Деформационный шов: типы и устройство

Любые конструкции и строения подвергаются деформации по разным причинам: оседание здания после строительства в процессе эксплуатации, температурные и сейсмические воздействия, неоднородность грунтов в основании конструкций. Несомненно, при проектировании и строительстве необходимо учитывать все эти факторы и сделать объект максимально безопасным для людей, а также минимизировать возможность повреждений и риск частого ремонта. Поскольку в современном мире все чаще строят большие и массивные сооружения как жилые, так и торговые, промышленные, невозможно обойтись без применения деформационных швов во всех конструктивных элементах строений.

Определение, назначение деформационных швов

С целью уменьшения напряжения в конструкциях из-за деформации и усадки элементов зданий, мостов, дорог и других сооружений в них устраивают деформационные швы. Это элементы, разделяющие все строение на отдельные блоки, что позволяет им свободно двигаться в определенных направлениях. Данное явление значительно снижает риск разрушения конструкций в местах возможной деформации. Участки, разделенные подобными швами, оседают равномерно внутри своего объема, не мешая целостности соседних блоков.

Виды деформационных швов

Существует множество классификаций деформационных швов.

Типы деформационных швов по характеру нагрузки, из-за которой возникает деформация:

1. Осадочные. Данные деформации возникают из-за неравномерного уплотнения грунтов под разными частями здания. Это может происходить по нескольким причинам. Во-первых, на изменения влияет неравномерное распределение веса. В современной архитектуре часто строят дома с разной этажностью, с многими конструктивными особенностями в частях здания. Во-вторых, причиной может служить разнородность грунтов под отдельными частями сооружения или дома. Однородный грунт под всем основанием считается идеальным случаем, который встречается крайне редко. При значительной разнице величин осадки отдельных элементов могут возникать вертикальные деформации в виде изломов, сдвигов, трещин, смещений. Деформационные швы осадочного типа рассчитывают для каждого случая отдельно и устраивают вертикально по всей высоте здания от фундамента. Они призваны компенсировать разницу между осадкой отдельных конструктивных блоков.
2. Усадочные. Такие деформации вызваны уменьшением объема конструкций и элементов. Этому явлению подвержены все бетонные монолитные части и каменная кладка: при застывании и твердении смесь теряет влагу. Данный аспект также рассчитывается, и конструкцию делят на определенные части для избегания трещин, надломов и пр.
3. Температурные. Особенно важно учитывать данный тип деформации в местности со сменой климата: лето-зима. В разное время года конструкции наружных частей подвергаются воздействиям температур, что сказывается на их объеме. Особенно в зимний период, когда стена с внутренней стороны помещения и с улицы имеет существенную разницу температур. При том, что внутренняя часть ее имеет постоянную температуру, а наружная подвергается большим изменениям, внутри конструкции может возникать внутреннее напряжение, способное достичь предела и привести к необратимым последствиям. Для решения данной проблемы устраивают температурные швы. Часто они совпадают с усадочными. В отличии от осадочных, температурные швы необходимы только в наземной части зданий, поскольку фундамент не испытывает больших колебаний температур, если рассчитан и устроен верно.
4. Сейсмические нагрузки возникают в районах с частыми землетрясениями и колебаниями почвы. В этих случаях здания особым образом делят на отдельные самостоятельные блоки, разделяемые специальными сейсмическими деформационными швами, имеющими особое строение, что позволяет сохранить целостность конструкций при сейсмической активности.

Помимо этого, деформационные швы в зданиях классифицируют по типу конструкции, в которой они устроены. Выделяют швы, находящиеся:

• в стенах;
• в фундаментах;
• в бетонных полах;
• в монолитных плитах.

Деформационный шов в каждом элементе имеет отдельное строение. Таким образом учитываются особенности изменений форм и нагрузок для каждого участка и направления. К этой классификации дополнительно можно отнести деформационный шов между зданиями. Например, в городском пространстве часто можно встретить сопряженные между собой жилые дома и магазины. Они, как правило, имеют разные архитектурные особенности, объемы и размеры, материалы строительства, но их объединяет одна общая стена. Чтобы эти объекты не влияли на изменения друг друга, между ними также устраивают компенсирующие швы.

