РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ВЫПУЧИВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТИЧЕСКИХ СМАЗОК И КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЭМАЛЕЙ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИИ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ имени Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ВЫПУЧИВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТИЧЕСКИХ СМАЗОК И КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЭМАЛЕЙ

МОСНВ4-1980

Таблица I

“12-

3. ТИПЫ ФУНДАМЕНТОВ

3.1* Настоящие Рекомендация распространяются на свайные, столбчатые, грибовидные, ленточные фундаменты.

3.2.    По форме фундаменты могут быть прямоугольными, круглыми, пирамидальными, трапециевидными, ромбовидными, в виде усеченного кснуса. Последние четыре вида фундаментов устанавливаются широкой стороной вниз. Обращаем внимание на скос граней у фундаментов. По нашим наблюдениям, скос под углом 1,5° сникает касательные силы вы* пучивания почти в 2 раза.

3.3.    Материалом фундаментов может быть бетон, железобетон, кирпич, дерево, металл. Поверхность их должна быть гладкой или немного шероховатой; не допускаются у фундаментов ни выступы, ни углубления в слое сезонного промерзания или оттаивания.

13 -

4. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ФУНДАМЕНТОВ РЕА1ШШИ

4.1.    Обработке подвергается та часть поверхности фундамента, которая будет находиться в слое сезонного проыерзаяия-оггаивания грунта плюс 20 см вше спланированной поверхности*

4*2* Поверхность фундаментов перед обработкой реагентами должна быть сухой, ее необходимо очистить от грязи, пыли, выравнигь, раковины завшакдевать цементным раствором, выступы срубить* Это делается для того, чтобы при проскальзаваниЕ мерзлого грунта вдоль фундамента исключить сдвиг мерзлого грунта по мерзлому грунту*

4.3* Для физико-химической обработки поверхности фундаментов в целях уменьшения касательных сил морозного выпучивания фундаментов рекомендуются два основных рецепта: I. Пластичные (консистентные) смазки БАМ-3 и БАМ-4 по п. 2*2.1-2.2.6 и 2. Кремнийорганические эмали К0-Х74 и КО-1164 по п. 2.5.I-2.5.3*

4.4.1.    Технология обработки поверхности фундаментов смазками БАМ-3 и БАМ-4 разработана в зависимости от долговечности ж класса зданий и сооружений. Согласно главы СНиП П-А.З-62,в основу классификации зданий и сооружений на классы положено их назначение и значение» По совокупности признаков здания и сооружения делятся на 4 класса, причем к I-му классу относятся здания и сооружения, к которым предъявляются повышенные требования, а к 4-му классу относятся здания и сооружения, к которым предъявляются минимальные требования.

Б настоящих Рекомендациях рассматриваются лишь те малонагружен-нне фундаменты, которые нуждаются в защите от морозного выпучивания, а также ненагруженные фундаменты (Находящиеся в процессе строительства.

4*4*2. В таблице 3 приведена рецептура обработки поверхности

фундаментов» Сокращения обозначают:К0-П12 - кремн^органическая

Таблица 3

Рецептура обработки поверхности малонагруженных и ненагруженных фундаментов с применением пластичных смазок в зависимости от долговечности смазки и класса зданий и сооружений

Примечание: I) кремнийорганическая эмаль K0-III2:

2) пластичная смазка БМ-4; 3) плаатичная смазка БАМ-3;

4) полиэтиленовая пленка; 5) поливинилхлоридный пластикат.

15 -

эмаль по п. 2,3.2; БАМ-4 и БАМ-3 - пластичные смазки по п.2.2.1-2,2.6; ПЭ - полиэтиленовая пленка по п.2.4.2; ПВХ - поливинилхлоридный пластикат по п. 2,4.3.

Эмаль K0-III2 наносится на поверхность фундаментов по п.2.3.2. Обработка фундамента смазками БАМ-3 и БАМ-4 производится по п.2.2.5.

