Классификация схем трещин каменного здания. Причины их возникновения. Дефекты отливок - горячие трещины

Трещины

Все горные породы, слагающие земную кору, как осадочные, так и изверженные, разбиты более или менее значительными, правильными и многочисленными трещинами. Эти Т. обязаны своим происхождением или сокращению объема горной породы вследствие охлаждения у изверженных, вследствие высыхания у осадочных пород, или внешним механическим причинам: давлению, растяжению, кручению и т. п. явлениям, сопровождающим сокращение земной коры и образование на ней неровностей. Т. можно группировать с разных точек зрения: по размерам, по большей или меньшей правильности, по происхождению. Для примера остановимся на классификациях Добрэ, Гроддека и Лазо. Все Т. Добрэ называет литоклазами и делит на лептоклазы, диаклазы и параклазы. Лептоклазы имеют незначительное протяжение, часто не выходя за пределы одного слоя или небольшой массы изверженной породы; если они обязаны своим происхождением внутренним причинам (высыханию или охлаждению), то называются синклазами (это так наз. отдельность, см. Горные породы); если же они вызваны внешними причинами, каковы, напр., давление, то называются пиезоклазами. Диаклазы имеют значительное протяжение, на 100 метров и более, и вызваны образованием складок и связанными с этим растяжением или давлением. Еще более значительные по протяжению Т., проходящие в данном направлении через целую систему слоев или через несколько различных горных пород и связанные с образованием сбросов, Добрэ называет параклазами. По Гроддеку, все Т. делятся на Т. сокращения и Т. дислокационные. Первые распадаются на Т. охлаждения и Т. высыхания; вторые на Т. обвалов и поднятий, Т. складок и Т. давления. Эта классификация была несколько развита Лазо, который различает: 1) энтокинетические Т. и 2) экзокинетические Т. Первые делятся на Т. расширения и Т. сокращения, обнимающие Т. охлаждения и Т. высыхания. Вторые распадаются на: Т. обвалов, Т. поднятий Т. изгиба и Т. давления, причем Т. изгибов делятся еще на Т. складок (Т. излома, Т. толчка и Т. наслоения) и Т. скручивания. Т. представляют такие плоскости, по которым идет физическая дезагрегация горных пород, по которым они распадаются на более или менее значительное число отдельных кусков и по которым легче всего происходит выветривание. В случае заполнения Т. позднейшими отложениями, происходят жильные минеральные отложения, рудные жилы, вообще, жильные породы.

Ф. Лев. - Лес.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890-1907 .

Смотреть что такое "Трещины" в других словарях:

Cracks Жанр драма Режиссёр … Википедия

трещины - Несплошность, вызванная местным разрывом шва, который может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок. [ГОСТ 30242 97] Тематики сварка, резка, пайка Обобщающие термины трещины EN cracks FR fissures … Справочник технического переводчика

Разрывы в г. п., перемещения по которым либо совершенно отсутствуют, либо имеют очень незначительную величину. Т. подразделяются по своему происхождению на тект. (тектоклазы) и нетект. Первые составляют подавляющее большинство; их генезис… … Геологическая энциклопедия

Трещины - 2. Трещины Допускаются длиной в долях длины пиломатериалов, не более: 1/3 200 Допускаются при условии сохранения целостности пиломатериала Источник: ГОСТ 8486 86: Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Трещины Cracks Жанр драма Режиссёр … Википедия

Система закономерных трещин, возникающих только в интрузивных телах в последние стадии их формирования под влиянием как внутренних сил интрузии, так и внешних напряжений. Различают (Kloos, 1922, и др.): 1) поперечные трещины (Q) перпендикулярные… … Геологическая энциклопедия

Возникающие в леднике в результате его движения. Различают Т. л. боковые (краевые), поперечные, основания и продольные. Боковые образуются вследствие растяжения, при большей скорости движения льда в середине ледника, чем у его краев; поперечные… … Геологическая энциклопедия

- (a. tension joints; н. Abriβspalten; ф. fentes de tension; и. fisuras de separacion) тектонич. трещины, возникающие под действием макс. нормальных растягивающих напряжений, когда абс. величина последних превышает предел прочности г. п. на … Геологическая энциклопедия

Возникающие в почве и г. п. под воздействием сжатия верхних слоев при сильном зимнем охлаждении. Это явление широко распространено в сев. зонах страны как во влажных дисперсных п., так в монолитных кристаллических массивах. Т. м., заполняемые… … Геологическая энциклопедия

Возникающие при высыхании и уплотнении пропитанного водой глинистого или известковистого ила; разделяют поверхность слоя на неправильные полигональные участки (трещины такыров, пойм и т. п.). Их глубина обычно не превышает Нескольких см. В глинах … Геологическая энциклопедия

Книги

• Трещины рушат пещеры , . В центре внимания романа "Убийца из квартала Красных фонарей"-скандал в самом известном среди иностранных туристов районе Амстердама. Серия убийств среди обитательниц квартала Красных фонарей…

В некоторых случаях повреждение стен связано с ошибочной технологией возведения самих стен, когда, например, перевязка кирпичной облицовки с несущими стенами из других материалов, в том числе из бруса или бревна, велась неправильно.