Проектирование: основные нюансы

При проектировании строений учитывают все возможные нагрузки, которые будут воздействовать на конструктивные элементы, и в зависимости от этого распределяют деформационные швы таким образом, чтобы они компенсировали все разрушающие эффекты, направленные на каждый элемент.

Устройство деформационных швов разнообразно. Их производят на строительной площадке из специальных материалов или набирающих популярность готовых металлических профилей. Конструкция деформационного шва из металла включает в себя специальный прокат и (при необходимости) вставки из различных материалов, подобранных в зависимости от места применения. Для каждого элемента здания направляющие имеют различное строение и готовятся из несхожих материалов, поскольку выполняют они разные функции.

На стадии проектирования рассчитывают не только места расположения компенсирующих разрезов, их частоту, размер и состав. Часто для отдельных мест определяют отличный от других деформационный шов. Узел, отображающий принцип примыкания конструкций, должен быть прорисован и расписан подробно, чтобы на строительной площадке не возникло трудностей с его сборкой. В каждом случае состав и вид шва могут быть индивидуальны, поскольку разные части конструкций испытывают определенные нагрузки, не всегда одинаковые. Такие ситуации могут возникнуть в местах сопряжений блоков разной этажности, назначения, веса и т.д.

Компенсационный шов в разных элементах здания

Для всех конструкций устройство компенсирующих зазоров индивидуально, они имеют собственное техническое решение, состав, размеры и особенности. Каждому материалу и конструкции соответствует свой деформационный шов. СНиП 2.03.04-84 приводит пример расчетов для наиболее распространенных железобетонных конструкций в различных условиях, СНиП 2.01.09-91 рассказывает о расчетах в просадочных грунтах и подрабатываемых территориях.

Швы в фундаментах: назначение

Фундамент – одна из самых сложных и ответственных в возведении частей любого строения. От его целостности зависят безопасное функционирование и надежность сооружения. Поэтому в его конструкции все должно быть продумано до мелочей – от правильного конструктивного решения до верно устроенных деформационных швов. Фундамент испытывает сразу несколько видов разрушающих нагрузок: от усадки и сезонного движения грунта; неравномерного оседания разных частей здания. Наружный периметр может быть подвержен температурным перепадам (в редких случаях, чаще говорится о верхней части стены фундамента, переходящей в цоколь). Деформационный шов в фундаментах должен компенсировать все поступающие воздействия и придавать ему упругости и подвижности. Кроме того, он должен иметь качественную внешнюю гидроизоляцию, которая предотвратит проникновение влаги в тело шва для избегания разрушения самого его основания.

Особенности устройства

Деформационный шов в фундаментах устраивают по всей высоте его стены от подошвы основания. Расстояние между швами определяется расчетом и зависит от величины влияющих нагрузок, типа грунтов, материала для стен, функционального назначения помещений и т.д. Для кирпичных строений шаг составляет от 15 до 30 м, для деревянных – до 70 м. Кроме этого, на границах частей здания, имеющих разное техническое назначение, также должны присутствовать компенсирующие разрывы, поскольку там возникает наибольшее напряжение.

Деформационный шов в плите фундамента представляет собой зазор, разделяющий ее на отдельные блоки. Его заполняют паклей, пропитанной смолой.

Одной из составляющих фундамента является отмостка. Она также нуждается в компенсирующих разрывах, ведь при неровном ее оседании и движении грунтов данный элемент может попросту надломиться, что повлечет за собой намокание стен основания. Отмостка перестанет выполнять свою защитную функцию. Швы устраиваются с шагом до 2 метров, в них укладывают деревянные рейки и сверху заливают горячим битумом или другим полимером, обеспечивающим надежную гидроизоляцию.

Место стыка отмостки и фундаментной стены обязательно имеет подвижный шов. Обычно его роль играет гидроизоляционная отделка наружной стены основания.

