Обустройство деформационных швов

Здание или сооружение из кирпича и бетона со стальными элементами на первый взгляд кажется очень прочным, способным выдерживать огромные нагрузки. И действительно, даже для того, чтобы снести старые здания, приходится прикладывать значительные усилия. Но с тем, что недоступно человеку, успешно справляется природа.
На самом деле даже самый прочный материал под действием сезонных колебаний температуры то немного сужается, то расширяется. Протяжённый фундамент, опирающийся на грунты с разными характеристиками, постоянно испытывает разнонаправленные нагрузки. Всё это постепенно приводит к растрескиванию конструкций.
Чтобы предотвратить образование трещин в стенах и фундаментах домов, ещё на этапе проектирования предусматривают деформационные швы, разделяющие элементы конструкций. Разделительные деформационные швы предназначены для того, чтобы компенсировать нагрузки и уменьшить воздействие смещающейся или деформирующейся части сооружения на другие его элементы.

Опасность образования естественных разделительных деформационных швов

Наличие в проекте деформационных швов стало обязательным лишь на протяжении последних 100 лет. Раньше наличию таких швов архитекторы и проектанты не всегда придавали значение. В результате не редкость – старые здания с добротной кирпичной кладкой, фасады которых изуродованы глубокими вертикальными трещинами от карниза до цоколя. По большому счёту это и есть самопроизвольно образовавшиеся разделительные деформационные швы Такие швы называют естественными. Их образование связано с избыточными напряжениями, которые испытывают стены и перекрытия. В частности, трещины часто возникают, если здание довольно протяжённое, а одна часть фундамента оседает больше других.
Очень часто естественные деформационные швы проходят через оконные или дверные проёмы, из-за чего увеличивается расстояние между стеной и рамой. Проблема в том, что сквозь трещины внутрь помещений попадает пыль, влага, проникают насекомые-вредители, иногда даже мыши или крысы. Насекомые и грызуны переносят инфекционные заболевания. Влага пропитывает материал стены и постепенно разрушает его. Изнутри стены покрываются плесенью.
Образование вертикальных сквозных трещин приводит к повреждению облицовки стен. Кроме того, естественные деформационные швы выполняют роль мостиков холода. Бесполезно утеплять помещение, если по фасаду идёт глубокая трещина. большая часть эффекта от утепления просто пропадёт.
Не менее опасны и горизонтальные трещины в перекрытиях. Их появление приводит к созданию аварийных ситуаций. В старину в качестве утеплительного материала для перекрытий часто использовали камыш или золу. При образовании трещин в перекрытиях на пол и на головы находящихся в помещении людей сыпется труха и зола. Поддерживать чистоту в таких помещениях крайне сложно. Наличие в воздухе пылеобразных частиц опасно для здоровья.
Чтобы замаскировать деформационные швы, владельцы зданий или коммунальные службы просто замазывают трещины цементным раствором. Это действие абсолютно бесполезно, поскольку при первых же сезонных колебаниях температуры трещины возникают на прежнем месте. В конце концов такие трещины ускоряют разрушение здания. Чтобы этого не допустить, требуется дорогостоящий капитальный ремонт. Причём капитальный ремонт исторических зданий с лепниной на фасаде зачастую на порядок сложнее и обходится намного дороже реконструкции промышленных объектов.

Что необходимо делать при появлении естественных деформационных швов

Первое правило при обнаружении естественных деформационных швов – наблюдение. Дело в том, что трещины на стенах проявляют тенденцию к расширению. Целостности сооружения угрожают любые естественные деформационные швы, где бы они ни образовывались. То, что трещины, появляющиеся в стенах, которые служат опорой для несущих конструкций перекрытий, опасны, понятно само по себе. Но, если ширина таких естественных деформационных швов меньше 10 см, существуют достаточно эффективные способы остановить разрушительные процессы.
Неочевидную, но от этого не менее серьёзную опасность представляют трещины в стенах, параллельных несущим конструкциям перекрытий. При образовании в такой стене трещины шириной 7 см автоматически происходит смещение перпендикулярной стены. В результате размеры опорной площадки плиты или балки (несущего элемента перекрытия) значительно уменьшаются. Возникает угроза обрушения перекрытия. И хорошо, если при аварии всё ограничится только материальным ущербом, а жертв удастся избежать.
Для предотвращения аварии можно принять следующие меры:

• увеличить глубину опорной площадки до 15 см (согласно рекомендациям ГОСТ, СНиП);
• создать конструкцию, стягивающую фасад, как обруч бочку. Элементами поддерживающей конструкции служат – напряжённые стальные тяжи (из уголка или кругляка).

Важная часть работ по устранению угрозы, которую создают естественные деформационные швы, – утепление и герметизация трещин. Если не герметизировать естественный шов, материал стены отсыреет и начнёт крошиться.