Трещины в стенах могут образоваться при нарушении последовательности выполнения технологических операций на доме, когда, например, прокладку сантехнических и газовых коммуникаций осуществляют под фундаментами после возведения коробки дома. При откопке траншей основание, устроенное под фундаментами, нарушается. Сами фундаменты на некоторой длине могут оказаться зависшими, на что они не были рассчитаны. Их прогиб может превысить допустимый прогиб для стен.

Всё же подавляющее число трещин связано с неравномерными деформациями фундаментов, превышающими допустимые значения для стен.

Различают деформации осадок и морозного пучения. Под действием нагрузок от дома происходит сжатие фунтов основания, сопровождающееся осадками фундаментов. Если осадки по всему дому происходят равномерно или неравномерно, но в допустимых пределах для стен, трещины не возникают. Например, допустимые относительные деформации (Ah/L) для кирпичных и блочных стен составляют 0,0005, где Ah - разница деформаций или стрела прогиба; L -длина стены.

Неравномерные осадки больше допустимых значений возникают в том случае, если давление от веса дома под фундаментами превышает расчётное сопротивление фунтов, залегающих в основании. Чаще всего это случается, когда фундаменты проектировались «на глазок», в том числе:

При проектировании фундаментов инженерно-геологические изыскания не проводились и поэтому расчётные характеристики грунтов были неизвестны. Произвольно принятое расчётное сопротивление фунтов оказалось ошибочно завышенным;

При выполнении инженерно-геологических изысканий в летний период при наиболее низком уровне фунтовых вод была неправильно оценена изменчивость гидрологической ситуации на строительной площадке. В результате значительного количества осадков в последующем в дождливое лето или осенью, а также в результате техногенной деятельности человека, уровень грунтовых вод может значительно повыситься. При этом расчётное сопротивление грунтов основания понижается;

Ошибочно выбрана конструкция фундаментов, например, столбчатая - вместо ленточной, сборная - вместо монолитной;

Размеры опорной части фундаментов, глубина их заложения, ширина и глубина выработок (траншей и котлованов) вообще не рассчитывались, а приняты по подобию ранее применявшихся на других строительных площадках;

После изготовления фундаментов и возведения коробки дома не выполнены работы по устройству планировки, отмостки и ливнестоковых лотков вокруг дома и,на прилегающей территории. В этом случае с годами участок заболачивается. Грунты основания становятся водонасыщенными, их расчётное сопротивление понижается;

Не вовремя устроен глубинный дренаж в домах с цокольным этажом или техническим подпольем. При устройстве глубинного дренажа после возведения коробки дома, при понижении уровня грунтовых вод, происходит уплотнение грунтов основания. При разных нафузках от дома осадки происходят неравномерно;

Песчаная подушка под фундаментами выполнена без уплотнения или при некачественном уплотнении;

После возведения дома произвольно изменяется глубина заложения запроектированных фундаментов, например, при устройстве в последующем в бесподвальном доме погреба или технического подполья.

При строительстве на площадках, сложенных мелкими или пылеватыми песками, супесями, суглинками или глинами, проявляются пучинистые свойства грунтов. Зимой, если касательные или нормальные силы пучения превышают нафузки от дома, происходят деформации пучения. Так как в разных частях дома нафузки различаются, деформации пучения происходят неравномерно. При превышении допустимых пределов в стенах дома образуются трещины.

Неравномерные деформации пучения, превышающие допустимые значения, происходят в случаях, если:

При проектировании фундаментов и основания не учтены пучинистые свойства грунтов строительной площадки. Расчёт фундаментов бесподвальных домов или стен цокольного этажа и технического подполья на устойчивость против касательных сил морозного пучения не производился;

Применены фундаменты с недостаточной пространственной жёсткостью, например, при применении в пучинистых грунтах столбчатых фундаментов с низким ростверком или ленточных фундаментов из сборных блоков;

При возведённой коробке дома в осенне-предзимний период не выполнены мелиоративные работы по отведению осадков от траншей и котлованов. При водонасыщении слабо- и среднепучинистые грунты становятся сильно- или чрезмернопучинистыми;

При возведённой коробке дома допущено промерзание пучинистого основания под плитным фундаментом. При этом монолитные цоколи в бесподвальном варианте или стены цокольного этажа, технического подполья связаны армированием с фундаментной плитой в единую конструкцию или выполнены из сборных блоков. При промерзании пучинистого основания в плитном фундаменте часто образуются трещины, которые переходят на цоколи и далее на стены.

Меры по предотвращению появления трещин

В первую очередь важно знать, как избежать образования трещин и как устранить их развитие, если они всё же появились. В общем виде способы устранения причин образования трещин уже содержатся в анализе самих причин.

