Нулев цикъл

технологични и конструктивни особености

Преди строително-монтажните работи по видимата част на сграда или съоръжение се извършват редица не по-малко важни технологични операции, които обуславят т. нар. нулев цикъл. В статията ще разгледаме някои от строителните дейности от нулевия цикъл, особеностите на изграждане и укрепване на строителни изкопи, изграждане на фундаментите на конструкцията и предпазването й от действието на води.

Нулевият цикъл е първият етап, с който се поставя началото на грубия строеж на конструкция или съоръжение. На етап нулев цикъл се изпълняват фундаментите на конструкцията и всички съпътстващи ги технологични и конструктивни операции. Нулевият цикъл включва изпълнение на всички подземни нива на конструкцията до кота нула, като за целта в етапа се включват следните технологични процеси - подготовка на строителната площадка, разчистване на терена, отводняване на строителната площадка, изкопаване на строителна яма, изграждане на фундаменти и подземни съоръжения и обратна засипка.

Строителен изкоп. Общи особености
Фундаментите се изграждат/полагат на определена дълбочина, като за целта се налага изкопаването на строителен изкоп. Оформят се стени на изкопа, дъно, ако е необходимо – укрепване и отводняване. Изкопаването се извършва механизирано. Изборът на правилна технология за изкопаване и отводняване, изчисляването и укрепването на откосите са от съществена важност, тъй като с това, освен, че се поставят основите на конструкцията, в буквален смисъл, се поставят основите и на дълъг експлоатационен живот на сградата/съоръжението.

Възможностите за прилагане на различни технологии на изкопаване се обуславят от наличната строителна механизация, особеностите на конструкцията, характеристиките на почвата, сроковете за строителство.

При изкопаването с багер е препоръчително последните 5-10 сантиметра до стените на изкопа да се изкопаят ръчно, непосредствено преди полагане на фундаментите. Стените на изкопа могат да се направят вертикални и наклонени. Това зависи от дълбочината на изкопа, механичната якост на почвата, наличието на подпочвени води.

Препоръчително е изкопните работи да са в по-сухи периоди, за да се избегне наводняването на изкопа от проливни дъждове. Строителните изкопи, също така, не бива да се оставят дълго време незастроени, тъй като с времето земната основа се рaзуплътнява, а през зимата замръзва. Когато се изградят, трябва да се засипят и трамбоват, за да не проникнат атмосферни води.

Укрепване на изкопа
В случай, че изкопът не е много дълбок и няма почвена вода, може да не се прави укрепване. В тези случаи е достатъчно устойчивостта на откосите срещу свличане да бъде осигурена. В други случаи, когато изкопът е дълбок или в близост има съществуващи сгради, изкопите трябва да се осигурят срещу срутване. С укрепването на изкопа се поема натоварването от земен и хидростатичен натиск.

Дървено укрепване
Този вид укрепване на изкопа се прилага в случаите, когато няма почвена вода или количеството й е малко. По този начин могат бъдат укрепявани широки изкопи с дълбочина до четири метра и траншейни изкопи с по-голяма дълбочина – до осем метра. Укрепването се състои от дъсчена обшивка, вертикални стойки и укрепващи разпонки. Дъсчената обшивка се оразмерява за активен земен натиск, като се разглежда като греда на две опoри. Стойките се разглеждат като подпрeни в основата и разпонките и поемат реакцията от обшивката. Разпонките се изчисляват на натиск.

Шпунтово укрепване
При наличие на голямо количество води не може да се използва дървено укрепяване. Тогава се изпълнява шпунтово укрепване на изкопа. Шпунтовото укрепване е водоплътно. Състои се от непрекъсната редица вертикално забити в почвата дървени талпи, стоманобетонни или стоманени профили, плътно прилепнали. Могат да се монтират и като плътна стена в специално изкопани за целта шлицове. Основното предназначение на шпунтовото укрепване е да не пропуска вода в изкопа. Вариантите на изпълнение на шпунтовите стени са като конзолни, които не са анкерирани, и подпрени, като за целта подпирането им се осъществява посредством анкерни устройства – анкерни стени и плочи, инжекционни анкери, анкерни пилоти и други. В зависимост от височината на стената, анкерирането може да се извърши на няколко места. Стоманобетонните шпунтови стени могат да се използват и като носещи конструктивни елементи на сградата.

Шлицови стени
Шлицовите стени са изградени от излети един до друг в почвата стоманобетонни шлицови елементи. Изпълняват носещи, укрепителни и противофилтрационни функции. Най-често се използват за укрепване на изкопи в градски условия. Чрез анкерно укрепление или чрез земното съпротивление в долната част, шлицовите стени предават натоварването от земния и водния натиск в земята, като за тази цел шлицовите стени се вкопават в предварително направен изкоп с водещи бордюри. При шлицоването се вкарва суспензия, която укрепва почвата, упражнявайки хидравлично налягане.

Анкериране
Укрепването се състои от набиване на анкери в почвата, с което се увеличава якостта й на срязване и се ограничават разместванията. При набиване на анкерите в основата чрез триене в повърхностите, се създават устойчиви сили на опън.

Пилотно укрепване
Пилотното укрепване е сред често прилаганите методи, особено, когато строителството се извършва в почви с нарушени механични показатели или при строителство на конструкции над или във вода. Пилотно укрепване може да се извърши и при строителство на сгради с голяма близост, когато няма възможност за направа на достатъчно устойчиво скосяване. В този случай с пилоти се укрепва вертикалната стена на изкопа. Също, когато няма възможност за направа на дълбок изкоп, се изпълнява пилотно фундиране, като целта е навлизане на пилотите на необходима дълбочина до достигане на здрави почви.

