Что такое деформационные швы в строительстве
Виды деформационных швов: назначение и применение
При строительстве и проектировке сооружений различного назначения используется деформационный шов, который обеспечивает укрепление всего строенияиего защиту от сейсмических, осадочных и механических воздействий, от разрушения, усадки и возможных сдвигов и искривлений на почве.
Деформационный шов – разрез на строении, который заполняется изоляционным материалом, разделяя конструкцию на отдельные блоки. Это снижает нагрузку на части сооружения, что повышает устойчивость здания и уровень его сопротивления нагрузкам. Для предотвращения появления различного рода деформаций, строение нуждается в устройстве деформационных швов.
Исходя из назначения, деформационные швы разделяются на: температурные; усадочные; осадочные; сейсмические. В некоторых строениях, из-за особенностей их расположения, применяются комбинации методов, служащие для защиты сразу от нескольких причин деформации. Это может использоваться когда местность возведения строительства имеет почву, склонную к проседанию. Также рекомендуется применять несколько видов швов при возведении протяженных высоких домов, с множеством различных конструкций и элементов.
Виды деформационных швов
В любом строении, независимо от типа материала стен и фундамента, сроках постройки и назначения, происходят постоянные процессы деформации конструктивных элементов. Движение грунтов, утяжеление конструкции, резкие перепады температуры, объединение нескольких конструкций из разных материалов – все это может вызвать деформацию жилого или промышленного сооружения.
Применение деформационных швов помогает снизить напряжение в конструкции объекта, позволяет разделить сооружение на несколько отдельных блоков для их свободного движения в определенном направлении.
Классификация швов осуществляется в соответствии с факторами, которые способны вызывать деформацию строящегося объекта. Они и определяют разновидности деформационных швов:
Температурные швы служат защитой от перемены и колебаний температуры. Даже в городах, расположенных в зонах с умеренным климатом, при переходе от высокой летней температуры к низкой зимней, на домах часто возникают трещины различных размеров и глубины. Впоследствии они приводят к деформации не только коробки сооружения, но и основания. Во избежание этих проблем, здание делится швами на расстоянии, которое определяется используемым материалом, из которого возведено сооружение.
Температурные швы разделяют строение на блоки по всей высоте здания, не задействуя при этом фундамент ниже уровня грунта, поскольку подземные части строения не испытывают температурных колебаний такой степени, как наземные части здания. Размер отсеков зависит от материалов стен и от расчётной температуры местности в холодное время года.
Усадочные швы применяются реже других, в основном при создании монолитно-бетонного каркаса. Они формируются по всей высоте строения, захватывая подземные части фундамента. Так как бетон при затвердевании часто покрывается трещинами, которые впоследствии разрастаются и создают полости, конструкция здания может не выдержать и пострадать. Шов применяется только до момента полного затвердевания фундамента.
Таким образом, бетонный фундамент полностью усаживается, не покрываясь при этом трещинами. Чтобы шов получился полностью герметичным и не пропускал влагу, применяют особые герметики и гидрошпонки. Усадочные швы применяются при различной этажности в разных частях здания и защищают от образования трещин в различных элементах строения.
Температурно-усадочные швы применяются при необходимости совмещения различных видов деформационных швов.
Осадочные деформационные швы – конструкции, применяемые при строительстве и проектировании сооружений разной этажности. Они связаны с неравномерностью грунтов под сооружением и разными нагрузками на разные участки застройки, когда часть постройки с большим количеством этажей оказывает на почву гораздо большее давление, чем часть постройки с меньшей этажностью.
Из-за неравномерного давления почва может проседать, вызывая сильное давление на фундамент и стены. Различные поверхности сооружения покрываются сетью трещин и впоследствии подвергаются разрушению. Для предотвращения деформации элементов конструкции, применяется осадочный деформационный шов, разделяющий не только стены, но и фундамент, тем самым защищая дом от разрушения.
Такой осадочный деформационный шов имеет вертикальную форму и располагается от крыши до основания сооружения, обеспечивая фиксацию всех частей сооружения и защищая дом от разрушений и деформаций разной степени тяжести. По завершении работ, необходимо герметизировать само углубление и его края для полной защиты строения от влаги и пыли. Для этого применяются обычные герметики.