Смазанная поверхность фундаментов покрывается в один слой полиэтиленовой пленкой (п.2.4.2) или поливинилхлоридным пластикатом (2,4.3). Внизу и вверху пленка и пластикат закрепляются на фундаменте проволокой, В случае защиты фундаментов на 1-3 года шесто полимерных пленок можно применить вощеную оберточную бумагу. Хорошие результаты дает пропитанная смазкой ткань - мешковина, бязь, техническая марля и т.п., которой в один слой покрывают фундамент.

4.4.3,    Пластичные смазки применяются для защиты фундаментов всех типов. Перед забивкой свай необходимо на глубину сезонного промерзания делать лидер, поперечник которого должен быть на 5-10 см больше поперечника сваи, чтобы исключить нарушение слоя смазки и пленки. При обратной засыпке фундаментов в котлованах также необходимо проявить осторожность, чтобы не повредить смазку и пленку.

4.4.4.    Грунтовку поверхности фундаментов целесообразно производить в цехе или где-то на базе,а смазку необходимо наносить на фундамент на месте установки фундаментов. Дело в том, что при транспортировке фундаментов смазку и пленку легко повредить.

4.5.    Технология обработки поверхности фундаментов кремнийорга-

ническими эмалями K0-I74 и КО-1164 очень проста. Она изложена в п.п.

2.5.2 и 2.5.3. Обрабатывать фундамент эмалью целесообразно в цехе

на базе, стационаре и т.д. Эмаль имеет прочное сцепление с бетоном, деревом, металлом. Эмаль долговечна. Выбор марки эмали (K0-I74 или K0-II64) диктуется только наличием той или иной эмали.

4.6.    Выбор рецепта для защиты фундаментов от морозного выпу-

чиваыия определяется наличием реагентов, типом фундамента, нагрузкой на фундамент, глубиной его погружения и др.

Для ленточных и столбчатых фундаментов предпочтительна пластичная смазка. Для свайных фундаментов при нагрузке свыше 5 тонн и глубине погружения не меньше 7 м целесообразно применять кремний -органические эмали.

-17-

5. РАСЧЕТ ФУНДАМШТОВ НА ДЕЙСТВИЕ СИЯ МОРОЗНОГО

ВЫПУЧИВАНИЯ

5.1. Согласно главе СНиП П-18-76 фундаменты на действие касательных сил морозного выпучивания рассчитываются по формуле

со

<?. -

ния, МПа (кгс/см ), принимаемое по п.5.2;

-    расчетная площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетной глубины.слоя сезонного гтотгрэаиия-оттаивашш;

-    расчетная постоянная нагрузка, действующая на фундамент, определяемая с коэффициентом мотегпузкиЛ = 0,9;

-    расчетное значение силы,кИ (Кгс), 'те-пгиваюгой фундамент от его выпучивания;

а) пли использовании грунтов основания по принципу I -вследствие смерзания фундамента с вечномерзлым грунтом - Q_M определяемое по нА ⁷рштог.ения 5 главы СНиН П-18-76;

б) при использовании грунтов основания по принципу "Г, а также в природном не мерзло:* состоянии - вследствие трения поверхности фундамента по гоунту - Qr * определяемое по гг.5 Приложения 6 главы. (HhH8 Г-18-76;:

Л* - коэффициент условий работы, принят,тесный равным I; х_н - коэффициент надежности, принимаемый равным 1Д.

5.2. Значение расчетной удельной касательной силы выпучивания

фундаментов определяется по табл.4 в зависимости от вида Физико-химической обработки поверхности Фундаментов: КО- поверхность обработки только одной коешийорггпшчсской эмаль» KQ-I74 пли КО-П-4;

Таблица Ц-

Расчетные удельные касательные силы морозного выпучивания в л!Па по главе СНиП П-18-76 и по Рекомендациям

2. Смазка означает обработку фундаментов с применением пластичной смазки.

Е. Для фундаментов, имеющих скос, вводится коэффициент равный Г,7 для обработанных кремнийорганической эмалью и 0,5 - для обработанных пластичной смазкой.

- 19 -

смазка - поверхность обработана пластичными смазками ЕАЧ-3 или БАМ, включая грунтовку (эмаль K0-III2, нитроэмаль НЦ-II) и полимерную пленку; при этом для зданий I-го и 2-го класса значения, приведенные в таблице , принимаются с коэффициентом I, для зданий 3-го и 4-го класса - с коэффициентом 0,9; для железнодорожных мостов и других подобных особо ответственных сооружений - с коэффициентом 1,3.

