальными смещениями элементов междуэтажных перекрытий в платформенном стыке, с уменьшением величины опирания на внутренние стеновые панели. Наиболее значительные смещения и нарушения связей конструкций здания произошли в квартирах и по лестничной клетке второго подъезда по оси 11. При этом здание оказалось разделенным на две практически равных части, пространственная жесткость которых существенно не снижена.

На основании результатов обследования жилого дома техническое состояние здания определено, как аварийное.

Для сохранения здания жилого дома был разработан проект, в основе которого заложено оформление места разрыва деформационным швом, разделяющим здание на две конструктивные части с обеспеченной пространственной жесткостью и геометрической неизменяемостью. Природа процесса «разрыва» здания по оси 11 в районе лестничной клетки, указала место устройства деформационного шва для здания и конструктивные решения по усилению строительных конструкций и узлов.

Проектом предусмотрен следующий порядок выполнения работ. В начале выполняется усиление, после чего оформляется деформационный шов.

Усиление стен и обеспечение опирания плит перекрытий этажей на стены по оси 11/А-Б обеспечивается стальными рамами и обрамлениями. При разработке проекта особое внимание уделялось на технологическую возможность проведения усиления. Для обеспечения опоры плит лестничных площадок на стены предусмотрена установка опорных стальных столиков (рис.1).

Рис. 1 Опорный стальной столик для опирания плит лестничных площадок

Образовавшиеся зазоры и пустоты в платформенном стыке между плитами перекрытия и стеновыми панелями, заделываются мелкозернистым бетоном (рис.2).

Рис. 2 Схема конструктивного решения платформенного стыка стеновых панелей. Увеличение величины опирания плит перекрытия с заделкой пустоты бетона в платформенном стыке

Оформление деформационного шва по оси 11.(рис.3,4,5) начинается с устройством бетонных фундаментов под наружные стены и внутреннюю стену по месту устройства деформационного шва.

Рис. 3 Месторасположение деформационного шва на фасаде здания в осях 1-20

Рис. 4 Месторасположение деформационного шва на фрагменте
плана этажа по оси 11

Деформационный шов в наружной стене по оси А/11 выполняется на всю высоту стены путем разрезки междуоконных стеновых панелей, вскрытия стыков между рядовыми панелями. В междуоконной стеновой панели 1 этажа в осях 11/А следует выполнить усиление этой панели стальными обрамлениями. Затем выполняется вскрытия узлов сопряжения между рядовыми панелям и обрезка анкерных связей между панелями.

Рис. 5 Месторасположение деформационного шва на фрагментах фасадов здания

Деформационный шов в наружной стене по оси В/11 выполняется на всю высоту стены путем вскрытия стыков между оконными блоками и стеновыми панелями, вскрытия узлов сопряжения между цокольными и карнизными стеновыми панелям и обрезки анкерных связей. После выполняется утепление и герметизация стыка по всей высоте деформационного шва с использованием трехкомпонентной технологии "Теплый шов" (рис.6). Заполнение стыка производится монтажной пеной марки "Макрофлекс". В стыке укладывается трубчатая пустотелая прокладка "Вилатерм-СП" до схватывания пены. Диаметр прокладки подбирается по месту установки в стыке и устанавливается таким образом, чтобы обжатие составляло 30 - 50 % диаметра ее поперечного сечения. Снаружи заделка стыка производится мастикой - герметиком типа "Geocel® 2300".

Рис. 6 Узел А. Герметизация стыка деформационного шва

Деформационный шов по внутренним стенам и перекрытиям выполняется путем вскрытия узлов сопряжения между плитами перекрытий и наружными стеновыми панелями и обрезкой анкерных связей. После проведения работ, вскрытые узлы заделываются мелкозернистым бетоном и оштукатуриваются.
Устройство деформационного шва в жилом здании и применение конструктивных решении по увеличению опирания плит перекрытий на стены обеспечит эксплуатационную пригодность жилого здания и позволит в дальнейшем воспринимать деформации земной поверхности.

Список литературы

1. СНиП 2.01.09-91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах. М.,1991 г.
2. ТСН 22-301-98 Пермской области. Здания на подрабатываемых территориях Верхнекамского месторождения калийных солей. Назначение строительных мер защиты. Пермь 1998 г.
3. Прогноз ожидаемых деформаций земной поверхности и магистральных инженерных сетей в рассматриваемых районах по состоянию на 2008, 2018 и 2028 годы. Этапы 5,6 по договору 01-17/62 «Выполнение работ по мониторингу технического состояния жилищного фонда на территории г. Березники». ОАО «Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии» 18 ноября 2008 г.