Торкретиране
Нанасянето на торкрет разтвор също е начин за укрепване на изкопа. Торкретирането е механично нанасяне на торкрет разтвор върху различни повърхности с цел укрепване на изкопи, склонове, изграждане на стоманобетонни конструкции, тунели, мостове, скали, канали, укрепване на стари сгради с наличие на пукнатини и кухини в основите, изграждане на басейни и др. Може да се изпълни сух или мокър торкрет.

Отводняване на изкоп
При направата на изкопи, за да се осигурят необходими работни условия, и с оглед превенция на конструкция от действието на водите, изкопите трябва да се отводняват. То включва намаляване или извеждане от изкопа на подпочвени и атмосферни води. Отводняването се извършва чрез специална система от дренажи, канали, кладенци, като методът за отводняване зависи от нивото и разположението на водите. Според начина на изпълнение дренажните системи биват открити (водоотводни канали), закрити (с използване на дренажни тръби) или насипни (тухлени, зидани и от чакъл). В съвременните проекти преди всичко се използват закритите дренажни системи.

Сред най-прилаганите са пластовият и пристенният дренаж. Пластовият дренаж защитава подземните части на сгради, положени върху слабо водопроницаем терен, например глинени почви. Състои се от филтриращи пластове, положени в основата на защитаваното съоръжение, непосредствено върху водоносната почва. В този вид дренажът напълно защитава постройката не само от наводнение от подпочвените води, но и от разпространението на капилярна влага.

Когато водоносният слой се намира плитко под повърхността и основата на съоръжението за защита се прилага пристенен дренаж. Дренажът се разполага близко до фундамента на сградата за ограничаване на нивото на издигане на водата над линията на дренажните тръби и предотвратява наводняване на подземните помещения. За целта по периметъра на постройката се разполагат дренажни филтри. Дълбочината на залагане на дренажа е 0.5-1 метра от пода. В общия случай се използва комбинация от пластовия и пристенния дренаж.

Фундаменти
Фундаментите са частите от строителната конструкция, чрез които натоварванията се предават върху земната основа. Земната основа може да е: естествена, когато почвите от които е изградена имат достатъчна носеща способност и очакваните деформации са допустими за съоръженията; изкуствена, ако естествените почви са заздравени или заменени с други.

Според вида на конструкцията и големината на натоварванията и особеностите на земната основа, предвиденият експлоатационен живот на сградата, фундаментите може да бъдат: ивични, единични, пилотни и фундаментна плоча. Според дълбочината на фундиране, фундаментите биват плитко и дълбоко заложени. Според технологията на изграждане биват монолитни и сглобяеми.

Хидроизолиране на фундаменти
За запазване на техническите качества на конструкцията и за удължаване на експлоатационния й период, достъпът на вода до конструктивните елементи трябва да бъде ограничен. Това се постига на няколко етапа. Първо, използване на отводнителна система за изкопа (която вече разгледахме), използване на бетон с гарантирана водоплътност и полагане на надеждна хидроизолация на фундаментите и подземните стени. Хидроизолацията на основите има решаваща роля върху дълготрайността и експлоатацията на сградите и съоръженията. Хидроизолирането на подземните части на сградите е задължително, тъй като те се намират в постоянен досег с подпочвени води, капилярни води, конденз по стените на сутерена. Класът на бетона (неговата водонепропускливост), с който са изградени фундаментите, трябва да е съобразен съобразно по-специфичните условия под терена.

Според разположението си спрямо изложените на водата конструктивни елементи хидроизолацията бива външна и вътрешна. Външната изолация се полага върху външната повърхност на бетонните елементи, изложени на подпочвени води. Най-често за външна изолация на фундаментите и сутеренните стени се използва рулонни материали на основа битум или полимерни покрития, които се полагат в няколко слоя. Върху изолацията се поставя и допълнителен слой, който има защитни функции и предпазва изолацията от механични наранявания вследствие на обратния насип, корени на растения и др.

Изборът на хидроизолационен материал зависи и от изкопа, укрепването и възможностите за работа. Отворени изкопи, укрепени с подпорни стени, не влияят върху избора и полагането на хидрозиолационния материал, тъй като може да се осигури достатъчно пространство (> 1.0 метра) между подпорната стена и изграждащата се конструкция. Друг е случаят, обаче, когато има укрепване с шлицови стени. Те ограничават избора на хидроизолационна система, защото намаляват пространството за достъп. Например, затруднено е прилагането на площно залепени мембрани след изливането на бетона.

Повърхността, върху която се полага изолационният материал, трябва да бъде чиста, суха и гладка, с оглед постигане на по-добро сцепление и гарантиране на желания хидроизолационен ефект.

Освен надеждната хидроизолация, за да не се допусне проникване на вода в конструкцията, трябва да се гарантира водоплътността на бетона. Това може да се постигне с използването на добавки. Добавят се в бетонната смес, като дозирането се извършва много точно, и спомагат за образуването на затворени пори в готовия бетон, които предотвратяват навлизането на почвени води по капилярен път. Друга начин, освен използването на добавки, е влагането на водоплътен цимент или дисперсно армиране с полипропиленови влакна. Чрез влагането на подобни фибри се повишава и мразоустойчивостта на бетона.

Специално внимание трябва да се обърне и на работните фуги в резултат на бетонирането и противоземетръсните фуги. Те се уплътняват със специални PVC ленти, които предварително се залагат в кофража.