Новикова Ирина Николаевна. Каменные и бетонные работы

   Слишком быстрое схватывание бетонной смеси приводит к образованию трещин в массиве бетона, поэтому в тот момент, когда происходит его затвердевание, его поддерживают во влажном состоянии. Для этого через 2 ч после схватывания бетонную поверхность накрывают гигроскопичными материалами – такими, как опилки, стружки или мешковина, которые в дальнейшем регулярно смачивают водой. При высокой температуре воздуха первые 3 дня это покрытие бетонной поверхности поливают каждые 3 ч, а в последующие дни – дважды в день. Каждый раз после полива гигроскопичный слой накрывают полиэтиленовой пленкой. Спустя неделю опалубку снимают.

Бутобетонная кладка

   Бутобетонная кладка состоит из бетонной смеси, в которую горизонтальными рядами втапливают бутовые камни «изюм», объем которых составляет почти половину общего объема кладки. Для бутобетонной кладки используют камни таких же размеров, как и для бутовой кладки. Булыжный камень разрешается применять нерасколотым.
   Бетонную смесь и камни укладывают последовательно горизонтальными слоями. Сначала расстилают слой бетонной смеси толщиной не более 25 см, затем в него втапливают ряд камней (на глубину не менее половины высоты камней). Между втапливаемыми камнями, а также между камнями и опалубкой оставляют промежутки величиной 4–6 см. После втапливания камней вновь укладывают слой бетонной смеси и уплотняют ее вибрированием, далее процесс кладки повторяется. Бетонная смесь для кладки должна иметь подвижность, соответствующую осадке конуса на 5–7 см, причем крупность щебня или гравия в ней не должна превышать 3 см.

Бутобетонная кладка в зимних условиях

   Бутобетонная кладка по своим свойствам занимает промежуточное место между конструкциями из бетона и бутовой кладкой. Прочность ее зависит, главным образом, от прочности входящего в ее состав бетона. Если бутобетонную кладку возводить методом замораживания, то в период оттаивания прочность ее будет практически равна нулю. Поэтому замораживание бутобетона допускается лишь после того, как прочность бетона в нем достигнет 50 % от проектной, но не менее 7,5 МПа. Бутобетонную кладку зимой выполняют способами, которые обеспечивают накопление бетоном прочности в заданных пределах до его замерзания. Для этого применяют способ термоса, который используют при выполнении больших объемов бетонных работ. В зимних условиях используют также электро– и паропрогрев бутобетона.

Кладка способом термоса

   Способ термоса основан на сохранении в кладке теплоты уложенных подогретых материалов и теплоты, выделяемой бетоном в процессе твердения цемента. При применении этого способа бутовый камень перед укладкой в дело должен быть очищен ото льда и снега, а бетонную смесь, приготовленную на подогретых заполнителях (щебне, песке) и воде, немедленно укрывают после укладки, чтобы сохранить в ней теплоту. Температура бетонной смеси при кладке должна соответствовать принятой по расчету или указанной в проекте производства работ с тем, чтобы за время выдерживания бутобетона в утепленной опалубке была достигнута заданная прочность бетона.
   Чтобы ускорить твердение бетона, применяют предварительный разогрев смеси перед укладкой ее в опалубку, а также вводят химические добавки, которые снижают температуру замерзания бетонной смеси и позволяют использовать бутовый камень без подогрева.

