6.7. Защита зданий и сооружений от поверхностных и грунтовых вод.

Защита фундаментов реставрируемых и реконструируемых зданий от поверхностных и грунтовых вод в условиях ценной исторической застройки требует комплексного подхода и детального изучения каждого отдельного случая.

Для каждого здания, нуждающегося в реконструкции и реставрации, необходимо проведение детальных изысканий состояния фундамента и геологических изысканий.

Изыскания для реконструкции здания и его основания и фундаментов проводят в соответствии с программой, составленной организацией, имеющей лицензию на проведение изысканий, на основании технического задания проектной организации. Техническое задание при реконструкции зданий должно содержать следующие сведения и данные:

 местоположение здания;

 характеристику здания и время его строительства;

 характеристику фундаментов;

 постоянные и временные нагрузки (существующие и будущие);

 сведения об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях по архивным данным;

 цели реконструкции с указанием новых параметров здания;

 уровень ответственности здания после реконструкции.

При изысканиях для реконструкции предусматривают кроме изучения грунтовых условий площадки проведение геодезической съемки положения конструкций здания и цоколей для установления неравномерных осадок (кренов, прогибов, относительных смещений). Результаты измерений необходимо использовать для выбора мест детального изучения основания и обследования фундаментов.

Состав, объем, и методы изысканий намечают в зависимости от целей реконструкции, типа здания или подземного сооружения и их состояния, сложности инженерно-геологических условий.

Допускается не проводить инженерно-геологических изысканий для зданий, у которых при обследовании не обнаружено видимых деформаций, устройство новых фундаментов не предполагается, а увеличение нагрузок на фундаменты не превышает значений, способных вызвать дополнительные недопустимые деформации, при условии, что здание не находится в зоне геологического риска.

При сложных случаях реконструкции, как правило, используют несколько технологических приемов. Так, например, частичная традиционная перекладка фундаментов может выполняться в комплексе с инъекционными технологиями. Во всех случаях предложенная технология должна обеспечить надежную длительную эксплуатацию здания, соответствующую данному при проектировании геотехническому прогнозу. Должны быть учтены вопросы экономики, экологии, безопасности ведения работ. Экологический аспект в большей степени касается многочисленных химических способов искусственного улучшения свойств грунтов.

При выявленном в результате обследования реконструируемых бесподвальных зданий повреждений материала фундамента (бетон, бутовая кладки и др.) от воздействия агрессивной среды и других факторов проектируется защитная гидроизоляция (если ее не было) или восстановление существующей поврежденной.

При реконструируемых зданиях с подвалами и подземных сооружениях с поврежденными стенами проектируется защитная и противофильтрационная гидроизоляция, в том числе тампонирование свищей, изоляция мест пропуска трубопроводов и др.

Производство, контроль качества и приемка работ при устройстве и восстановлении гидроизоляции зависят от вида гидроизоляции и способа ее устройства. При производстве работ по устройству различных видов гидроизоляции следует руководствоваться требованиями проекта и нормативными документами.

При производстве работ особое внимание следует обратить на подготовку поверхности под гидроизоляцию. Работы по устройству (восстановлению) гидроизоляции в основном должны вестись насухо.

При устройстве оклеечной гидроизоляции следует обратить внимание на непрерывность изоляции, в частности, на стыке горизонтальных и вертикальных участков, в узлах примыкания и местах сопряжения различных конструкций. Недопустимо появление на готовой поверхности «не проклеенных» участков, «пузырей», «волнистых» и «сморщенных» участков и т.п.

Особое внимание следует уделить качеству работ по устройству защитной системы для гидроизоляции - засыпки, прижимных стен, фальшстен и т.п.

В процессе устройства (восстановления) гидроизоляции при реконструкции запрещается использовать опасные материалы.

При устройстве (восстановлении) гидроизоляции должны контролироваться следующие технологические операции: вынос опорных точек, разбивочных осей в натуру; зачистка конструкций; контроль параметров применяемых видов гидроизоляции; изготовление гидроизоляции; устройство защитной системы для гидроизоляции, прохождение коммуникаций через гидроизолированную поверхность.