Кроме того, при проектировании фундаментов необходимо выполнение ряда конструктивных требований:

В пучинистых грунтах столбчатые фундаменты должны быть связаны с нижней обвязкой, ростверком или рандбалкой;

В домах с техподпольем или цокольным этажом в пучинистых грунтах заглубленные стены надежнее выполнять в монолитном варианте;

Стены техподполья или цокольного этажа в монолитном варианте не рекомендуется связывать армированием с плитным фундаментом в единую конструкцию;

Промораживание основания под плитными фундаментами в пучинистых грунтах при возведенной коробке дома не допускается;

В пучинистых грунтах буровые опоры следует изготавливать с уширением ниже возможной глубины промерзания, например, по Московской области - на глубине не менее 2 м.

Для пояснения изложенного приведём некоторые примеры из практики строительства. Способы стабилизации возникших трещин также удобнее показать на примерах.

Изготовление фундаментов без расчётного обоснования.

Пример того, как экономия средств на стадии проектирования фундаментов может обернуться непомерными расходами, описан в статье, опубликованной в одном из строительных журналов. В ней цитируется письмо застройщиков из Малаховки (Московская область): «Прошлой весной мы с мужем решились строить собственный дом. Нашли недорогих строителей, составили смету. Сумма получилась «кругленькая». И, дабы сэкономить средства, решили по совету строителей заложить «облегчённый» фундамент... Дали фундаменту «отстояться», сделали цоколь, начали возводить стены. А нынешней весной фундамент почему-то «всплыл», цоколь растрескался и разорвал кирпичные стены... Что теперь делать с этими «развалинами» - непонятно».

Чему же тут удивляться? Из письма следует, что инженерно-геологические изыскания на площадке строительства не проводились, расчёт фундаментов, в том числе, на устойчивость, не выполнялся.

Глубинный дренаж устроен после окончания строительства дома.

В цокольном этаже двухэтажного кирпичного дома нижняя часть оштукатуренных стен регулярно намокала, а со временем здесь начались отслоения штукатурки. Было принято решение устроить вокруг дома глубинный дренаж. Через некоторое время после его изготовления стены стали сухими, но в них появились трещины.

Причина образования трещин заключалась в том, что при понижении уровня грунтовых вод произошло уплотнение грунта. Так как нагрузки на основание в разных частях дома существенно различны, произошли неравномерные осадки. Пространственной жёсткости фундаментов, изготовленных из сборных блоков, явно было недостаточно для нивелирования неравномерных осадок. Так как трещины увеличивались, пришлось прекратить действие дренажа.

Намокание стен было ликвидировано при помощи гидроизоляции марки «Гидротэкс В».

Мелиоративные мероприятия вокруг дома вовремя не выполнены.

Построенный дом в течение нескольких лет эксплуатировался без устройства вокруг него отмостки, планировки, ливнестоковых лотков и без отведения поверхностных вод за пределы участка. Заглублённый цоколь построенного забора препятствовал свободному стоку ливневых и паводковых вод в сторону естественного уклона. Постепенно произошло заболачивание участка. Расчётное сопротивление водонасыщенных грунтов понизилось по сравнению со значениями, которые были приняты при проектировании фундаментов. Произошли неравномерные осадки. В блочных стенах и кирпичной облицовке появились трещины.

После выполнения необходимых мелиоративных мероприятий и устройства водяного колодца для откачки воды за пределы участка уровень грунтовых вод понизился, трещины стабилизировались.

Произвольное уменьшение глубины заложения изготовленных фундаментов

После подведения двухэтажного бесподвал ьного кирпичного дома под крышу застройщик решил, что для более комфортного проживания ему не хватает техподполья, и начал его откапывать.

Фундаменты по проекту были заложены на глубину 1,8 м. В соответствии с этой глубиной определена и ширина опорной части ленточных фундаментов. Грунт вынули до верхнего обреза опорной части фундаментов. Уменьшение глубины заложения фундаментов привело к уменьшению расчётного сопротивления грунта. Произошли неравномерные осадки и в стенах появились трещины. На трещины поставили алебастровые маяки, которые показали, что трещины расширяются, значит, осадки продолжаются. Для приостановления развития трещин пришлось произвести обратную засыпку грунта.

Не учтены пучинистые свойства грунтов строительной площадки.

Одноэтажный бесподвальный дом со стенами из пеноблоков с облицовкой в полкирпича по предложению строителей был возведен на буровых опорах с ростверком. Инженерно-геологические изыскания и расчёт фундаментов не производили. Так как грунты строительной площадки оказались сильнолучинистыми, в первую же зиму в стенах дома образовались трещины. Они продолжали раскрываться, и в следующую зиму появились новые.

В данном случае стабилизацию трещин можно было обеспечить путем исключения промерзания фунта. Для этого предложено уложить под отмостку по периметру дома утеплитель марки «Пеноплэкс, а внутри дома к следующему зимнему сезону обеспечить отопление.

Соединение армированием монолитных стен цокольного этажа с плитным фундаментом в пучинистых грунтах.