Кладка с применением электропрогрева

   Применяя этот способ, бутовый камень очищают от снега и наледи. Температура бетонной смеси должна быть такой, чтобы уложенная в конструкцию бутобетонная смесь к моменту включения электро– и паропрогрева имела температуру не ниже 10 °C. Для электропрогрева в бетон закладывают стержневые электроды и подключают их к сетевому напряжению. Расположение групп электродов поперек фундамента в теплотехническом отношении более эффективно, но в этом случае невозможна их оборачиваемость. Кроме того, электроды будут мешать укладке бутового камня. Поэтому прогрев ведут обычно с помощью нашивных электродов, закрепляемых на внутренней стороне опалубки, применяя групповое их включение. Независимо от способа выдерживания кладки при положительной температуре (до приобретения ею заданной прочности) состояние основания, на которое укладывают бетонную смесь, а также способ ее укладки должны исключать возможность замерзания бетонной смеси в стыке с основанием. Слой старой кладки в месте стыка с новой должен быть отогрет до укладки бетонной смеси (температура не ниже 2 °C) и предохранен от замерзания до приобретения вновь уложенным бетоном требуемой прочности.
   Качество бетонной смеси при устройстве бутобетонных фундаментов в зимних условиях систематически контролируют: проверяют подвижность смеси, правильность дозировки вяжущего вещества и заполнителей, температуру при укладке. В возведенной кладке контролируют температурный режим твердения бетона. Для этого в кладке оставляют гнезда с пробками, чтобы можно было измерить термометром температуру в середине кладки и у ее поверхности. Кроме того, контролируют прочность бетона по контрольным образцам. Данные о методах и сроках выдерживания бутобетонной кладки и образцов бетона для контроля его прочности, о температуре кладки и тепловом режиме ее выдерживания заносят в журнал бетонных работ, который является документом при приемке выполненных работ.

Ошибки при производстве бетонных работ

   При использовании бетона в строительстве часто допускаются следующие ошибки:
   – отсутствие специализированной техники для замешивания бетона:
   – применение загрязненных заполнителей;
   – использование длительно хранившегося цемента;
   – применение некачественной воды;
   – передозировка добавок.
   Не секрет, что в большинстве случаев приготовлением, транспортировкой, укладкой и уходом за бетоном занимаются неспециалисты, почти не соблюдающие технические требования при работе с этим материалом. Несмотря на то что для работы часто приглашают рабочих специализированных строительных фирм, нет гарантии, что качество строительства будет на высшем уровне.

Ошибки, допускаемые при работе с заполнителями

   На качестве готового бетонного раствора часто сказывается загрязнение заполнителей вследствие их неправильного хранения. Качество материала снижают попавшие в гравий стружки, отходы древесины, битый кирпич, куски шлака, снега и пр. Органические вещества, присутствующие в гравии, могут снизить прочность бетона вследствие образования коррозии в арматуре.
   Загрязненность заполнителей влияет также на морозостойкость, водонепроницаемость, теплоизоляцию и другие свойства бетона.
   Наличие глины в гравии определяют следующим образом: берут стеклянную банку емкостью 1 л, заполняют ее на 1/4 песчанистым гравием, доливают водой до 3/4 и сильно взбалтывают. Через 1 ч на гравии станет заметен слой илистых и глинистых частиц, толщину которого измеряют и соотносят со всем объемом гравия.
   Излишнее содержание глины снижают различными способами. Однако чаще всего используют промывку.

Ошибки, допускаемые при работе с цементом

   Цемент является важнейшим составляющим бетона. Именно с ним связана самая распространенная ошибка – замешивание большего количества цемента, чем это требуется рецептурой. Несоблюдение технических требований приводит к снижению прочности бетона: в нем происходит чрезмерная усадка, появляется много трещин. Желание сэкономить на цементе приводит к другой ошибке – уменьшению его количества приприготовлении бетонной смеси. В бетоне, приготовленном с небольшим количеством цемента, частицы заполнителя склеиваются друг с другом только отдельными точками. В этом случае бетон не только теряет прочность, но и становится водопроницаемым, не защищает арматуру от коррозии, что приводит к разрушению железобетонной конструкции.
   Не рекомендуется использовать долго хранящийся цемент, поскольку он теряет свои свойства в процессе длительного или неправильного хранения. Этот материал следует хранить только в защищенном от ветра и влажного воздуха месте. Для этого мешки с цементом укладывают на деревянный настил, который отстоит от пола не менее чем на 40 см. Однако даже в этом случае цемент не рекомендуется хранить более 3 мес. Если требуется длительное хранение (более 4 мес), мешки с цементом плотно накрывают брезентом, перекрывая доступ влажному воздуху. Дата изготовления проставлена на внешней стороне мешка.
   В открытом мешке цемент хранят не более 1 нед в сухую погоду и не более 1 сут – в сырую.

