1.2. Виды разрушения фундаментов в процессе эксплуатации (ч. 2)
В одном из электролизных цехов [16] предприятия цветной металлургии через 5—6 лет после его реконструкции оказались в аварийном состоянии фундаменты, стены подвалов и подземные конструкции. Защитный слой бетона полностью разрушился, оголив прокорродированную арматуру. Железобетонные подземные колонны почти полностью потеряли несущую способность и их пришлось заменить кирпичными столбами.
Весьма опасными являются случаи, когда насыщенный солями грунт становится электролитом и в него проникают блуждающие токи электролизных цехов. Так, на одном алюминиевом заводе грунтовая вода под электролизерами, имевшими недостаточно надежную изоляцию, нагрелась до 100°С, в результате чего были разрушены все фундаменты. На другом заводе нагрев основания под ваннами достиг 60°С.
На одном из комбинатов искусственного волокна здание с камерами для кристаллизации серы, поставленными на грунт, разрушилось через 3 года. При этом ускоренному разрушению способствовали проливы раствора серной кислоты,
В электролизных цехах наибольшие разрушения отмечаются в фундаментах свайного типа, имеющих большую длину и малое поперечное сечение. Объясняется это неравномерным отеканием тока по глубине.
Разрушение ступенчатых фундаментов опор контактной сети и электролизных цехов в первую очередь происходит в зоне, которая расположена выше обреза верхней ступени, а затем распространяется вниз. При этом трещины в фундаментах могут соединять анкерные болты, расположенные в противоположных углах фундамента.
Воздействие смазочных материалов на фундамент также может явиться причиной его разрушения. Так, железобетонные фундаменты под наружные масляные трансформаторы и разъединители на подстанциях систематически обливают маслом, что вызывает их интенсивную коррозию [14]. Разрушению подвергаются фундаменты компрессоров, на которые систематически воздействуют проливы смазочных материалов.
Нарушение режима работы технологического оборудования часто приводят к перераспределению нагрузок на фундаменты и, как следствие, к их разрушению. Разрушение фундаментов от нарушения режима работы технологического оборудования (динамического, подъемно-транспортного и др.) проявляется настолько разнообразно, что установить определенные закономерности причин, вызывающих эти нарушения, не всегда удается полностью. Характерные случаи разрушений фундаментов машин с динамическими нагрузками рассмотрены в работе [7].
Причиной разрушения фундаментов могут явиться неучтенные при проектировании нагрузки. В этом отношении поучительным является разрушение железобетонного фундамента неподвижной анкерной опоры транспортной галереи [17], которое произошло в результате воздействия неучтенной горизонтальной нагрузки, вызванной температурным изменением длины транспортной галереи в зимнее время при жесткой заделке конца галереи на фундаменте.
Наиболее распространенными являются разрушения фундаментов из-за некачественного выполнения строительных работ [5, 6, 7, 9, 10, 11 и др.]. В отдельных случаях это влечет за собой аварию сооружения. В качестве примера можно привести аварию элеватора (рис. 1.2, а), состоящего из четырех рабочих корпусов (24x36 м) и главной рабочей башни высотой 62 м. Железобетонные колонны подсилосного этажа сечением 500×500 мм и шагом 3 м были установлены в стаканы, выполненные на монолитной железобетонной плите толщиной 450 мм (рис. 1.2, б). Спустя 2 года после начала эксплуатации при полной загрузке элеватора под одним из корпусов крайние колонны продавили плиту и на разную глубину (до 3 м) вдавились в грунт — маловлажный практически непросадочный лессовидный суглинок. Колонны имели отклонение от вертикали в сторону обрушения (рис.1.2, в), часть из них была разрушена. Как показало обследование, фактическая марка бетона фундаментной плиты была ниже проектной. Причина того, что бетон был низкой марки, состояла в том, что бетонная смесь готовилась на месте в кустарных условиях, без соблюдения точной дозировки составляющих компонентов. Бетонирование плиты выполнялось в зимнее время без прогрева бетона.
В практике строительства имеются случаи разрушения свайных фундаментов и их ростверков вследствие низкого качества свай и их поломки при забивке, недостаточной прочности бетона ростверков, перегрузки свай из-за допущенных смещений при забивке и др.