В двухэтажном кирпичном доме с цокольным этажом, возведённом на плитном фундаменте, зимой в процессе строительства в стенах образовались трещины. Обследование показало, что обратная засыпка пазух котлована произведена местным пучинистым грунтом, планировка и отмостка вокруг дома ещё не были выполнены, все ниши окон и дверей открыты. Произошло промерзание пучинистого основания под фундаментной плитой, и в ней образовались трещины. Последние перешли на монолитные железобетонные стены толщиной 0,5 м, связанные армированием с плитным фундаментом, и далее - на кирпичные стены.

Для стабилизации трещин все ниши были закрыты и внутри цокольного этажа с помощью тепловой пушки организован прогрев помещений, обратная засыпка из пучинистого грунта частично заменена непучинистым крупным песком. По периметру дома, в уровне цоколя, изготовлен железобетонный бандаж, устроена планировка и отмостка.

Заключение

1. Чтобы исключить образование трещин в кирпичных и блочных стенах малоэтажных домов, необходимо выполнение трёх условий: проведение инженерно-геологических изысканий, квалифицированная разработка проекта фундаментов, качественное выполнение работ.

2. Расходы по исправлению фундаментов в 10...20 раз превышают экономию, полученную при отказе от выполнения инженерно-геологических изысканий и разработки проекта фундаментов.

3. Наиболее рациональным представляется следующий порядок организации предпостроечных работ. Осенью выполняют инженерно-геологические изыскания, в течение зимне-весеннего периода выбирают проект дома и разрабатывают проект фундаментов. К началу строительного сезона решают остальные организационные вопросы, в том числе составление сметы, выбор строительной фирмы и другие.

Фундамент жилого или коммерческого здания – один из его ключевых компонентов, которые определяют характеристики всей постройки. С профессиональной точки зрения фундамент представляет собой несущую строительную конструкцию, которая обеспечивает прочность и устойчивость строения.

От того как был построен фундамент, зависит долговечность постройки.

Так, от несущей способности фундамента зависит возможность использования тех или иных материалов в процессе строительства, количество этажей, которое является допустимым в каждом конкретном случае, и другие параметры здания. При этом ее ключевой функцией является равномерное распределение нагрузки, оказываемой на площадь поверхности фундамента тяжестью самого здания и грунтом, поскольку от эффективности такого распределения зависят не только характеристики постройки в момент ее возведения, но и ее эксплуатационные возможности и долговечность.

Вернуться к оглавлению

Факторы, которые могут привести к нарушению целостности фундамента: ошибки при расчетах

Схема трещины в фундаменте.

Возможность организации определенного типа фундамента, обладающего тем или иным объемом несущей способности, зависит от множества факторов. В целом их можно разделить на 2 большие группы: природные и антропологические, то есть обусловленные деятельностью человека. Так, к числу природных факторов, которые следует учитывать при проектировании указанной несущей строительной конструкции, относятся максимальная глубина промерзания грунта в месте устройства фундамента, характер залегания грунтов, уровень грунтовых вод и другие подобные характеристики строительной площадки, на которой планируется возведение здания.

К группе антропогенных факторов можно отнести все предметы, окружающие будущую строительную площадку, которые налагают определенные ограничения на проект строительства. В значительной степени такие ограничения касаются самого здания: например, его высоты и других характеристик. Однако следует принимать во внимание, что в соответствии с ними необходимо , поскольку она не должна ни существенно превышать нужную величину, ни быть значительно ниже нее. В первом случае избыточная несущая способность фундамента приведет к заметному увеличению затрат на строительство, которые не являются оправданными. Во втором же случае возможна ситуация, когда вследствие недостаточных возможностей фундамента по обеспечению устойчивости всей строительной конструкции произойдет частичное или даже полное нарушение целостности здания.

Вернуться к оглавлению

Нарушения в ходе выполнения работ в процессе заливки фундамента

Понятно, что наличие трещин в фундаменте дома не является нормальной характеристикой указанной несущей конструкции. В целом специалисты не считают их появление критичным, поскольку существуют возможности его ремонта.

Однако для этого владельцу необходимо установить, какова причина возникновения указанной проблемы, для того, чтобы правильно выбрать способ ее устранения.

Подобные проблемы могут возникнуть не только в случае первоначального неправильного , но и при неверном выполнении работ по устройству фундамента, в ходе которых были нарушены основные строительные нормы. Такая ситуация достаточно часто возникает в случае, если фундамент здания в ходе заливки формировался самим хозяевами, не имеющими специального образования и соответствующего опыта.

Схема усиления фундамента.

Они могли допустить целый ряд существенных ошибок, например, неправильно установить опалубку, тем самым обеспечив уязвимость поверхности конструкции, неверно разместить армирующие конструкции внутри фундамента, нарушить правила соответствия между глубиной промерзания грунта и глубиной залегания указанной несущей строительной конструкции. Кроме того, достаточно часто неопытные строители неправильно выбирают марку бетона, используемого для заливки фундамента, не учитывая интенсивности природного воздействия и нагрузки на эту несущую строительную конструкцию, что может привести к появлению трещин, в том числе в ленточном фундаменте.