Ускорители и замедлители схватывания и твердения цементных строительных смесей

   Сроки схватывания и скорость твердения сухих строительных смесей являются основными характеристиками, определяющими условия их применения в строительстве. Иначе говоря, понятие «сроки схватывания» может относиться только к цементу, в то время как для смесей цемента с различными наполнителями пользуются другими характеристиками. Это:
   – потеря пластичности;
   – потеря подвижности;
   – потеря удобоукладываемости.
   Для характеристики потери пластичности растворных смесей строителями используется понятие «живучесть смесей». Оно заключает в себя не только определение времени загустевания растворной смеси, но также и определение максимального времени, по истечении которого может использоваться данный цементный раствор. Показатели живучести раствора и его прочности зависят от следующих факторов:
   – от характеристик использованного цемента;
   – от характеристик заполнителя;
   – наличия различных примесей и функциональных добавок;
   – условий твердения: влажности и температуры.
   Влияние всех этих факторов приводит к тому, что правильно приготовленная смесь бывает как медленно, так и быстро схватывающейся. В тех случаях, когда схватывание раствора по каким-либо причинам требуется замедлить или, наоборот, ускорить, применяют метод регулирования процесса гидратации цемента. Сроки схватывания и набирание прочности цементного раствора зависят от его состава, тонкости помола цемента и содержания частиц определенных фракций, а также содержания в цементе различных примесей.
   Сроки схватывания цементного раствора в случае необходимости можно регулировать самим. Для этого в состав раствора вводят специальные добавки – ускорители или замедлители схватывания и твердения. Необходимость использования ускорителей твердения появляется в следующих случаях:
   – для ускорения схватывания растворов, применяемых при низких и отрицательных температурах;
   – при производстве восстановительных работ;
   – при производстве смесей для усиления фундаментов инъекционными составами.
   Необходимость использования замедлителей твердения и схватывания появляется в следующих случаях:
   – при проведении работ в жаркий период года;
   – при необходимости формования ослабленных фундаментов в жаркое время года.
   Ускорители схватывания и твердения смесей на основе портландцемента представляют собой неорганические соли, соли орагнических кислот, а также продукты на их основе: K2CO3, Na2SO4, NaF, NaAlO2 и многие другие. В качестве ускорителей схватывания используют также формиаты кальция и натрия, соединения, в составе которых присутствуют алюминаты кальция, оксиды и гидроксиды алюминия.
   Распространенным приемом сокращения сроков схватывания смесей на основе портландцемента является введение в их состав алюминатных цементов и ускорителей схватывания на основе g-Al2O3.
   Следует знать, что иногда использование ускорителей схватывания приводит к потере прочности раствора, поэтому правильный выбор ускорителя очень важен.

Ошибки, допускаемые при работе с водой и добавками для бетона

   Для замешивания бетонного раствора требуется водопроводная вода. Вода с высоким содержанием примесей и солей для затворения цемента непригодна. К примеру, содержащиеся в воде сульфаты разъедают и разрушают бетон.
   При приготовлении бетона все чаще и чаще используют различные добавки для улучшения некоторых свойств бетонной смеси, например повышения водостойкости, износостойкости, удобоукладываемости. Однако внесение большего количества добавок чревато серьезными последствиями – появляется поверхностная фильтрация, пятна. В большинстве случаев такие дефекты исправить уже невозможно. Остается только заменить конструкцию полностью.