Работа с материалами осуществляется по общим правилам и рекомендациям. Важным условием обустройства шва является его полная заполненность материалом так, чтобы внутри не осталось пустот. На поверхности стен они изготавливаются из шпунта, с толщиной примерно половину кирпича, в нижней части шов делается без шунта. Для того чтобы внутрь здания не попадала влага, на внешней части подвала оборудуется глиняный замок. Таким образом, шов не только защищает от разрушения строения, но и оказывается дополнительным герметиком, защищающим от грунтовых вод.
Такой вид швов обязательно обустраивается в местах соприкосновения различных участков здания, в случаях размещения части строения на почве различной сыпучести, при пристраивании к существующему строению других, даже если они изготовлены из идентичных материалов. Осадочный шов используется также при существенной разнице в высоте отдельных частей строения, превышающей10 метров и в любых других случаях, когда есть основания ожидать неравномерной просадки фундамента.
Сейсмические (антисейсмические) швы – конструкции, которые создаются для укрепления строений в районах с повышенной сейсмической природой: наличие землетрясений, цунами, оползней, извержений вулканов. Сейсмические швы проектируются по определенной схеме, с созданием внутри здания отдельных. не сообщающихся сосудов, которые по периметру будут разделены деформационными швами.
Конструкционные швы рассчитаны только на горизонтальные перемещения конструкции и действуют аналогично швам усадочным. Как правило, оборудуются параллельно с усадочными швами и по такому же типу.
Изоляционные швы оборудуются для защиты стяжки пола от передачи деформационного напряжения вдоль стен, колонн, фундамента под тяжелым оборудованием.
Применение деформационных швов
При колебаниях температур, изготовленные из железобетона конструкции подвергаются деформации. Они могут менять свою форму, размеры и плотность. При усадке бетона конструкция со временем укорачивается и проседает. Поскольку проседание происходит неравномерно, при снижении высоты одной части конструкции, другие начинают смещаться, тем самым разрушая друг друга или образовывая трещины и углубления.
Каждая железобетонная конструкция является целостной неделимой системой, подверженной изменениям при осадке грунта, резких колебаниях температуры, осадочных деформациях между частями конструкции. Постоянные смены давления приводят к образованию на поверхности конструкции различных деффектов – надколов, трещин и вмятин. Чтобы избежать образования дефектов здания, применяется несколько видов разрезов, повышающих прочность сооружения и защищающих его от различных разрушающих факторов.
С целью уменьшения давления между элементами в многоэтажных или протяженных зданиях, необходимо применять осадочные и температурно-усадочные виды швов. Для определения необходимого расстояния между швами на поверхности сооружения, во внимание принимаются уровень гибкости материала колонн и соединений. Единственным случаем, когда нет необходимости устанавливать температурные швы, является наличие катучих опор.
Расстояние между швами часто зависит от разницы между наибольшей и наименьшей температурой окружающей среды. Чем ниже температура, тем дальше друг от друга должны располагаться углубления. Температурно-усадочные швы пронизывают строение от кровли до основания фундамента, в то время, как осадочные изолируют разные части здания. Усадочный шов иногда образовывается путем установки нескольких пар колонн.
Температурно-усадочный шов обычно образуется путем устройства парных колонн на общем фундаменте. Осадочные швы тоже проектируются путем установки нескольких пар опор, которые находятся напротив друг друга. В этом случае, каждая из опорных колонн должна быть оборудована собственным фундаментом и крепежом. Конструкция каждого шва призвана быть четко структурированной, надежно фиксировать элементы строения, быть надежно герметизированной от сточных вод.
Шов должен быть устойчив к перепадам температур, наличию осадков, противостоять деформации от износа, ударов, механических воздействий. Швы обязательно делаются в случае нервностей грунта, неодинаковой высоты стен. Деформационные швы утепляются при помощи минеральной ваты или пенополиэтилена, что обеспечивает защиту помещения от низкой температуры и дополнительную звукоизоляцию.
Внутри помещения каждый швы герметизируются эластичными материалами, а с внешней стороны – герметиками, способными защитить от атмосферных осадков. Такие швы позволяют уменьшить нагрузку на элементы строения в зонах возможного возникновения различных деформаций, которые могут возникнуть в результате различных причин:
Резкие перепады температуры внешней среды;
Сейсмическая активность;
Неравномерное осаждение грунта;
Воздействия, представляющие опасность для стабильности несущих конструкций строений.
Существуют различные способы герметизации деформационных швов: герметики, замазки, гидрошпонки, и прочие виды.