Другие распространенные ошибки, которые часто допускают в процессе заливки фундамента, связаны с несоответствием параметров рассматриваемой строительной конструкции характеристикам всего здания. Так, хозяин может надстроить дополнительный этаж, не приняв во внимание ограничения несущей способности фундамента, в результате чего в нем появятся мелкие трещины. Также подобные проблемы возможны в случае неправильного устройства дренажной системы, которое может повлечь за собой проникновение воды в бетонную конструкцию.

Вернуться к оглавлению

Неблагоприятное воздействие внешних факторов на поверхности фундамента после заливки

Схема устройства фундамента.

Дополнительной причиной частичного разрушения фундамента может стать неблагоприятное воздействие внешних факторов на эту строительную конструкцию, которые могут привести к ее частичному повреждению. Например, после окончания зимы, которая характеризовалась экстремально низкими температурами, владелец жилого или коммерческого строения может столкнуться с тем, что у него появились мелкие трещины в фундаменте.

Это связано с тем, что характеристики появившейся трещины могут быть различными в зависимости от того, какие факторы оказали влияние на ее возникновение. Одной из ключевых причин, которые лежат в основе появления трещины, является движение грунта, обусловленное замерзанием и таянием воды. Как следует из законов физики, объем вещества, получающегося из определенного количества воды при ее замерзании, заметно превышает ее объем в жидком состоянии. В зависимости от характеристик грунта после устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха в плюсовую зону возможна как просадка, так и вспучивание почвы, которое может повлечь за собой возникновение трещины в фундаменте дома после зимы.

Циклы замерзания и оттаивания воды могут также оказать влияние на фундамент не посредством воздействия на него изменившегося профиля грунта, а напрямую. Чаще всего это происходит в случаях, когда указанная несущая строительная конструкция выполнена из бетона, который представляет собой строительный материал, характеризующийся высокой степенью гигроскопичности. Таким образом, в порах этого строительного материала скапливается вода, а при установлении отрицательной температуры она подвергается замерзанию, которое влечет за собой увеличение ее объема. Оно, в свою очередь, может стать причиной частичного разрушения строительной конструкции после ее оттаивания.

Наконец, фактором, который обусловливает возникновение трещин в фундаменте дома, может стать обыкновенный износ строительной конструкции, связанный с тем, что установленный срок ее использования подходит к концу. Указанный срок определяется качеством выполнения строительных работ в процессе закладки фундамента и маркой строительного материала, выбранного для его устройства. Однако даже в случае, если конструкция выполнена из высококачественного материала с соблюдением всех строительных норм и правил, рано или поздно в ней начнутся естественные процессы разрушения.

Вернуться к оглавлению

Типы трещин, возникающих в фундаменте

Схема использования маяков при наблюдениях за деформациями зданий.

Таким образом, определение причины возникновения трещин в фундаменте является одним из важнейших шагов, которые должен предпринять владелец дома прежде, чем приступать к устранению возникшей проблемы. Другим важным параметром, которые следует тщательно проанализировать на этом этапе, является характер разрушений несущей строительной конструкции, которые имеются на текущий момент.

В частности, специалисты рекомендуют обратить внимание на направление возникших трещин в фундаменте дома. Они выделяют 3 основных типа таких образований: горизонтальные, вертикальные и наклонные трещины. Каждый тип таких повреждений способен выступить свидетельством того, какие факторы стали причиной их возникновения, а значит, указать наиболее приемлемый способ устранения в каждом конкретном случае.

Наиболее простыми в ремонте считаются горизонтальные трещины. Как правило, их появление представляет собой следствие усадки грунта или собственно строительного материала, использованного в процессе закладки фундамента. Небольшие трещины, ширина которых не превышает 1-2 мм, можно считать относительно неопасными: их достаточно легко отремонтировать самостоятельно, имея в своем распоряжении некоторое количество свободного времени и минимум необходимых инструментов. Однако следует иметь в виду, что более объемные разломы могут свидетельствовать о воздействии достаточно серьезных проблем, например, о том, что давление грунта не соответствует несущей способности фундамента или выборе неподходящей марки строительного материала с учетом нагрузки, возлагаемой на указанную несущую строительную конструкцию, и природных условий в регионе, где находится рассматриваемое строение.

Схема устройства столбчатого фундамента.

Вертикальные трещины представляют собой гораздо большую угрозу целостности дома, на фундаменте которого они возникли. Одним из первых признаков их появления, который может заметить даже хозяин, не имеющий привычки периодического обследования несущих строительных конструкций дома, является затрудненное открывание окон и дверей. Оно, в свою очередь, представляет собой следствие смещение несущих конструкций.

Если такие признаки замечены, необходимо осуществить обследование поверхности фундамента дома на предмет появления в нем трещин. В некоторых случаях обнаруженные повреждения могут оказаться относительно неопасными и подлежать самостоятельному ремонту: речь идет об относительно небольших трещинах, которые имеют достаточно ровные края. В этой ситуации допустимо отремонтировать их своими силами, поскольку такие разрушения не представляют серьезной опасности для общей целостности строительной конструкции.

