Дренажные системы зданий и сооружений в Иркутском регионе Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

4. SP 13-102-2003. Pravila obsledovaniya nesushchikh stroitel'nykh konstruktsii zdanii i sooruzhenii. Svod pravil po proektirovaniyu i stroitel'stvu [Rules of inspecting supporting constructions of buildings. Rules and regulations of design and construction]. Konsortsium Kodeks. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200034118 (accessed 05.05.2016).

5. Gau G.W., Ko Wang. A further examination of appraisal data and the potential bias in real estate return indexes. A reuea Journal: Journal of the American Real Estate and Urban Economics Association, 1990, vol. 18, no. 1, pp. 40-48.

6. Hamilton T.W. Real estate perspectives: an introduction to real estate. Journal of Real Estate Literature, 2000, vol. 8, no. 2, p. 191.

7. Holland A.S., Ott S.H., Riddiough T.J. The role of uncertainty in investment: an examination of competing investment models using commercial real estate data. Real Estate Economics,, 2000, vol. 28, no. 1, pp. 33-64.

Информация об авторах

Никишина Ольга Валерьевна, старший преподаватель кафедры «Экспертиза и управление недвижимостью», тел.: (3952) 40-56-11, e-mail: olga_nikishina_7@mail.ru, Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Никишина Ольга Борисовна, кандидат экономических наук, доцент кафедры экономики и менеджмента, Братский государственный университет, 665709, Россия, г. Братск, ул. Макаренко, 40.

Information about the authors

Nikishina O.V., senior teacher, Department of Real Estate Expertise and Management, tel.: (3952) 40-56-11; e-mail: olga_nikishina_7@mail.ru, Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

Nikishina O.B., Candidate of Economical Sciences, associate professor, Department of Economics and management, Bratsk State University, 40 Makarenko St., Bratsk, 665709, Russia.

УДК 69.059.25

DOI: 10.21285/2227-2917-2016-2-166-174

ДРЕНАЖНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В ИРКУТСКОМ

РЕГИОНЕ

© А.В. Петров, М.Ю. Воробьёва, А.С. Стрельцов

Проведены исследования проблем эксплуатации заглубленных частей зданий и сооружений. Установлена необходимость комплексного подхода к решению вопросов по защите объектов от грунтовой воды. Обозначены причины, влияющие на эксплуатацию систем гидрозащиты зданий и сооружений. Приведены примеры устройства дренажных систем различных типов. Сделаны выводы о том, что на сегодняшний день наблюдается нехватка квалифицированной проектной и строительной региональной деятельности в рассматриваемом направлении. Как следствие, проектные ошибки и их тиражирование на практике строительства, реконструкции, а также при эксплуатации промышленных и гражданских объектов.

Ключевые слова: гидрозащита, дренажные системы, гидрогерметизация, торкретирование, инфильтрация, противофильтрационная завеса.

DRAINAGE SYSTEMS OF BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS IN IRKUTSK

REGION

© A.V. Petrov, M.Iu. Vorobieva, A.S. Streltsov

Research of problems of exploitation of deepened parts of buildings and constructions were held. We set the necessity of a complex approach to the solution of questions connected with the protection of objects from ground water. We defined the reasons which influence exploitation of systems to hydroprotect buildings and constructions. Examples how to arrange drainage systems of different types are given. We made conclusions about the fact that nowadays there is lack of qualified project and development regional activity in this direction. As a result there are project mistakes and their copying in the practice of development, reconstruction and also during the exploitation of industrial and civil objects.

Keywords: hydroprotection, drainage systems, hydrohermetization, filling, infiltration,

barrier

Гидрозащита заглубленных частей зданий и сооружений условно может быть представлена двумя принципиальными группами мероприятий:

а) непосредственно комплексом технологических решений по обеспечению гидрогерметизации ограждающих конструкций, находящихся в грунте;

б) функционированием в период строительства и эксплуатации здания систем дренажей для обеспечения эффекта водозащиты для объекта или участка.