Например, гидрошпонки используются в качестве гидроизоляции деформационных швов в монолитных строениях, фундаментов различных конструкций и т.д.
Гидрошпонка является поливинилхлоридной лентой, которая монтируется в опалубку при монтаже конструкции частями. Гидрошпонка имеет полостную структуру, что позволяет облегчить установку и определяет надёжность стыков в деформационных швах.
В строительстве различных сооружений применяются деформационные швы. Они укрепляют все строение и также служат для компенсации разницы от осадки, от перепадов температур, словом всего, что неизменно сопровождает любое строительство.
Обратимся к определению. Деформационный шов – это вертикальный технологический разрез, который разделяет сооружение, формируя тем самым отдельные блоки. Это придает постройке большую степень упругости, понижает действующие усилия на покрытия и архитектурные конструкции, находящиеся в непосредственной близости. Необходима герметизация, для чего швы заполняются упругим изоляционным материалом.
Технические параметры швов указаны в проектной документации зданий и сооружений.
Деформационный шов уменьшает нагрузку на элементы конструкции в тех местах, где возможна деформация, при сейсмических воздействиях, колебаниях температур и других явлениях, способных вызывать собственные нагрузки, которые снижают несущую способность.
Этап строительства с формированием деформационных швов имеет смысл при проектировании протяженных сооружений, на территориях выраженной сейсмической активности, в местностях, где слабый грунт или высокий уровень осадков.
Главная задача деформационных швов – обеспечение безопасности строения от различных воздействий на здание, разрушения, усадки и непредвиденных искривлений на почве.
В зависимости от специфики технологических решений сооружения, природных, климатических, инженерных и геологических условий строительства наружные стены и остальные конструкции при необходимости рассекаются деформационными швами.
Виды деформационных швов
Исходя из функций, их можно разделить на несколько типов:
Иногда по ряду причин, прежде всего из-за различных мест расположения швов применяют их в комбинации, что прекрасно защищает от многих причин деформации.
Этот метод комбинации швов используется, когда почва под фундаментом склонна к проседанию. Сразу несколько разновидностей швов также применяют при строительстве домов большой протяженности и одновременно высокий, где присутствуют многообразные конструкции и элементы.
Рассмотрим отдельно каждый из типов швов.
Температурные швы
Такие швы делят здание на отдельные части (отсеки) и протяженностью бывают включительно от уровня грунта до кровли. Но фундамент такие швы не затрагивают, он находится ниже уровня грунта, там температурные колебания выражены в меньшей степени и не подвергаются деформации существенно. Применяются только на стенной поверхности.
Температурные швы делают в протяженных стенах для избегания трещин, которые появляются при изменении температуры. Расстояние между ними может колебаться от 20 до 200 метров, находится в зависимости от материала, из которого выполнены стены и района строительства здания. Ширина самого шва может быть от 20 мм (минимальная) и больше, в зависимости от материала стен и расчетной температуры зимнего периода в районе строительства.
Температурные швы необходимы даже в городских сооружениях, расположенных в умеренном климате, так как перепады температур здесь особенно влияют на строения в период смены сезонов. На стенах домов часто можно увидеть трещины различные по размеру и глубине. Это может приводить к деформациям коробки сооружения и основания. Именно для того, чтобы избежать подобных проблем сооружение при строительстве разделяется температурными швами.
Температурные швы можно совмещать со швами осадочными, это делают если необходимо при обязательном использовании разных видов деформационных швов.
Такие швы называют температурно-осадочными.
Осадочные швы
Некоторые части здания могут быть разными по высоте. В таком случае грунт основания под частями здания воспринимает различные нагрузки. Грунт деформируется неравномерно, что может спровоцировать появление трещин в стенах и прочих конструкциях строения. Еще одна причина неравномерного оседания грунта основания — это различный состав и структура самого основания в пределах площади застройки. Поэтому в зданиях большой протяженности, даже когда этажность одинакова, могут наблюдаться осадочные трещины. Что бы этого избежать, а такие деформации опасны, применяют осадочные швы. Такие швы разрезают сооружения при строительстве по всей высоте, в том числе затрагивая фундамент, чем и отличаются от температурных швов.
То есть в домах где, с одной стороны три этажа, а с другой четыре подойдут именно осадочные деформационные швы. Они имеют вертикальную форму, создают фиксацию всех частей здания, тем самым защищая дом от разрушения. После завершения строительных, углубление и его края для защиты от попадания воды и частиц пыли нужно заполнить герметиком. Применяют обычные средства для герметизации, которые можно приобрети в любом строительном магазине.