Деформационные швы в стене

Вертикальные конструкции подвержены воздействию сразу нескольких деформационных нагрузок. На них влияют осадка в процессе эксплуатации, температурные воздействия (сезонные и с одновременным перепадом температур наружной и внутренней части в холодное время), нагрузка от верхнего покрытия, снеговые массы. Потому, рассчитывая деформационный шов в стене при проектировании, важно учесть все воздействия и устроить разделения, которые не дадут конструкции разрушиться.

В современном строительстве используют самые разнообразные материалы и методы для возведения стен, которые бывают:

• сборными блочными и кирпичными;
• монолитными бетонными/железобетонными;
• сборными панельными;
• комбинированными.

Во всех из них возникают разрушающие воздействия, причем чем прочнее и тверже материал, тем большие деформационные нагрузки возникают в конструкции. Деление стены на блоки с помощью компенсационных швов позволяет отдельным частям деформироваться в определенных интервалах без угрозы разрушения всего элемента, внутри которого не возникает опасное напряжение.

Проектирование и устройство деформационных швов в вертикальных конструкциях

Для внутренних и наружных стен шаг разрывов рассчитывается по-разному, делается это на стадии проектирования. Высоту стен разделяют на отсеки по всей высоте, устраивая между ними деформационные швы. Расстояние между ними для несущих стен после расчетов - от 20 м, для внутренних перегородок – до 30 м. Расположение деформационных швов в местах максимальных напряжений позволяет снимать эти самые напряжения. Как говорилось ранее, температурные и усадочные швы возникают в надземной части дома и в основном совпадают, располагаются в местах наибольшей концентрации перепадов температур – у углов наружных стен. Деформационные швы, компенсирующие осадочные воздействия, устраиваются по всей высоте стены до основания фундамента и равномерно распределяются по длине здания.

Важным нюансом проектирования швов в стенах является их заполнение и оформление, поскольку находятся они на видимых частях любого строения, особенно, если не подразумевается дополнительная облицовка.

Температурные деформационные швы устраивают в горизонтальной плоскости стены. В процессе возведения в кладке размещают шпунт, который обкладывают толем в 2 слоя и забивают паклей. Закрывают шов глиняным замком. Данные материалы не реагируют на перепады температур, тем самым компенсируют деформацию стены. При ручной кладке заделка получается незаметной и не требует дополнительной облицовки.

В современном строительстве все чаще применяют профили для деформационных швов. Достоинством применения их является особая конструкция, армирующая зазор в стене. Это предотвращает появление трещин в области деформационного шва в процессе воздействия разрушающих нагрузок. Кроме этого, в теле профиля имеются вставки из гидрофобных материалов, что предотвращает попадание влаги в стеновой материал и дальнейшее его разрушение. Оформление наружной части деформационного шва выполнено таким образом, что он отлично вписывается в любой фасад. Большой ассортимент предлагаемых профилей позволяет подобрать к любому зданию наиболее подходящий дизайн.

Швы в горизонтальных плитах

При устройстве монолитных плит перекрытий обязательно должны быть выполнены деформационные швы, поскольку бетон является жестким неэластичным материалом и подвержен разрушению в результате воздействия различных нагрузок и одновременного оседания всего объема здания. С помощью расчетов определяют ширину одного блока перекрытия, и по такому параметру производят заливку межэтажных элементов. Заполнение швов выполняют с использованием гидроизолирующих материалов и заделок.

Швы в бетонных полах

Полы постоянно принимают нагрузку от предметов интерьера, оборудования, а их покрытия все время подвергаются износу. В одном помещении могут быть устроены полы из разных материалов, которые в процессе эксплуатации непохоже реагируют на поступающую нагрузку, влажность и другие воздействия. Такие участки тоже нуждаются в разделении, как и монолитный бетонный пол.

По назначению деформационные швы в бетонных полах разделяют на 3 основных типа.

1. Изоляционный шов имеет круглую или квадратную форму, отделяет пол от стен, колонн и других внутренних вертикальных конструкций, от их воздействия во избежание деформации напольного покрытия. При его устройстве весь периметр прокладывают полимерной изоляцией и внутри образовавшегося контура производят заливку бетонного пола.
2. Усадочный шов предназначен для предотвращения растрескивания бетона во время застывания и эксплуатации. Его устраивают двумя способами: при помощи формующих швы реек, которые вставляют в материал до потери им пластичности; нарезкой и устройством после окончательной обработки поверхности.
3. Конструкционный шов выполняют на границах смен заливки участков полов. Он имеет сложный вид соединения "шип-паз" и позволяет бетону двигаться в горизонтальной плоскости и не допускает изменения соседних участков.