Зачастую, надежность защиты объектов от грунтовой воды всех типов должна обеспечиваться комплексно, т.е., наряду с гидрогерметизацией ограждающих конструкций, требуется ликвидация воздействия на них гидростатического давления воды или, как минимум, снижение его величины и продолжительности [3, с. 37-39].

Мероприятия, входящие в первую группу, находят отражение практически во всех основных разрабатываемых сегодня разделах проектно-сметной документации. При этом большое количество существующих десятилетиями и современных гидроизоляционных материалов позволяют решить любые задачи на стадии строительства и эксплуатации заглубленных объектов. Специальные виды гидротехнических бетонов и добавки к ним, проникающая окрасочная и оклеечная гидроизоляция, гидрошпонки, инъекционные составы, противофильтрационные маты и завесы и др. предоставляют строительному комплексу возможности реализации любых задач как при новом строительстве, так и при ремонте [5, с. 341-345]. К сожалению, в логической цепочке «изыскание - проектирование -строительство - эксплуатация», как показывает практика, на любом из указанных этапов может проявиться «слабое звено». Причин подобных сбоев не так много, и они традици-онны:

- ограниченные и неглубокие специальные знания специалистов проектного крыла;

- отсутствие специальных знаний и навыков исполнителей;

- низкая культура строительного производства и эксплуатации объектов.

Представим, что какая-либо квалифицированная организация выполнит полный

комплекс работ по гидрозащите объекта. Можно ли быть уверенным в его надежной и безотказной работе на весь период эксплуатации?

К сожалению, исполнители не могут дать на рассматриваемые работы гарантийный срок 50-100 лет и более. И они будут абсолютно правы, поскольку появятся обстоятельства, позволяющие считать обязательства, данные на этот срок, авантюрой [6, с. 211-217]. Отметим несколько таких возможных обстоятельств:

- неравномерные, ввиду различных факторов, осадки фундаментов, а следовательно, деформации и сквозные повреждения ограждающих конструкций нулевого цикла;

- сейсмические воздействия на объект с вытекающими негативными последствиями для конструкций;

- проявление со временем строительного брака в ограждающих конструкциях, например, в виде коррозии арматуры, щелочной коррозии бетона и др.;

- физико-химическое старение и разрушение гидроизоляционных материалов;

- деструктивные техногенные воздействия на сооружения, неблагоприятные изменения гидрогеологической обстановки и др.

Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что появляется насущная необходимость введения в эксплуатационный режим объектов, подверженных воздействию грунтовых вод (грунтовая влага, верховодка, непосредственно грунтовая вода), неких систем, обеспечивающих снижение негативного гидравлического влияния воды на наружные ограждающие конструкции [7, с. 93-94]. К таким позитивным системам относятся инженерные мероприятия по формированию и эксплуатации дренажных сооружений (рис. 1).

Рис. 1. Спасская церковь. Сооружение площадного прифундаментного дренажа, совмещаемое с усилением фундаментов и археологическими работами. 2008 г.

Дренаж (в строительстве) - метод сбора и отвода грунтовых вод от участка и сооружения с помощью системы дренажных труб, скважин, каналов, подземных галерей и других устройств.

Следует отметить, что в советский и постсоветский периоды дренажи не находили широкого применения в массовом промышленном и гражданском строительстве Прибайкалья. Исключением, как правило, являлись объекты транспорта и гидроэнергетики.

Вместе с тем дренажи на Сибирской земле применялись и в более отдаленные времена. Имеются данные, что на территории г. Бодайбо сегодня частично функционируют дренажи из природных материалов: лиственницы, мха, песка и камня, выполненные еще до революции.

В 2011 году строителям представилась возможность быть первооткрывателями дренажной системы конца XIX века, обеспечивающей отвод атмосферных осадков с территории усадьбы Юзефовича, расположенной на 5-ой Солдатской улице (ныне Дом-музей А. Вампилова по адресу Богдана-Хмельницкого, 3б). Дренажный фильтрующий водона-копитель представлял собой кирпичную прямоугольную емкость с подводящими трубами, перекрытую лиственничным лафетом и расположенную на глубине более 3 метров с опи-ранием на галечник.