Важно, чтобы шов был полностью заполнен материалом, внутри не должно оставаться пустот. На поверхности стен шов делают из шпунта, толщина составит около половины кирпича, в нижней же части – без шпунта. Что бы влага не попадала внутрь здания, необходимо оборудовать глиняный замок на внешней части подвала. Так осадочный шов и защищает от разрушения постройку, и дополнительно герметизирует, защищая дом от грунтовых вод.
Такое шов необходимо применять, когда есть вероятность неравномерной просадки фундамента.
Усадочные швы
Такие швы применяются нечасто, например, при возведении монолитно-бетонного каркаса. Так как бетон имеет свойство при затвердевании покрываться трещинами, затем они могут разрастаться и образовывать полости. Когда таких трещин в фундаменте довольно много, конструкция может не выдержать и обрушиться.
Что бы этого избежать применяют усадочный шов, который необходимо делать только до того, как полностью затвердеет фундамент. Шов разрастается до того момента пока бетон не затвердеет. Так фундамент из бетона полностью усаживается и не покрывается трещинами в процессе. Как только бетон окончательно высохнет, разрез необходимо зачеканить полностью. Шов должен быть герметичным, именно поэтому, что бы он не пропускал влагу, используют специальные герметики и гидрошпонки.
Сейсмические швы
Еще эти швы называют антисейсмическими, используют их при строительстве сооружений в районах сейсмической активности, где могут быть цунами, оползни, извержения вулканов. Швы защищают здание от разрушений при различных стихийных бедствиях, в частности от подземных толчков.
Устройство деформационных швов
Температурный шов
Устройство деформационных швов
Устройство деформационных швов выполняют на стадии укладки бетона или же формируют разрез уже затвердевшей (набравшей часть марочной прочности) бетонной плиты. Первый вид формирования шва – монтажный, выполняют в примерной последовательности: Конструкцию (стяжку, плиту) делят на секции, используя эластичные или твердые материалы-прокладки. Демпфирующую закладную деталь из обвернутой рубероидом доски или бруса, пластиковой вагонки, полимерной ленты, стекла, рулонного материала для гидроизоляции или обрезка теплоизоляционной плиты и т.д. закладывают на полную глубину конструкции. После схватывания бетона закладка-демпфер может извлекаться из шва, который далее заполняют теплоизоляционным материалом, уплотнительным жгутом или шнуром типа Вилатерм и герметизируют определенным видом мастики или герметика, но может и оставаться в шве на все время эксплуатации конструкции, согласно виду конструкции и ее назначению. Пример: деформационный шов фундаментной плиты:
Второй метод устройства шва: разрезают частично затвердевшие бетонные плиты не на всю глубину, а только на нормированную. Затем шов зачищают и заделывают – опять же в зависимости от размеров и назначения шва: или специальными эластичными профилями, изоляторами, демпферами, или только полимерным герметиком (мастикой). Есть случаи, когда шов следует оставлять незаполненным.
Конструкция деформационного шва
Шов должен быть идеально прямой. Пересекаться швы должны исключительно под прямыми углами. Но одновременно с этими правилами важно выполнить и еще одно: никогда не делать Т- образный (в плане) стык рассечения, поскольку такая фрагментация создаст дополнительные неравномерные нагрузки в конструкции. Когда треугольные пересечки швов (в плане) неизбежны, поступают следующим образом: «делят» плоскость на равносторонние фигуры, при этом получается больше швов.
Ширину швов делают в зависимости от толщины стяжки бетона или плиты, но минимум ширины шва равен 6 мм. Глубина сечения шва должна составлять от половины высоты плиты до четверти. Карта (внутренняя площадь в границах таких разрезов-швов) может не делиться на фрагменты в случаях, когда:
Еще несколько нормативных правил:
Плита пола, опоясывающая стойки, колонны небольшие фундаментные опоры и др. должна быть разрезана строго по квадратам, причем все углы этих квадратов должны быть расположены напротив плоскостей опор. Другими словами, следует повернуть площадку, ограниченную разрезами относительно опоры (колонны и т.д.) таким образом, чтобы угол поворота был 45 град.
Профиль деформационный
Рассеченные стяжки и основания должны сохранять конструкционную целостность. Для этого их укрепляют специальными элементами – деформационными металлическими профилями и/или уплотнителями. Профили могут помещаться в разрезы, или накладываться на сверху.