Иначе выглядит ситуация, когда обнаруженные трещины являются достаточно глубокими. В качестве дополнительных тревожных симптомов выступают неровные края, имеющиеся у таких повреждений, а также значительная ширина разломов, наличие влажности в местах их возникновения. Кроме того, следует иметь в виду, что особенную опасность представляют собой трещины, имеющие наклонное направление: они, как правило, свидетельствуют о наличии одновременно нескольких проблем, связанных с характеристиками несущей строительной конструкции, которые необходимо идентифицировать и устранить.

Вернуться к оглавлению

Способы измерения динамики повреждений поверхности фундамента после заливки

Схема устройства ленточного фундамента.

Каковы бы ни были проблемы с фундаментом, обнаруженные хозяином дома в процессе его обследования, не стоит предпринимать немедленных решительных действий. Это связано с тем, что для правильного выбора способов устранения возникших проблем необходимо тщательно удостовериться в том, что фактор, ставший причиной возникновения трещины в фундаменте дома, верно идентифицирован. Если способ, выбранный для осуществления ремонта поврежденной поверхности фундамента, не соответствует характеру и причине возникновения повреждений, предпринятые действия могут не только не улучшить ситуацию, но и усугубить возможные последствия, приведя к серьезным нарушениям целостности строительной конструкции.

Поэтому следует помнить, что для установления причин и характера возникших повреждений требуется некоторое время. В частности, специалисты рекомендуют после обнаружения таких повреждений в несущей строительной конструкции некоторое время осуществлять наблюдение за появившимися трещинами, чтобы отследить динамику их изменения.

В процессе такого наблюдения не следует ограничиваться попыткой визуально отследить динамику изменений, поскольку трещины, возникшие, например, в ленточном фундаменте, могут быть очень тонкими, поэтому их увеличение трудно заметить. В такой ситуации следует прибегнуть к подручным средствам, позволяющим измерить ширину и длину трещины.

Схема устройства плитного фундамента.

Для этого следует очистить повреждение от пыли, грязи и другого мусора и установить на нем так называемый маяк. Он представляет собой пластину, выполненную из бумаги, гипса или другого подобного материала, который обладает достаточно низкой устойчивость к разрыву. После того, как установленный маяк находился на месте повреждения в течение нескольких дней, необходимо проверить его состояние. Сохранившаяся целостность маяка свидетельствует о том, что ширина трещины не увеличивается.

Это является признаком относительно несерьезных нарушений целостности поверхности фундамента, которые можно устранить самостоятельно. Аналогичные измерения в отношении длины трещины, позволяющие сделать выводы о ее опасности, можно выполнить с помощью обычной линейки.

В случае, если образовавшаяся трещина имеет тенденцию к увеличению, необходимо установить, как быстро и в каких масштабах происходит ее увеличение. В отношении длины повреждения эту операцию тоже можно выполнить при помощи линейки. В отношении ширины трещины для установления скорости и объемов увеличения специалисты рекомендуют установить несколько маяков различной ширины. Разрывы или отсутствие разрывов на каждом из них покажет, какова динамика изменения ширины рассматриваемой трещины.

Контур с многократными выточками.| Главные напряжения во впадине резьбы болта в зависимости от зазора по внутреннему диаметру резьбы (по.  

Возникновение усталостной трещины вызывает касательные напряжения.  

Возникновение усталостных трещин в стыковочных балках вертолетов Ми-2, Ми-6 и Ми-8 в процессе эксплуатации было обусловлено раскрытием стыка. Однако известно, что при раскрытии стыка, когда момент затяжки недостаточен для создания усилия, компенсирующего растягивающую переменную нагрузку, в стяжном, элементе напряжение может возрастать в 2 раза. Уровень возросшего напряжения зависит от толщины стягиваемых элементов, плоскостности их поверхности, диаметра стяжного элемента, наличия или отсутствия смазки и прочее. В частности, в рассмотренном выше примере (§ 13.3) раскрытие стыка было обусловлено неплотным прилеганием подвижного (вращаемого) шлицевого фланца вала винта, в котором возникала неплотность стыка при передаче крутящего момента. Устранение неплотности стыка может быть достигнуто различными путями.  

Возникновение усталостной трещины у неметаллического включения в высокопрочных сталях происходит из-за того, что возле него образуется зона объемного напряженного состояния, стесняющего пластические деформации. В некоторых случаях причиной возникновения усталостной трещины может быть повышенная хрупкость самого неметаллического включения. При этом, чем большим запасом пластичности обладает матрица основного металла и чем глубже под поверхностью располагается включение, возле которого возникает усталостная трещина, тем большее максимальное напряжение цикла необходимо для ее развития.  

Возникновение усталостных трещин усугубляется работой деталей рабочих колес гидротурбин в коррозионной среде.  

Скорость развития трещины в зависимости от уровня напряжений. а - при ступенчатом нагружении.