Нельзя не отметить полную историческую аналогию между дренажами и габионами. Последние стали активно применяться у нас с 2000-х годов, но впервые габионы возводились на Иркутской земле итальянскими камнетесами при строительстве Транссиба (1891-1903 гг.).

Таким образом, востребованность части инженерных решений, забытых поколениями, остро проявляется спустя столетия.

Исходя из вышесказанного, следует констатировать, что долговременная безотказность классической гидрогерметизации объектов различного назначения может быть обеспечена, как правило, только при наличии системы, дублирующей или снижающей негативное воздействие природных и техногенных факторов, т.е. при наличии дренажей (рис. 2).

Рис. 2. Князе-Владимирский храм. Устройство кольцевого прифундаментного дренажа до уровня галечникового грунта. 2009 г.

Как ни странно, но представление части строителей о дренажах, только как о разделе мелиорации, или крайне поверхностные знания о них применительно к массовому строительству не позволяют реализовать их огромные потенциальные возможности на практике.

Существующая в настоящее время информационная база в области сооружения дренажных систем различных типов содержит достаточно большой объем сведений. При этом значительная часть публикаций носит, по существу, рекламно-популистский или дилетантский характер. Вместе с тем действуют нормативные документы, позволяющие углубленно анализировать ситуации и в полном объеме проектировать дренажные системы. К таким документам можно отнести [1, с. 1-30; 2, с. 1-20].

Адаптация данных документов к условиям Восточной Сибири в большинстве случаев невозможна. Причинами этому являются:

- глубокое сезонное промерзание грунта относительно европейской части РФ;

- наличие естественных крупнообломочных и скальных грунтов основания (в рекомендациях рассматриваются преимущественно песчаные и глинистые грунты);

- ярко выраженное сезонное проявление верховодки;

- крайне неоднородные грунтовые условия, обусловленные в т.ч. техногенными факторами;

- востребованность устройства дренажных систем на ограниченных (локальных) площадях в условиях плотной застройки;

- выполнение защитных работ применительно к ранее возведенным объектам, зданиям старой застройки, в т.ч. к объектам культурного наследия;

- значительное кратковременное локальное повышение уровня грунтовых вод (УГВ) по различным причинам (весенне-летние паводки, режимы водосбросов ГЭС и т.д.);

- ограниченные финансово-технические возможности.

Все вышеизложенное усугубляется отсутствием реальной квалифицированной проектной и строительной региональной деятельности в этом направлении. Как результат -проектные ошибки и их тиражирование на практике, сопровождаемое строительным браком и, как следствие, существенные затраты в процессе дальнейших ремонтов.

Практика требует более широкого применения при строительстве и эксплуатации объектов дренажей различных типов и конструкций с активным использованием новых

материалов и изделий взамен физически и морально устаревших систем (рис. 3). Особое место при проектировании и сооружении дренажей могут занимать вопросы экологии [4, с. 536-538]. Тема, безусловно, важная. Но, как показывает передовая отечественная и зарубежная практика, квалифицированный подход к возведению рассматриваемых водоот-водящих систем не только не приводит к нарушению исходного экологического состояния, но и может способствовать его существенному улучшению [10, с. 74-76].

Рис. 3. Здание музыкального салона Дениса Мацуева. Локальное водопонижение уровня верховодки в зоне искусственного гравийно-галечникового основания с помощью дренажных колодца и скважины. 2013 г.

В этой ситуации крайне востребованной является наработка инженерных решений, обмен производственным опытом, анализ эксплуатации дренажей, повышение квалификации специалистов (рис. 4). И все это в специфических условиях Прибайкалья с его особыми природно-климатическими условиями, техногенной и технико-экономической спецификой.

Рис. 4. Здание ресторана «Александровский сад». Прифундаментный кольцевой дренаж, включающий дренажные траншеи и колодцы. 2014 г.