Также для защиты от поверхностных вод фундаментов зданий необходимо проведение обследования отмостки вокруг зданий с последующими рекомендациями по проведению работ по восстановлению, либо полной заменой существующей отмостки.

Для отдельных зданий после проведения всех изыскательских работ при отсутствии возможности защиты фундамента исторических зданий иными методами применяются дренажи и дренажные системы.

Дренаж фундамента — это инженерное сооружение, которое защищает здание от воздействия избыточной влаги. Дренажные системы предотвращают:

образование инея, обмерзлости, плесени;

подтопление погребов;

отсыревание пола первого этажа здания;

образование наледей и луж на дорожках, расположенных вблизи здания.

Выполняя монтаж дренажной системы фундамента, необходимо укладывать дренажные трубы в материал, хорошо пропускающий влагу (к примеру, щебень). Чтобы облегчить монтажные работы, можно укладывать в единую траншею трубы ливневой канализации и системы дренажа. Верхний край труб при этом всегда должен находиться несколько ниже, чем подошва фундамента.

Для небольших строений площадью меньше 400 кв.м. редко определяется пропускная способность дренажной системы. В зависимости от предполагаемой потребности и рельефа местности выбирается диаметр дренажных труб. Для стандартных строений он может составлять от 75 до 110 мм.

В процессе реконструкции фундаментов зданий, заглубленных сооружений и связанных с ними инженерных коммуникаций, возникает необходимость обнажения внешних поверхностей этих объектов, т.е. отрывки котлованов для производства гидроизоляционных работ, выполнения мероприятий по устранению нарушений целостности конструкций или для их усиления.

Проект водопонижения и дренажа площадки реконструируемого здания является составной частью общего проекта подземной части здания или сооружения и может использоваться для устройства постоянного дренажа.

Учитывая относительно небольшую глубину траншеи, вскрывающей подземную часть сооружения, защиту ее от подземных вод следует предусматривать путем водопонижения в прилегающем обводненном грунтовом массиве при помощи водоотлива, дренажа или иглофильтров.

Водоотлив проектируется путем отбора дренажными канавами подземных вод, фильтрующихся через открытый или огражденный борт траншеи, а также через ее дно. Канава должна быть достаточно заглублена, чтобы обеспечить необходимое снижение УПВ (включая капиллярную кайму) под дном траншеи. Каптированные канавой подземные воды отводятся самотеком к зумпфу, из которого насосом откачиваются в дождевую канализацию.

Водоотлив является наиболее простым и дешевым способом водопонижения. Однако в связи с его техническими недостатками он относится к наименее применяемым способам в условиях города, особенно в грунтах, подверженных суффозии.

Локальный закрытый трубчатый дренаж для защиты траншеи от затопления целесообразно применять в том случае, если его устройство в качестве постоянного дополнительного сооружения предусмотрено проектом реконструкции объекта.

Дренаж может быть проложен по контуру сооружения (кольцевая схема) как внутри траншеи, соответствующим образом уширенной, так и за ее пределами. Применение таких дренажей следует предусматривать в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации не менее 2 м/сут. В малопроницаемых грунтах такой дренаж не обеспечит требуемого понижения УПВ под самим сооружением.

Дренаж выполняется из перфорированных или укладываемых с определенным зазором дренажных труб, которые могут быть асбестоцементными, керамическими и полиэтиленовыми. Вокруг труб следует выполнить дренажную двухслойную обсыпку из соответствующим образом подобранного песчано-гравийного материала, руководствуясь Пособием к СНиП 2.06.14-85и2.02.01-83*, целесообразно использование фильтров из геотекстилей и других материалов.

Преимуществом дренажей является их расположение, как правило, за пределами траншеи, используемой для ремонта или реконструкции подземной части сооружения, отсутствие влияния низких температур, совмещение временных и постоянных функций по защите от подземных вод.