Классификация деформационных швов

Чтобы впоследствии не пришлось разрабатывать меры по предотвращению преждевременного обрушения зданий и сооружений, разделительные деформационные швы предусматривают заранее. ещё на этапе проектирования. Места расположения швов обязательно указывают в проекте. Деформационные разделительные швы классифицируют в зависимости от того, какими причинами вызваны напряжения.
Основные виды виды деформационных разделительных швов:

• Температурные, предотвращающие разрушение сооружений в результате изменения размеров конструкций под действием сезонных колебаний температуры. Деформации из-за сезонных перепадов температуры подвержены все материалы, но больше всего это свойство характерно для металла. Металлические конструкции сужаются в мороз и расширяются при нагревании. В результате металлические элементы коробятся, повреждаются соединения (сварные, болтовые, заклёпочные). Чтобы избежать образования естественных температурных швов, необходимо предусмотреть такие швы при строительстве. В первую очередь в обустройстве таких швов нуждаются сооружения с большим количеством металлических элементов. Температурные швы в обязательном порядке предусматривают при строительстве эстакад, мостов, железнодорожных магистралей, наружных лестниц, галерей, арочных конструкций. Температурные швы необходимы в перекрытиях с металлическими ригелями, балками и другими стропильными элементами. Также температурные деформационные швы обустраивают в тех случаях, когда сооружения возводятся на грунтах, которые при отрицательной температуре пучатся, провоцируя разнонаправленные нагрузки на объект. Такие швы часто предусматривают при строительстве ленточных заборов. Чем выше степень пучения грунта, тем ближе должны располагаться температурные швы.
• Сейсмические, предотвращающие разрушение конструкций из-за динамических воздействий вследствие землетрясений. Эти швы обустраивают при строительстве в районах с повышенной сейсмической опасностью, вулканической активностью. Также следует предусмотреть сейсмические швы, если поблизости находится полигон, где испытывают оружие массового поражения.
• Осадочные, препятствующие деформациям сооружения из-за различия в свойствах между грунтами, на которые опирается фундамент. Например, может располагаться не параллельно поверхности почвы, а наклонно. Даже на ровном участке с одной стороны фундамент может опираться на материковый грунт, а с другой – на насыпную или наносную почву. В результате фундамент будет проседать неравномерно: при отсутствии деформационного шва или начнёт сползать по материковому грунту, или между сегментами сооружения появятся трещины. Осадочные швы предусматривают в сооружениях, возводимых на участках с уклоном, где цокольные или первые этажи приходится неравномерно заглублять в грунт. Ситуация, когда грунты под разными частями фундамента начнут отличаться друг от друга, может возникнуть в случае аварии инженерных систем, к примеру, при намокании части почвы.
• Усадочные, препятствующие растрескиванию конструкций в начале эксплуатации (из-за усадки материала). Значительной усадке подвержены полностью деревянные дома (из-за усушки дерева). Неравномерная усадка строений из монолитного железобетона часто происходит при нарушении технологии, к примеру, в случае перерасхода воды, отливке элементов конструкции без напряжения арматуры.
• Изоляционные, препятствующие негативному влиянию фундаментов пристроек или технологического оборудования на основные элементы сооружений.
  
• Конструкционные, препятствующие растрескиванию монолитных бетонных площадок, в частности, наливных полов большой площади. Трещины могут появляться из-за неравномерности деформаций основы. чтобы этого избежать, поверхность автостоянок, полов складских помещений, контейнерохранилищ разрезают на сегменты. При сегментировании полов, для придания швам эстетичного вида, зачастую используют латунные полосы, стеклянные фрагменты.
• Компенсационные, предотвращающие появление трещин вследствие отделения отмостки от стен. Такие трещины очень опасны, поскольку сквозь них под подошву фундамента просачивается влага. Из-за отсыревания уменьшается несущая способность фундамента, здание начинает преждевременно разрушаться. Компенсационные швы располагаются в отмостке горизонтально.
  При проектировании учитываются все факторы, способствующие образованию трещин. Зачастую один и тот же шов может иметь сразу несколько назначений, например, быть температурно-усадочным.

Методы герметизации деформационных швов

деформационные швы могут быть простыми и сложными. Простые (холодные) швы – это обычные разрезы. К примеру, простым швом часто разделяют сегменты здания. Ширина зазора между торцами может составлять до 10 см.
Через заранее предусмотренные деформационные швы так же, как и сквозь естественные, внутрь может попадать влага, грязь, опавшие листья. Если швы не герметизировать, внутри поселятся насекомые-вредители, грызуны, птицы или даже пресмыкающиеся.
Для герметизации деформационных швов применяют:

• для заполнения швов – эластичные вставки, не дающие усадки;
• специальные герметики ( силиконовые, полиуретановые, изготовленные из бутадиен-стирольных каучуков). Составы обладают эластичностью, некоторые увеличиваются в размерах при контакте с влагой;
• бентонитовые, джутовые, капроновые шнуры, набухающие при контакте с влагой;
• для монтажа шнуров – клеевые растворы на основе битума или битумно-полимерных мастик.

Один из лучших материалов для герметизации швов – защитно-герметизирующие профили. В продаже есть профили для обустройства деформационных швов практически любой ширины и конфигурации. Конструктивно профили значительно отличаются друг от друга, имеют определённые особенности крепления и монтажа. Поэтому при выборе герметизирующего изделия необходимо внимательно изучить его назначение, выяснить, какому ГОСТу оно соответствует.
В зависимости от материала изготовления, различают следующие виды герметизирующих профилей:

• цельнометаллические;
• изготовленные из искусственных каучуков (обладают повышенной эластичностью);
• комбинированные, состоящие из резиновых и металлических элементов.

По способу монтажа профили классифицируют следующим образом:

• подкладные;
• накладные;
• изоляционные;
• гидроизолирующие;
• влагорасширяющиеся;
• терморасширяющиеся.

При монтаже профилей, в зависимости от их конструкции, применяют цементно-песчаные растворы или дюбели, проволоку, другие закладные детали.
В продаже есть профили для обустройства как прямых деформационных швов, так и для угловых сопряжений. При помощи профилей одинаково удобно герметизировать швы между конструкциями из одного или из разных материалов (например, дерева и кирпича). Важно, что профили можно применять не только при строительстве сооружений, но и при ремонте. Процесс герметизации значительно ускоряются, а заделанные швы выглядят эстетично.