Характерным примером непрофессионализма и нежелания освоения прогрессивных технологий можно считать работы 1998 г. по усилению фундамента здания ОГАУК «Иркутский академический драматический театр им. Н.П. Охлопкова». По периметру ленточного бутового фундамента устраивалась монолитная железобетонная обойма (рис. 5, 6). Этот способ усиления был выбран как наиболее экономичный, однако привел к многочисленным проблемам гидрогерметичности фундаментов и ограждающих конструкций нулевого цикла здания театра.

Рис. 5. Усиление фундамента железобетонной обоймой. Проектное решение

Рис. 6. Состояние стен фундамента после его усиления

Всего в период с 2001 по 2015 гг. на устранение последствий протечек конструкций нулевого цикла было затрачено 12,5 млн рублей в ценах 2015 г. В эту стоимость вошли работы по устройству новой отмостки по периметру здания театра, устройству системы водоотведения с обогревом от наледи, многочисленные текущие и капительные ремонты подвальных помещений, выполнение инженерных и микробиологических исследований, устройство системы отопления по периметру стен подвальных помещений и дополнительной вентиляции подвальных помещений и так далее. При этом разница в стоимости

работ по усилению фундаментов монолитной обоймой и торкретированием составила бы в ценах 1998 г. 192,9 тыс. рублей.

Единственный на сегодняшний день способ избавиться от проблемы чрезмерного увлажнения фундаментов театра (ограждающих конструкций) (рис. 7) - выполнить работы по устройству горизонтальной гидроизоляции и противофильтрационной завесы [8, с. 728-734] путем бурения шпуров в теле стен со стороны подвальных помещений и нагнетания под давлением рабочих растворов ГКЖ-11 и бентонитового или иного раствора, обеспечивающего формирование застенной противофильтрационной завесы (рис. 8).

Рис. 7. Схема миграции поверхностных вод:

1 - инфильтрация ливневой и талой воды через верхнее покрытие отмостки; 2 - то же через контактные зоны «отмостка - цоколь»; 3 - то же через сквозные дефекты ж/б плиты отмостки; 4 - капиллярное водопоглощение атмосферных осадков; 5 - инфильтрация воды в зоне обратной засыпки; 6 - движение воды по контактной зоне «отмостка - грунт»; 7 - инфильтрация воды из зоны обратной засыпки к фундаменту по нижнему торцу ж/б обоймы; 8 - движение воды через швы фундамента при образовании гидростатического напора; 9 - движение воды по ж/б полам подвала (капиллярный подсос); 10 - выход капиллярной воды на поверхность стен подвала и ее испарение; 11 - капиллярный подсос воды по кладке.

Рис. 8. Схема усиления кладки цементацией и противофильтрационной защитой

Безусловно, решение целого комплекса указанных выше проблем потребует времени. Возможно, на начальном этапе глубокий профессиональный подход освоят несколько специализированных региональных организаций. При этом будет гарантирована технически грамотная и экономически оправданная реализация задач в одной из наиболее важных областей строительства, связанной с долгосрочной, безопасной и надежной эксплуатацией конструкций нулевого цикла и объектов в целом.

Статья поступила 02.05.2016 г. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. РМД 50-06-2009. Дренажи в проектировании зданий сооружений. СПб., 2009.

30 с.

2. Руководство по проектированию дренажей зданий и сооружений / Москомархи-тектура. М, 2000. 20 с.

3. СП 22.13330.2012. Основания зданий и сооружений / ОАО «НИЦ «Строительство». М., 2011. 160 с.

4. Butler D., Davies J. Urban Drainage. Third Edition. CRC Press, 2010. 632 р.

5. Kubal M.T. Construction Waterproofing Handbook. Second Edition. The McGraw-Hill Companies Inc., 2008. 576 р.

6. McKay W.B., Russell H. McKay's Building Construction. Donhead, 2005. 480 р.

7. Muhammad Salik Javaid. Drainage Systems. InTech, 2012. 252 р.

8. Ratay R.T. Temporary Structures in Construction. Third Edition. McGraw-Hill Education, 2012. 928 р.

9. Swaffield J. Transient Free Surface Flows in Building. Taylor and Francis, 2015.

306 р.