Закладка фундамента

   Бетонные работы в первую очередь предполагают закладку фундамента.
   Прежде чем начать возводить фундамент, расчищают площадку, выбранную под строительство дома, снимают верхний слой почвы (20–30 см) и разравнивают поверхность.
   После этого отмечают границы будущего здания, отступают от них на 1 м и на этом расстоянии забивают у каждого угла по 3 колышка (стойки), строго горизонтально прибивают к ним доски и натягивают тонкую проволоку или шнуры.
   Это нужно для того, чтобы обозначить красные линии будущего здания.

Устройство котлована

   От дна котлована выкапывают траншею глубиной до 50 см. Она понадобится для возведения нижней расширенной части фундамента. Ее можно сделать из бетона, в этом случае вертикальные стены траншеи будут являться опалубкой (рис. 112).

   Рис. 112. Рытье котлована.
 
   Угол откоса котлована выбирают в зависимости от вида грунта:
   – при работе с вязким грунтом – 0°;
   – с сыпучим грунтом – 45°;
   – со средним грунтом – 60°;
   – с твердым грунтом – 80°;
   – со скалистым грунтом – 90°.
   Перед началом работ по подготовке основания как можно точнее определяют границы участка. Помимо этого, решают и другие, не менее важные вопросы: устраивают подъездные пути для привозки стройматериалов, освобождают достаточное пространство для их хранения. В соответствии с планом выкорчевывают кустарники и деревья, мешающие строительству.
   На расстоянии 1,5 м от будущей ямы для фундамента устанавливают обноску из столбиков, соединенных сверху досками. На обноску натягивают шнур, выполняющий роль горизонтальной оси.
   После этого приступают к земляным работам: верхний растительный слой снимают (для засыпки он не годится) и приступают к рытью траншеи. Следует отметить, что ямы для фундаментов роют непосредственно перед строительством: если надолго оставить котлован открытым, его стенки обрушатся, а дно превратится в вязкую жижу под действием осадков.
   При закладке фундамента необходимо уделить особое внимание устройству дренажной системы, предназначенной для понижения уровня грунтовых вод и отводки поверхностных.
   Существует несколько разновидностей дренажа:
   – канавы;
   – гончарный дренаж;
   – кирпичный дренаж;
   – дренажный колодец;
   – кротовый дренаж.
   Самое простое и вместе с тем недорогое средство для осушения участка – канавы. Они имеют некоторое преимущество на равнинной и низинной местности, где трудно предоставить необходимый угол наклона для создания, например, гончарного дренажа. Вода, собранная в канавы, с течением времени испаряется или же (если ее очень много) поступает в водосборник.
   Гончарный дренаж делают с помощью коротких глиняных или пластмассовых труб, уложенных впритык друг к другу по схеме «елочка» в траншеях, предназначенных для отвода поверхностных вод. Более целесообразно применение пластиковых труб, которые в случае необходимости могут быть согнуты.
   Кирпичный дренаж устраивают на небольших по площади участках. Для этого выкапывают яму глубиной не менее 2 м, ее стенки выкладывают кирпичами, не скрепленными цементным раствором, чтобы вода могла свободно просачиваться между ними. Колодец засыпают битым кирпичом, а сверху укладывают слой дерна для предупреждения заиливания. Довольно часто для устройства дренажа используют бетонные трубы.
   Частой ошибкой строителей-непрофессионалов при устройстве дренажной системы является отсутствие стока. Результатом такой недоработки станет скапливание у подпорной стены воды, которая будет методично разрушать каменную или кирпичную кладку фундамента. Этого можно избежать, если использовать на участке одновременно два вида дренажной системы – гончарный дренаж и дренажный колодец. Делают это таким образом: у основания стены прокладывают одиночную гончарную дренажную трубу с необходимым уровнем уклона, после чего подсоединяют ее к дренажному колодцу.
   Не рекомендуется укладывать канализационные трубы непосредственно на дно ямы под фундамент. В том месте, где труба пересекает фундамент, ее обертывают толстым войлоком.