Возникновение усталостной трещины не обязательно начинается на поверхности детали. Иногда трещина зарождается внутри детали в том месте, где металл имеет какой-нибудь дефект, скажем, инородное мелкое включение или раковину.  

Возникновение усталостной трещины вызывает касательные напряжения. Величина касательных напряжении во многом зависит от зазора по внутреннему диаметру резьбы.  

После возникновения усталостной трещины в условиях малоциклового нагружения (или в случае наличия исходного дефекта, не достигшего критических размеров) необходимо знать, с какой скоростью она будет распространяться до достижения критических размеров. Процесс роста усталостной трещины в условиях малоциклового нагружения менее понятен, чем процесс возникновения трещины в тех же условиях. По этому вопросу имеется мало данных, поэтому в какой-то мере можно воспользоваться параметрами, представленными на рис. 43 - 52, для дефектов вблизи осевого отверстия - самой опасной зоны.  

После возникновения усталостной трещины должен быть использован другой комплекс параметров в описании накопления повреждений в металле, в том числе и в связи с созданием свободной поверхности при подрастании трещины. Параметром порядка в этом случае является комплекс: усталостная трещина-эквивалентное напряжение. Достижение трещиной критической длины при реализуемом уровне эквивалентного напряжения характеризуется второй точкой бифуркации, определяющей момент глобальной деградации системы - полное разрушение элемента конструкции.  

Этот вид брака самый распространенный и всегда составляет четверть общего брака. Борьба с этим видом брака очень трудна, требует большего практического опыта ИТР и рабочих ведущих профессий ВЛЦ, аккуратности и точности в соблюдении технологического процесса и качества модельно-опочной и кокильной оснастки.

Трещины могут образовываться сразу после заливки валка и в этом случае их называют «горячими». Чаше всего это раскрытые с черной окисленной поверхностью и возникают они при температуре, по данным А.Е. Кривошеева, выше 350°С. Большая часть «горячих» трещин образуется при температуре 1000 градусов, когда механическая прочность чугуна очень низкая. «Холодные» трещины возникают, видимо, при температуре ниже 550 градусов, т.е. уже в области упругих деформаций металла и иногда даже при комнатной температуре. В таких трещинах часто видны цвета побежалости.

> Продольные трещины

Эти трещины возникают чаще всего на отбеленных валках. Образующийся по стенкам кокиля отбеленный слой нарастает очень быстро, но обладает малой прочностью. Через 10 секунд после заливки валка застывший слой составляет 10 мм, через 30-40 секунд 15-20 мм. Достаточно в период образований белого слоя легкого сотрясения, чтобы застывшая чугунная оболочка дала трещину иногда во всю длину бочки валка. Поэтому устанавливать в кессоне форму валка следует устойчиво, оберегать ее от случайных, даже слабых, толчков. Отбеленный валок представляет отливку, застывшую в условиях кристаллизации различных по размерам и условиям охлаждения частей. Поэтому, рассматривая вопрос возникновения на отбеленных валках горячих, продольных трещин, следует учитывать факторы, которые обуславливают предпосылки для возникновения этих трещин. «Мост» в прибыли, т.е. застывание верхней шейки при сифонной заливке валков появляется в результате того, что жидкий металл, проходя через форму, подходит к прибыли валка охлажденным. В этом случае, вследствие роста чугуна при эвтектической кристаллизации графита, возникающее внутреннее давление может разорвать затвердевшую корку отбеленного слоя, часто в глубине трещины видны «слезки» - выделение легкоплавкой фосфидной эвтектики, выжатой в трещину при затвердевании центральной зоны валка.

Наилучшим способом борьбы с перехватом прибыли является соблюдение режима направленного затвердевания, т.е. надлежащий уход за прибылью - доливка прибыли чугуном с содержанием углерода более 3,5% при температуре не ниже 1300 градусов и утепление прибыли.

Различие коэффициентов усадки белого и серого чугуна, так как усадка отбеленного слоя (за счет увеличения объема графитизации) в валке создается давление жидкого чугуна на затвердевший отбеленный слой. Это давление обуславливает возникновение продольной трещины. Повышение содержание фосфора в отбеленном валке имеет большое значение для предупреждения горячих, продольных трещин, т.к. образующаяся в расплаве фосфидная эвтектика имеет температуру плавления 950 градусов и обладает свойством, будучи в жидкой фазе, проникать в твердожидкую окружающую массу и как бы «запаивать» возникающие трещины, не давая им дальнейшего развитии.

Практика показала, что в расплавах с содержанием фосфора от 0,25 до 0,35% наиболее вероятно образование трещин, с дальнейшим повышением его содержания склонность к трещинам значительно уменьшается. Однако повышение содержания фосфора в любом валке резко ухудшает его прочность и термоустойчивость. Поэтому при производстве многих типов отбеленных валков принято оптимальное содержание фосфора 0,45-0,5%.