5.3. Примеры расчета фундаментов на действие сил морозного выпучивания.

Пример I. Пелезобетонный приэмовидный свайный Фундамент сечением 30x30 см, глубина сезонного промерзания    =    2    м,    веч

ная мерзлота отсутствует, постоянная нагрузка на фундамент N = 0,05 кНС5 i), обработана свая КС-174, грунт сильнопучинистый,

» 0,07 Ш1а(0,7 кгс/см²), класс здания 2-й, долговечность 50 лет,    =0,02 ^тШа(0,2 кгс/см²)(трение сваи о талый гпунт).

Рассчитать глубину забивки сваи Н. Перепишем формулу (I) в следующем виде:

(2)

т Q ч tn'h ' t •    (3)

L _ 1.К 0.7.120.200-5000) ₌ I.ICI6ei4-5000) = 12995 ₌ 5lfI CM.

" ~    1.120.0,2    24    ~    24    *

H = h *hf_Ha =541+200=741 CM.

Пример 2. Условия те же, что в примере I, с той лишь разницей, что Фундамент обработан смазкой. Следовательно, в данном при-мере <Tf_<m =0,04 ЧПаСО.4 кгс/см²).

» _в I .If 0.4.120.200-5000)    1.1.4600    ₌    5060    ₌    т    сж.

” ~    24    24    24    *

Я = 2111 + 200 = 411 СМ.

УДК 624.139.22:624*15

Рекомендации составлены в развитие главы СЕиП п-18-76 "Основания и фундаменты ва вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования" и главы СНмП П-15-74 "Основания зданий и сооруменнй. Нормы проектирования" в части мероприятий по предотвращению воздействия морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений и "Рекомендаций по применению кремнийорганичзских соединений в борьбе с морозным выпучиванием фундаментов", Стройиздат, М., 1974, "Рекомендаций по снижению сил примерзания грунта к строительным конструкциям физико-химическими методами", Стройиздат, М., 1975.

Рекомендации разработаны научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (доктором геол.-мин.наук А.М.Пчелинцевым при участии ст.научного сотрудника И.Г.Яркина). Смазки БАМ-3 и БАМ-4 разработаны МЙНХ и ГП им. И.М.Губкина (докгороитехн. наук, проф. А.А.Гуреевым, канд. техн.наук В.Н.Поддубным, канд. с.-х.наук Р.А.Гуло и ст.научным сотрудником С.А.Авчиной) совместно с НИИОСП.

Рекомендации составлены доктором геол.-мин.наук А.М.Пчелинцевым.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, которые осуществляют проектирование и строительство фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах.

Все замечания и предложения по содержанию настоящих Рекомендаций просим направлять по адресу: 109389 Москва, F-389, 2-я Институтская ул., дон 6, НИИ оснований и подземных сооружений.

© Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский

институт оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова, 1980 г.

* 20 -

При tie р 3, Те же условия, что в пелвом примере, но свая не подвергалась Физико-химической обработке,    =    С,XI ЧПа

(1,1 кгс/с.н^) по главе СНиП П-18-76.

I,I( 1,1.120.200 - 5000') ₌ 1,1.21400 ₌ 23540 ₌

24    24    24

Ц = 981 + 200 = II6I = 11,81 И.

3 ■=*

i. общие: полакаю

1.1.    Настоящие Рекомендации предназначены для защиты фундаментов зданий и сооружений от морозного выпучивания путем уменьшения их касательных сил.

1.2.    В этих целях в НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР разработан специальный физикохимический способ обработки поверхности фундаментов с применением пластичных (консистентных) смазок и кремний органических эмалей, на основе которого составлены настоящие Рекомендации.

Суть способа заключается в покрытии поверхности фундаменте * находящейся в слое сезонного промерзания, пластичной смазкой или кремнийорганической эмалью, или тем и другим вместе. В зависимости от класса зданий и сооружений, а также от долговечности защиты, т.е. защиты фундаментов от выпучивания на весь период эксплуатации зданий и сооружений или лишь на период их строительства разработана технология обработки поверхности фундаментов. Теоретическое основы этого способа и экспериментальные денные изложены в Приложениях I и 2.