Деформационные швы в полах представляют собой зазоры, разделяющие поверхность на несколько блоков или участков. В подавляющем большинстве для устройства компенсационных швов применяют различные профильные конструкции.

Основные виды профилей для устройства швов в полах выделяют следующие.

1. Встроенные – системы из алюминия, встраиваемые в плоскость напольного покрытия. Применяются в сухих промышленных помещениях с высокой проходимостью, подвергающихся регулярным воздействиям тяжелого оборудования, машин и спецтехники. Профиль может быть усилен резиновой вставкой, может иметь декоративную накладку из нержавеющей стали.
2. Накладные. Данные системы устанавливают на стыке разных покрытий. Они представляют собой накладку на шов. Такие профили также выдерживают интенсивные нагрузки от техники и большого количества людей. При повышенной загруженности профиль может быть усилен полимерными вставками.
3. Водонепроницаемые системы профилей предназначены не только для компенсации деформационных нагрузок, но и для защиты напольного разреза от попадания влаги и воды в помещениях с малой гидроизоляцией или на открытых площадках, парковках, складах и т.д. Такие профили выполнены из нержавеющей стали, имеют в своей конструкции специальные прокладки из ПВХ или резины.
4. Разделительные системы представляют собой профили из мягкого или жесткого ПВХ. Их устраивают в качестве температурных и компенсирующих швов в монолитных полах различного назначения. ПВХ-профили герметизируют и защищают напольные стыки, они стойки к воздействию температур, кислот и моющих средств, что делает их применение универсальным. Деформационные швы в бетонных полах иногда заполняют полимерными мастиками. ПВХ-системы наиболее функциональны и долговечны, поэтому следует отдать им предпочтение.

Технология устройства разделительных швов в полах

Бетонные полы заливают не за один раз всю площадь, а частями, в несколько этапов. Разделительные швы необходимо устраивать в местах стыков разных участков заливки, поскольку бетон может иметь отличающиеся свойства. Зачастую перед заливными работами периметр участка ограничивают изолирующими материалами, которые впоследствии будут служить в качестве заделки образовавшихся стыков. Если площадь заливки большая, то швы можно нарезать уже в готовых полах. Размер зазоров и расстояние между ними рассчитывают, исходя из размера коэффициента линейного расширения бетона. Средняя ширина шва 12-20 мм, расстояние между разрезами – 1,5 м. Глубина достигает 2-3 см. Разделение производят с помощью специального оборудования. Нарезанные по готовому полу швы заполняют специальными уплотнителями и герметизируют их износостойкими полимерами или встраивают в них специализированные профили.

Швы на стыках зданий

Нередко к существующим зданиям пристраивают дополнительные: в виду экономии места в пределах города или удобства пользования в частном порядке. Пристрои могут иметь различное назначение: торговые площади, офисные помещения, бани, гаражи, хозяйственные постройки. Почти всегда осадка основного и дополнительного строений происходит по-разному. Чтобы избежать связанных с этим явлением неприятностей, нужно устраивать деформационный шов между зданиями.

Зазоры между зданиями компенсируют все виды воздействий: осадочные, усадочные, температурные, сейсмические. Поскольку основное и пристраиваемое здания имеют одну общую стену, в ней организовывают компенсационный шов, объединяющий функцию защиты от всех поступающих нагрузок.

Также прокладка между стенами нужна при неоднородности материала: например, первоначальное строение каменное, а дополнительное – деревянное. В этом случае шов может быть выполнен из гидроизоляционного материала без дополнительных конструкций.

Если фундамент под пристрой не был рассчитан сразу, а возводится дополнительно, обязательно нужно отделить его от основного с помощью шва, ведь его конструкция может отличаться. В этом случае будет происходить усадка и осадка самого основания и опираемого строения.

Компенсационный шов устраивают по всей высоте примыкающего здания.