Большое влияние на образование трещин оказывают всякого рода местные утепления и охлаждения. Застывшая оболочка валка наполнена еще жидким чугуном и находится под давлением столба металла, большим у нижнего обреза бочки и меньшим у верхнего. Местное утепление на стыке кокиля с шейкой создает уменьшенную толщину отбела в этом месте. Происходит небольшой разрыв отбела и от этого места трещина развивается вдоль валка на большую или меньшую длину. «Заделкой» для такого утепления может быть неровная кромка, образующая галтель валка или замазанная выбоина на краю кокиля. Особенно часто это бывает на верхней части бочки валка, край которой ограничивается заделкой в кокиле верхней шейки валка.

При очистке кокиля вращающими щетками кромка заделки повреждается, создавая неровности и связанные с этим местное утепление и появление трещин.

Незначительный наклон формы приводит к тому, что залитый валок прижимается к одной стороне кокиля, а образовавшаяся оболочка валка дает трещину на другой стороне бочки утепленной образовавшимся зазором между валком и кокилем.

Продольная трещина в верхней части бочки может возникнуть при доливке в прибыль, если ковш с металлом поднят над верхним обрезом формы высоко и струя металла имеет большое сечение. В этом случае добавляемый металл может проникнуть в бочку валка, утепляя одну сторону. Добавка металла в прибыль должна производиться так, чтобы струя не была слишком большой, и носок ковша находился, возможно, ближе к прибыли.

Длинные продольные трещины часто возникают при наличии царапин на внутренней поверхности кокилей. Эти царапины иногда достаточно глубокие, возникают при снятии кокилей с отлитых валков. Если кран поднимает кокиль не строго вертикально или если отливка с кокиля при разборке наклонена, отбеленный край валка, или неровные края прибыли производят царапины задиры на кокиле. В таких царапинах и задирах скопляется малотеплопроводная краска. Из глубоких царапин она плохо вычищается и опять закрашивается при последующих заливках. Утолщенный слой краски создает продольную линию утепления, по которой и развивается трещина. Такие кокиля подлежат обязательной переточке для устранения дефектов. Если приходится рискнуть срочно, отлить валок в кокиле с царапиной, то для этого царапину следует тщательно очистить от остатков краски и покрасить так, так чтобы в царапине она не скоплялась. Это делают, укладывая для окраски кокиль царапиной вверх. Образование на валке выступающих полосок по ходу царапин на возникновение трещины влияет меньше, чем утепление от плоскости краски, т.к. толщина отбеленного слоя в таких местах несколько увеличивается.

Неравномерно покрашенный кокиль тоже может быть причиной образования на валке продольной трещины. Обычно это случается при окраске кокилей, имеющих низкую температуру. В результате краска успевает стекать в нижнюю сторону кокиля, образу я утолщенный слой. Местные утепления слоя краски могут возникать и при применении слишком густой краски. Это случается, если покраска ведется остатками краски с осевшими частицами графита и кокса. Трещина на валке может возникнуть и тогда, когда одна сторона кокиля подогрета. Такое положение может сложиться, если приготовленная форма стоит рядом с недавно залитой, и разогревается ее теплом. Иногда трещины может в таком случае и не быть, но на подогретой стороне валка появляются выделенные иголки фосфидной эвтектики в виде щетки. Отбел в этом месте или отсутствует совсем или является минимальным. Температура нагрева металла в печи должна быть строго оптимальной, отклонение от установленного режима плавки повышает склонность валка к образованию трещин. Это объясняется укрупнением первичной структуры или кристаллизации сильно перегретых расплавов. Не менее важные своевременные добавки в прибыльную часть горячего металла и тщательного утепления верха прибыли.

Продольная трещина на валке возникает, если установлен кокиль с, трещиной. В этом случае трещина на валке примерно той же длины, что и у кокиля. Чаще всего эта трещина на кокиле возникает во время заливки и в свою очередь вызывает трещину на валке. Причина трещины на кокиле обычно связана с низким углеродом, высокой серой и фосфором в металле кокиля или его низкой температурой при заливке. Если при заливке кокиля в металл попал формовочный состав из плохо выполненной формы, шлак или образовалась пустота, то валки, заливаемые в таком кокиле, дают трещины.

После ряда заливок на внутреннюю поверхность кокиля начинает появляется сетка разгаров. Эта сетка разгаров постепенно углубляется и чем дальше, тем быстрее заканчивается развитием мелких трещинок в глубине разгаров. В результате разгары в кокиле вызывают появление трещин на валке ориентированных по наиболее крупным разгарам, с общей тенденцией располагаться вдоль валка. Разгары образуются по границам зерен чугунного кокиля и по крупным выделениям графита. Для уменьшения разгаров кокиля необходимо отливать с перлитной структурой с содержанием углерода (3,6-3,8%) из обессеренного чугуна. Может образоваться продольная трещина с края верхней или нижней части валка, если заливаемый металл касается металлической части опоки шейки, в тех случаях, если шейка заформована в опоке с внутренним диаметром меньше требуемого или имеется смещение кокиля по отношению к опоке.