1*3. Расчетные удельные силы выпучивания для фундаментов, обработанных смазками и эмалями, приняты в соответствии со СНиП П-18-76 в зависимости от глубины промерзания и от степени пучинистости грунта и уменьнены согласно понижающему действию смазки и эмали. Смазки уменьиают удельные касательные силы выпучивания на 50-6 (# , эмали - на 25-4С£.

-    4

2. СОСТАВ РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИЗ АГЕНТОВ, КРАТКАЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

2.1.    Для физико-химической обработки поверхности фундаментов в целях уменьшения касательных сил их морозного выпучивания рекомендуются следующие реагенты и материалы;

а)    углеводородные пластичные (консистентные) смазки Б АН-3 и БАМ-4 по ТУ 38-101682-77;

б)    кремнийорганическая эмаль K0-III2 по ТУ-6-15-602-71, креннийорганические эмали K0-I74 по ТУ П-93-67, K0-II64 по ТУ 6-02-789-73;

в)    полиэтиленовая нЛенка по ГОСТ 103 54-73;

г)    пластикат поливинилхлоридный по ТУ 6-05-УССР-061-36-75.

2.2.1.    Смазки БАМ-3 и БАМ-4 имеют строго целевое назначение - снизить или вовсе устранить примерзание влажного грунта к строительным конструкциям, а также значительно снизить трение мерзлого грунта при проскальзывании его по поверхности фундамента и тем самым существенно уменьшить касательные силы выпучивания фундаментов.

Названные смазки разработаны отраслевой лабораторией масел и смазок кафедры химии и технологии смазочных материалов МИНХ и ГП им. И.М.Губкина совместно с лабораторией физико-химии мерзлых грунтов НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР.

2.2.2.    Смазка БАМ-4 отличается от смазки БАМ-3 добавкой антисептической присадки.

ж нормам:

Показатели

1/ ВвевдшЁ ъъ<

2,^; Температура капле на-деяжя, °С, не ниже

3* Кислотное число, иг KDH на I г в пределах

4.    Эффективная вязкость при °С ж градиенте ок.деформацжи

10 сек % пз.,не более

5.    Содержание воды

6* Грибоустойчивость

Примечание: перед применением смазка переменивается.

- 6

2.2.4.    Смазка БАМ-4 предназначена для обработки ненагру-женвых иля слабонагруженных фундаментов с целью снижения касательных сил выпучивания на все время их эксплуатации ( 50 и более лет).

Смазка БАМ-3 рекомендуется для обработки фундаментов в целях снижения касательных сил выпучивания на срок до 13 лет, а также для обработки временных строительных конструкций, например, для предупреждения примерзания впал к грунту ( балласту) на рельсовых путях башенных коанов в строительстве и др.

2.2.5.    Смазки БАМ-3 и БАМ-4 не токсичны, не дефицитны.

Они весьма технологичны. Наносить их на поверхность фундамента можно лопаточкой, кистью, тампоном, из краскопульта при нагревании и другими подобными средствами.

Цена X т смазки БАМ-3 - 125 руб., БАМ-4 - 630 руб.

2.3.1.    Для того, чтобы смазка не впитывалась в материал фундаментов (бетон, кирпич, дерево) , их поверхность предварительно покрывается веществами, которые образуют пленку, закрывающую поры в бетоне, кирпиче, дереве. Назовем эти материалы грунтовками, а процесс покрытия ими поверхности фундаментов -грунтовкой.

Рекомендуются следующие грунтовки: кремнийорганическая эмаль КО-XI12 по ТУ 6-I5-602-7I.

Помимо этих эмалей могут быть использованы другие эмали и составы, которые препятствуют впитыванию смазок в фундамент. Битумы в смазке растворяются, поэтому их применение в качестве грунтовок исключается.