Компенсационный шов
Компенсационные швы бетонных конструкций и оснований (фундамента, стены, кровли и всех без исключения конструкций) выполняются целенаправленно и выглядят как разделение конструкций. Цель этой фрагментации – ослабить внутренние и внешние напряжения в бетонном монолите. Минимизировать воздействие внутренних напряжений необходимо, так как они ведут к неконтролируемым деформациям, а в тяжелых случаях и к полному разрушению бетонного монолита на всю его глубину. Деформации – причина низких характеристик построек, недолгой эксплуатации и многочисленных проблем с разнообразными трещинами, перекошенными оконными коробками и незакрывающимися дверями, и так далее.
Бетонное основание – долговечное, надежное и прочное, и пока еще бетону альтернативы нет. Есть новые технологии, присадки и наполнители – но все это лишь развитие и рост бетона, имеющего свои «корни» в глубокой древности. Одно из качеств бетона как искусственного микропористого камня – это некоторая капризность сформированных объемов конструкций, а также поверхностных реакций бетонных массивов в эксплуатации. Внутри бетонного монолита всегда действуют силы, порожденные разными причинами, и эти силы дают нагрузки как на саму бетонную конструкцию, так и на ее внутреннюю структуру. Эти нагрузки неконтролируемы, и их последствия – растрескивание монолита. Так и случается, если проектировщик и строитель не принял меры – то есть не компенсировал монолит разрезами. Пример – компенсационные швы в бетонной отмостке вокруг дома, о необходимости которых знает любой частный строитель. Отмостка обязательно отделяется пристеночным швом, который заполняют рулонным гидроизоляционным материалом на битуме или герметизируют водостойким безусадочным герметиком.
Делят отмостки на небольшие участки – всего по 200-250 см, поскольку работают эти простые конструкции в тяжелейших условиях – вода, перепады температур, сезоны жара-мороз и т.д. все швы отмосток делают под прямыми углами к примыкающим стенам, строго по перпендикуляру и на всю глубину заливаемой бетонной смеси. В шов закладывают просмоленную (антисептированную, промазанную битумом и обвернутую рубероидом – в самом простом варианте) деревянную доску толщиной 25-30 мм.
Доска на ребро будет выполнять функцию несъемной опалубки бетонного сектора отмостки, поэтому по верху доску выравнивают с основной съемной опалубкой заподлицо. Вместо доски сегодня можно взять специальную виниловую прокладку для швов, ее толщина различна, но для отмостки нужна толщина ленты до 1,5 см. Бетонируют отмостку только после устройства компенсационных швов.
Компенсационные разрезы, или швы – это своего рода демпферы бетонных монолитов. Пример: компенсационный деформационный шов в фундаменте, усиленный деформационными профилями:
Швы в бетоне могут быть не только подвижными, но и условно-неподвижными – это рабочие (холодные) швы бетонирования, вызванные как форс-мажором, так и заранее предусмотренными технологическими перерывами в укладке бетона. Как уже было сказано выше, технологические и холодные швы в бетоне деформационными ни в коем случае не являются, так же, как и усадочные швы (не путать с осадочными). Пример: деформационный шов плиты монолитного перекрытия, заполненный эластичными элементами:
Компенсационные швы делают не только в бетоне. Прорезать бывает необходимо и напольное покрытие, и основание пола по контуру дверных проемов, а также на участках перепадов высот (ступеньках) в плитах и стяжках. Такой шов, точно так же как шов под паркетными досками, оставляют незаполненным в помещении. На улице все швы обязательно герметизируют.
Осадочный шов
Осадочный шов тоже относится к деформационным швам и делается в целях разгрузки конструкции. Разницу между осадочным и температурным деформационным швом можно видеть (упрощенно) на рисунке:
Осадочный шов фундамента точно так же разрезает массив на две “независимые” части.
Деформационные швы, работающие в сложных условиях, могут быть усилены специальными элементами: арматурными стержнями, металлическими закладными пластинами и др.
Все компенсационные швы – необходимый элемент бетонной постройки: каркасов, массивов, элементов и узлов сборных конструкций, плоских плит и стяжек. Правильный шов – это гарант беспроблемной и долгой эксплуатации дома и любого сооружения. Для того, чтобы внутренние отделки и декоры сохраняли эластичность и не подвергались деформациям, точно так же необходимы компенсационные швы.