Виды грунтов

   При проведении бетонных работ необходимо правильно определить вид грунта. Для этого на месте предполагаемого строительства берут пробы грунта, которые затем подвергают инженерно-геологическим исследованиям.
   Существует несколько видов грунта:
   – скалистые;
   – обломочные;
   – песчаные (мелкозернистые и пылеватые пески);
   – пылеватые (плывуны);
   – суглинистые;
   – глинистые.
   Каждый из них характеризуется определенными показателями.
   Скалистые грунты считаются самыми надежными. Они достаточно прочны, не проседают и не размываются. Вспучивание в зимнее время таким грунтам не грозит. При строительстве дома на участке со скалистым грунтом можно обойтись без заглубления и возводить фундамент непосредственно на поверхности грунта.
   Обломочные, или хрящеватые, грунты содержат обломки камней и вкрапления гравия. Они не размываются и не сжимаются. В условиях таких грунтов рекомендуется устраивать фундаменты с заглублением не более 50 см.
   Песчаные грунты, состоящие из мелкозернистых и пылеватых песков, имеют свойство проседать, то есть сильно уплотняться под нагрузкой. Эти грунты не задерживают воду и в зимний период незначительно промерзают. Заглубление фундамента на песчаных грунтах рекомендуется проводить на глубине от 40 до 70 см.
   Особого внимания при строительстве заслуживают пылеватые грунты, которые часто называют плывунами. Устраивать фундамент на таких грунтах довольно сложно и опасно. Строительство дома на плывунах лучше всего вести с опытными строителями, предварительно проконсультировавшись с работниками проектной организации.
   Суглинистые грунты занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми. В их составе от 3 до 30 % глины. При наличии в грунте менее 10 % глины грунт называется супесчаным, и при повышенном содержании – суглинистым.
   Глинистые грунты – наихудший из вариантов, который может встретиться при постройке дома. Грунты такого вида могут сжиматься, размываться и вспучиваться при промерзании. В этом случае глубина закладки фундамента устраивается на всю глубину промерзания.
   Следует отметить, что в сухом состоянии глинистые грунты могут служить хорошим основанием (в этом случае их относят к условно непучинистым), а при значительном насыщении водой и при малой плотности становятся довольно жидкими и сильно вспучиваются при промерзании.
   Глинистые грунты иногда называют просадочными, так как, находясь в напряженном состоянии под действием нагрузки от строения, они дают просадку.
   Различают два вида просадочных грунтов:
   – грунты, просадка которых от собственного веса не превышает 5 см;
   – грунты, просадка которых от собственного веса превышает 5 см.
   Основной причиной неустойчивости или разрушения фундамента является вспучивание некоторых грунтов в зимний период, а это, в свою очередь, связано с глубиной промерзания грунта в районе строительства и с глубиной залегания грунтовых вод.
   Сила вспучивания настолько велика, что в состоянии приподнять даже очень большие здания, и справиться с ней можно только в том случае, если будут соблюдены все рекомендации при устройстве фундамента.

Глубина промерзания грунтов

   На поведение многих грунтов существенное влияние оказывает уровень подземных вод. В идеале глубина промерзания должна быть меньше глубины залегания грунтовых вод; в том случае, когда показатель глубины промерзания превышает показатель глубины залегания грунтовых вод, отмечается их промерзание, следствием которого является вспучивание грунта.
   Если бы вспучивание было равномерным, оно не создавало бы проблем: зимой грунт поднимался бы равномерно, а весной так же равномерно опускался.
   Грунты с отрицательной или нулевой температурой, имеющие в своем составе ледяные включения, называют мерзлыми. Если на протяжении нескольких лет мерзлые грунты не подвергались оттаиванию, их называют вечномерзлыми. Вечномерзлые грунты, в свою очередь, делятся на три категории:
   – твердомерзлые;
   – пластичномерзлые;
   – сыпучемерзлые.
   В строительных организациях при работе с грунтами учитывают такую их характеристику, как связанность, которая изменяется в зависимости от влажности грунтов. Связанность проверяют углом естественного откоса, который образуется откосом свободно насыпанного грунта и горизонтальной плоскостью.
   При проведении бетонных работ необходимо учитывать такой фактор, как глубина промерзания грунта, зависящая от географического положения местности. Так, средняя глубина промерзания для следующих городов составляет:
   – Волгоград, Псков, Великие Луки, Смоленск – 1,2 м;
   – Москва, Санкт-Петербург, Новгород, Воронеж – 1,4 м;
   – Пенза, Саратов, Кострома, Вологда – 1,5 м.