10. Waller P., Yitayew M. Irrigation and Drainage Engineering. Springer, 2016. 124 р.

REFERENCES

1. RMD 50-06-2009. Drenazhi v proektirovanii zdanii sooruzhenii [RMD 50-06-2009. Drains in the design of buildings and constructions]. St. Petersburg, 2009. 30 p.

2. Rukovodstvo po proektirovaniyu drenazhei zdanii i sooruzhenii [Manual for drains design of buildings and constructions]. Moscow, 2000. 20 p.

3. SP 22.13330.2012. Osnovaniya zdanii i sooruzhenii [CR 22.13330.2012. Foundations of buildings and constructions]. Moscow, 2011. 160 p.

4. Butler D., Davies J. Urban Drainage. Third Edition. CRC Press, 2010. 632 p.

5. Kubal M.T. Construction Waterproofing Handbook. Second Edition. The McGraw-Hill Companies Inc., 2008. 576 p.

6. McKay W.B., Russell H. McKay's Building Construction. Donhead, 2005. 480 p.

7. Muhammad Salik Javaid. Drainage Systems. InTech, 2012. 252 p.

8. Ratay R.T. Temporary Structures in Construction. Third Edition. McGraw-Hill Education, 2012. 928 p.

9. Swaffield J. Transient Free Surface Flows in Building. Taylor and Francis, 2015.

306 p.

10. Waller P., Yitayew M. Irrigation and Drainage Engineering. Springer, 2016. 124 p.

Информация об авторах

Петров Александр Владимирович, кандидат технических наук, профессор кафедры строительного производства, e-mail: irkut_invest@mail.ru, Иркутский национальный

исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Воробьёва Мария Юрьевна, магистрант, e-mail: kostukovichmaruika@mail.ru, Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Стрельцов Андрей Сергеевич, заместитель директора, e-mail: andrei_strelcov@list.ru, ОГАУК «Иркутский академический драматический театр им. Охлопкова», 664003, Россия, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 14.

Information about the authors

Petrov A.V., candidate of technical sciences, Professor, Department of construction production, e-mail: irkut_invest@mail.ru, Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

Vorobyova M.Iu., candidate for a master's degree, e-mail: kostukovichmaruika@mail.ru, Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

Streltsov A.S., deputy director, e-mail: andrei_strelcov@list.ru, RSACE «Irkutsk academic drama theatre in honour of Okhlopkov», 14 Karl Marks St., Irkutsk, 664003, Russia.

УДК 666.97+691.32

DOI: 10.21285/2227-2917-2016-2-174-180

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ БЕТОНЫ НА КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ

© А.Д. Толстой, В.С. Лесовик, К.Ю. Новиков

В настоящее время внимание ученых и инженеров привлекает широкое применение высокопрочного бетона, отличающегося от обычного повышенным содержанием цементного камня, меньшей крупностью зерен, многокомпонентностью состава, повышенной удельной поверхностью заполнителя. Эксплуатационные свойства этого бетона в большой степени зависят от свойств вяжущих заполнителей и водоцементного отношения. Известно, что эмпирический путь поиска дальнейшего повышения прочности бетона всегда был трудоемок и длителен. В связи с этим актуально предварительное изучение условий формирования структуры высокопрочного бетона, роли технологических приемов в этом процессе и характера влияния структуры на качество бетона.

Ключевые слова: высокопрочные бетоны, порошковые бетоны, техногенное сырье, композиционное вяжущее, добавки, суперпластификаторы.

HIGH ENDURANCE CONCRETES ON COMPOSITE BINDINGS WITH THE USE OF

MAN-MADE RAW MATERIALS

© A.D. Tolstoi, V.S. Lesovik, K.Iu. Novikov

Nowadays scientists' and engineers' attention is attracted by a wide use of high endurance concrete, which differs from the usual one by a high content of a concrete stone, less grain size, content complexity, increased specific surface of aggregates. Exploitation functions of this concrete mainly depend on the functions of binding aggregates and cement-water ratio. It is known that empiric way of search of further increase of concrete endurance has always been