При большой вариации площадей поперечников в дренажной системе целесообразно использовать наборные дрены, включающие пластиковые решетчатые каркасы из однотипных элементов, пленочное днище и перфорированную (сеточную) обвязку. Дрены стыкуют по длине пластиковыми муфтами, а с ответвлениями - тройниками; повороты дрен формируют изгибом самого каркаса.

Водопонижение при реконструкции фундаментов и заглубленных сооружений следует осуществлять иглофильтровым способом.

Иглофильтровый способ следует отнести к наиболее эффективному виду водопонизительных работ при реконструкции фундаментов и заглубленных сооружений.

Иглофильтровый способ может быть принят по двум схемам: гравитационное водопонижение, осуществляемое в песчаных неслоистых грунтах с коэффициентами фильтрации от 2 до 50 м/сут при максимальном понижении УПВ на глубину 4-5 м от оси насосного агрегата, входящего в комплект установок ЛИУ-6Б, и вакуумное водопонижение, осуществляемое в малопроницаемых грунтах с коэффициентами фильтрации от 0,1 до 2 м/сут (при необходимости до 5 м/сут) на глубину до 6-7 м от оси всасывающего коллектора при помощи установок УВВ-3-6КМ.

При коэффициенте фильтрации водовмещающего грунта до 5 м/сут необходимо устройство песчано-гравийной обсыпки вокруг фильтрового звена иглофильтров.

Всасывающая система установок ЛИУ и УВВ идентична и состоит из 100 иглофильтров с длиной водоподъемных труб по 7,5 м и всасывающим коллектором диаметром 159 мм длиной 100 м. Шаг иглофильтров может быть 0,75; 1,5; 2,25 и 3 м.

При проектировании следует учесть, что при гидравлическом погружении иглофильтров, при заплывании каверны над обсыпкой породой, при извлечении иглофильтров возможно неблагоприятное влияние на соседние здания, что может выразиться в дополнительных осадках основания, деформациях фундаментов и т.п.

Гидравлический расчет иглофильтров ведется по методике, изложенной в Пособии к СНиП 2.06.14-85иСНиП 2.02.01-83*.

Подземные воды, каптированные при работе открытого водоотлива из траншеи, а также при эксплуатации дренажных и водопонизительных систем, следует сбрасывать в дождевую канализацию.

Места сброса подземных вод должны определяться заказчиком совместно с генеральным проектировщиком.

В проекте следует предусмотреть необходимые меры безопасности при пересечении траншеей, вскрывающей фундамент или стены подвала здания, водонесущих коммуникаций и электрических кабелей. Места ожидаемого расположения коммуникаций следует отрывать вручную в присутствии представителей соответствующих городских служб.

При эксплуатации водопонизительных систем в зимний период следует обеспечивать непрерывную работу дренажных насосов открытого водоотлива и насосных агрегатов иглофильтровых систем, необходимо иметь возможность аварийного слива из всасывающего трубопровода иглофильтровой установки, а также из трубопроводов сбросных линий.

При проектировании производства работ по реконструкции заглубленных частей зданий необходимо с учетом плотной городской застройки определить возможные деформации оснований под зданиями в зоне влияния водопонижения.

Необходимо оценить опасность для близлежащих зданий суффозии грунта в борта траншеи, отрытой в водонасыщенных грунтах. Предотвращение суффозии осуществляется путем правильного подбора гранулометрического состава песчано-гравийных обсыпок дренажа и скважин, а также отсыпкой песчаного материала на поверхность откоса выемки, где возможен выход фильтрационного потока с повышенными гидравлическими градиентами.

Общим мероприятием для всей проектируемой центральной части города Енисейска, которое понижает уровень грунтовых вод, является ливневая канализация, перехватывающая поверхностные ливневые стоки, которые частично питают грунтовые воды. Организация ливневой канализации рассмотрена в пунктах 6.1 и 6.2.

На последующих стадиях проектирования раздел по инженерной подготовке территории будет разработан более детально при наличии подробных геологических и гидрогеологических изысканий.