2.3.2.    Кремнийорганическая эмаль K0-III2 ТУ 6-15-602-71 однокомпонентна, поставляется потребителю в гожовои виде. Перед

7 -

употреблением эмаль следует тщательно перемешать. Эмаль наносится на сухую поверхность фундаментов краскораспылителем или кистью в 2 слоя. Перед нанесением краскораспылителем эмаль необходимо разбивать органическим растворителем (разбавитель для масляных красок, растворитель Л 646, скипидар и др.) до нужной консистенции. Пленка эмали высыхает за 2 часа. Нанесение второго слоя эмали нужно производить через 30 мин.

Эмаль обладает высокой атмосферостойкостью и водостойкостью,

Эшль можно наносить при плюсовых и минусовых температурах и при любой влажности воздуха.

Расход эмали на I метр квадратный 250-300 г.

Цена I кг эмали 2 руб. 60 коп.

Эмаль K0-III2 предназначена для декоративной и защитной окраски различных поверхностей снаружи и внутри помещений (бетонных, кирпичных, деревянных, металлических и др). В настоящих Рекомендациях она используется для закупорки пор на поверхности бетона, кирпича, дерева.

2.4.1.    Чтобы смазка, находящаяся на поверхности фундамента, не впитывалась в грунт, а также, чтобы при обратной засыпке она не удалялась грунтом, смазанная поверхность Фундамента покрывается полиэтиленовой пленкой ГОСТ 10354-73 или поливинилхлоридным пластикатом ТУ 6-05-УССР-061-36-75 тип 80/193.

2.4.2.    Полиэтиленовая пленка ГОСТ 10354-73 может быть использована любой марки и любой толщины.

2.4.3.    Поливинилхлоридный (ПВХ) пластикат ТУ 6-05-УССР-061-36-75 тип 80/193 имеет толщину 0.25 мм, ширину 1100 мм, длина куска не менее 100 м.

8

2.5.1.    Кремнийорганические эмали K0-I74 по ТУ П-93-67 и K0-II64 по ТУ 6-02-789-73 применяются для обработки Фундаментов в целях снижения касательных сил выпучивания фундаментов самостоятельно, т.е. без пластичных (консистентных) смазок. Их применение подробно рассмотрено в брошюре "Рекомендации по применению кремний органических соединений в борьбе с морозным выпучиванием фундаментов", Стройиздат, И., 1973.

2.5.2.    Кремнийорганическая эмаль K0-I74 ТУ П-93-67 представляет собой суспензию неорганических и органических пигментов и наполнителей в кремнийорганическом модифицированном лаке КО-85 (ГОСТ 11066-64). Эмаль однокомпонентна, поставляется потребителю в готовом виде. По Физико-химическим свойствам эмаль

К0-174 должна соответствовать нормам и требованиям по таблЛ. Прямое назначение эмали - декоративная отделка изделий из бетона (стеновые панели, цоколи домов), цемента, стекла, дерева, асбошифера, некоторых пластмасс и др. В настоящих Рекомендациях она используется для снижения касательных сил выпучивания фундаментов, Эмаль - атмосферо-водо-морозо-светоскойкая воздушной сушки. По атмосферостойкости и стойкости к циклическому перепаду температур она равноценна эпоксидным покрытиям.

Нанесение эмали на сухую поверхность фундамента можно производить кистью, валиком, краскораспылителем и другими способами в любое время года, т.е. как при положительной, так и при отрицательной температуре, в 2 слоя с последующим высыханием на воздухе после I слоя - 15 мин., после 2 слоя - 2 часа. Рас-

р

ход эмали на I м - 200-300 г. Цена I кг эмали - 3 руб.

2.5.3.    Кремнийорганическая эмаль K0-II64 ТУ 6-02-789-73 применяется в строительной технике в качестве атмосферостойких декоративных покрытий для изделий из бетона, асбоцемента, а также для отделки наружных и внутренних элементов зданий и

~ 9

сооружений, В настоящих Рекомендациях она используется для уменьшения касательных сил морозного выпучивания фундаментов.

По физико-химическим свойствам эмаль K0-II64 аналогична эмали K0-I74, но несколько уступает ей по светостойкости и атно-сферостойкости. Эмаль КОЛ 164 менее дефицитна и менее токсична По физико-химическим показателям эмаль K0-II54 должна удовлетворять требованиям, указанным в табл.2.

Эмаль наносится на поверхность фундаментов так же, как и эмаль КОЛ74.