Определение характера грунта

   Многие сухие крупнопористые грунты при увлажнении дают значительную осадку, отчего построенное на них здание начинает разрушаться.
   Чтобы избежать этого, перед началом строительства необходимо узнать характер грунта. Присадочный он или нет, можно определить следующим образом: следует выкопать небольшую яму (приблизительно 1,0 х 1,0 х 1,0 м), а выкопанный грунт смочить и уложить обратно. В том случае, если окажется, что грунта не хватает для заполнения ямы, он (грунт) явно просадочный.
   Но, при большой необходимости, даже несмотря на просадочный грунт, возвести строение все же можно. Для этого дно траншей и котлованов, предназначенных для устройства фундамента, следует обильно смочить водой и сильно утрамбовать, а после сооружения цоколя устроить бетонную отмостку шириной 0,8–1,0 м с уклоном 10 см от стен здания к участку для отвода воды во избежание просадки грунта.
   Необходимо отметить, что характер грунта и уровень стояния грунтовых вод лучше всего определять летом, потому что весной уровень этот значительно повышается.

Действие грунтов на фундаменты

   Как известно, проводить бетонные работы можно практически на любом грунте. Примером тому являются дворцы Санкт-Петербурга и здания Норильска. Следовательно, основная проблема заключается в принятии верного технического решения при возведении устойчивого фундамента и в правильном выборе средств, требующихся для строительства.
   В первую очередь необходимо установить, как взаимодействуют грунт и фундамент. Дело в том, что не только грунт оказывает воздействие на фундамент, но и фундамент на грунт. Под тяжестью сооружения грунт проседает. Как правило, это происходит в первые два года после строительства.
   Невозможно полностью исключить просадку грунта, поэтому перед строителями ставится задача сделать ее равномерной, в противном случае возможно опущение одной части дома на 10, другой – на 5, третьей – на 25 см. Подобный перекос дома не только приводит к образованию трещин, но и грозит полным разрушением дома.
   Как уже говорилось ранее, основной причиной движения грунта и перемещения фундамента является действие сил морозного пучения. Насыщенные водой грунты при замерзании увеличиваются в объеме, иначе говоря, вспучиваются, сжимают фундамент и выталкивают его.
   Нередко действие сил морозного пучения на фундамент столь велико, что происходит разрушение здания, например нижняя часть фундамента отделяется от верхней.
   Худший вариант – опрокидывание фундамента вместе с домом. Это часто происходит при боковых смещениях пластов грунта, особенно в тех случаях, когда дом располагается на холме. Конечно, при оттаивании фундамент снова проседает, однако далеко не всегда возвращается в исходное положение. В результате дом становится неустойчивым.
   Для закладки фундамента лучшим считается грунт, глубина промерзания которого выше уровня залегания грунтовых вод. Во всех остальных случаях следует выбирать самый надежный тип фундамента, не считаясь с расходами, и проводить работы для понижения уровня грунтовых вод (осушение участка, прокладка дренажа).
   При заглублении фундаментов ниже расчетной глубины промерзания грунта силы пучения исключаются. Если это условие выполняется, то такой фундамент будет достаточно надежным.