Техническое обследование оснований и фундаментов зданий

Техническое обследование оснований  и фундаментов  зданий. 

Основание и  фундаменты являются одними из самых  важных элементов вновь возводимых и эксплуатируемых зданий. В силу своих конструктивных особенностей эти элементы строительных объектов чувствительны к воздействию  подземных вод, вибрационных нагрузок и подвижек грунтов. Техническое  обследование оснований и фундаментов  проводит специализированная экспертная независимая компания. В начале обследования проводят:

• анализ результатов, полученных в ходе визуального исследования конструкций здания, находящихся над поверхностью земли;
• изучение проектно-технической документации на предмет получения сведений о типе фундаментов, глубине их заложения, размерах в плоскости и по высоте, постоянных и временных нагрузок, на которые рассчитаны эти конструкции зданий и сооружений;
• анализ предоставленных заказчиком инженерно-геологических результатов изысканий, выполненных непосредственно перед строительством зданий и сооружений (или в последние годы эксплуатации);
• исследование результатов инженерных мероприятий, проводивших в непосредственной близости от строительной площадки;

Перед проведением  технического обследования конструкций  фундаментов и оснований зданий и сооружений необходимо составить  предварительный план действий. Разработкой  данного документа занимается экспертная компания в сотрудничестве с заказчиком. Дело в том, что заказчик может  решить провести тщательное исследование в силу большей осведомленности  о состоянии здания, чем сторонняя  организация.  
Инженерно-техническая компания «Геобюро» на этапе составления плана мероприятий особое внимание уделяет просьбам заказчика. В затруднительных случаях, наши специалисты всегда помогут советом и дадут рекомендацию о принятии более рационального решения. Перечень работ, вошедших в план мероприятий, согласуется обеими сторонами и утверждается в соответствии с действующей нормативно-правовой документацией. 
Перед началом технического обследования фундаментов и оснований в установленном нормативными требованиями порядке от территориальных контролирующих органов должно быть получено разрешение (ордеры) на прокладку шурфов, зондирование и бурение скважин. Одновременно с этим в местах исторической застройки вышеперечисленные работы стоит производить после согласования с органами охраны исторических достопримечательностей. 
К основным особенностям технического обследования оснований и фундаментов относится затрудненный или невозможный доступ к ним из-за наличия рядом строительных конструкций, ограничение в перечне применяемого технологического оборудования. Наша инженерно-техническая компания имеет на вооружении ручные буровые станки, которые в значительной степени упрощают процесс бурения. С их помощью возможно бурение в подвальных помещениях и в сложнодоступных местах. 
В тех случаях, когда бурение проводится в районах исторической застройки, следует выяснить о местонахождении существовавших ранее и существующих ныне подвалов, подземных сооружений, фундаментов снесенных зданий и сооружений, тоннелей, колодцев, инженерных коммуникационных сетей, буровых скважин, подземных выработок и прочего.  
Состав, методы и объемы обследования грунтов, фундаментов и оснований существующего здания намечается в зависимости от целей предстоящего строительства или реконструкции, разновидности подземного сооружения, глубины его заложения и типа здания.  
Нормами допускается не проводить техническое обследование грунтов, фундаментов и оснований зданий и сооружений, которые имеют геотехническую категорию 1 или 2. У них не должно быть видимых разрушений и деформаций, у руководства должен быть полный комплект архивных документов, а величины дополнительно приложенных нагрузок на фундаменты от реконструкции или нового строительства не должны превышать допустимые нормативные значения. 

Техническое обследование грунтов и оснований в общем случае должно включать в себя следующие виды работ:

• Проходка шурфов в непосредственной близости от места расположения фундаментов;
• Бурение скважин с последующим отбором образцов грунта. Данное мероприятие призвано также обнаружить уровень залегания подземных вод;
• Геологическое зондирование грунтов;
• Испытание грунтов пессиометрами и штампами (так называются статические нагрузки);
• Техническое обследование грунтов геофизическими методами;
• Лабораторные исследования химического состава подземных вод, физико-механических свойств грунтов;
• Камеральный этап обработки материалов, на котором собранные нашими исследователями данные обрабатываются с использованием современных компьютерных программ, что дает существенный выигрыш во времени в сравнении с обычными способами;
• Составление экспертного заключения о проведении технического обследования конструкций оснований и фундаментов зданий и сооружений. В данном отчете обязательно указывается текущее состояние грунтов и геологической обстановки в непосредственной близости от реконструируемого или строящегося объекта;

Ремонт  и усиление фундамента 

Практика показала, что проектирование усиления фундаментов  почти всегда намного сложнее  проектирования новых конструкций. Это объясняется тем, что в  каждом случае приходится считаться  с условиями эксплуатации объекта, со стесненными условиями работы, с разнообразием проявления деформации зданий и сооружений и др. само выполнение работ по ремонту и усилению фундаментов - всегда крайне трудоемкий, тяжелый  и ответственный процесс.

Наиболее часто  приходится увеличивать площадь  подошвы фундаментов, подводить  конструктивные элементы под существующие фундаменты, повышать их жесткость, передавать часть нагрузки на дополнительные фундаменты или полностью заменять фундаменты, когда необходимо предотвратить  развитие аварийных деформаций зданий и сооружений.

После доставки комплектов усиления производится монтаж плит-обойм с последующей стяжкой  их анкерными болтами до обеспечения  в них проектного натяжения.

Вертикальные  стыки между плитами-обоймами после  сварки выпусков рабочей арматуры между  ними замоноличиваются бетоном.

Усиление существующего  фундамента выполняется путем устройства рубашек и набетонок (наращиванием). В обоих случаях старая конструкция  соединяется с новой конструкцией. Качество этого соединения обеспечивает надежность последующей работы фундамента под нагрузкой.

Рубашка при  усилении фундамента представляет собой  сплошное обетонирование фундамента со всех сторон, за исключением нижней части, осуществляемое с дополнительным армированием и позволяющее увеличить  размеры фундамента. Перед устройством  рубашки выполняется бетонная подготовка под нее. Набетонка устраивается при одностороннем усилении фундамента.

Прочность сцепления  нового бетона со старым зависит от тщательности проведения мероприятий  по подготовке конструкции к усилению.

Усиление ленточного фундамента выносными буронабивными  сваями выполняется в такой последовательности.

Сначала согласно проекту производится устройство скважин  и буронабивных свай вдоль существующего  ленточного фундамента, а затем эти  сваи соединяются между собой  с помощью ростверка. Одновременно выполняются ремонтно-восстановительные  работы существующего фундамента с  устройством в нем штраб и  сквозных отверстий под балки.

После установок  балок в этих отверстиях между  ростверками и балками устанавливаются  домкраты и подставки и с их помощью производится передача нагрузки от существующего фундамента на свайный  фундамент, а затем осуществляется замоноличивание балок с ростверками  и бетонирование участков, занятых  домкратами, после удаления последних.

Таким же методом  производится усиление столбчатых фундаментов  неглубокого заложения.

Весьма эффективным  для усиления фундаментов является применение корневидных свай, называемых также буро-инъекционными, что позволяет  производить работы без разработки котлованов, обнажения фундаментов  и нарушения структуры грунта в основании.

Сущность способа  усиления корневидными сваями заключается  в устройстве под зданием своего рода подпорок - жестких корней в  грунте, которое переносят большую  часть нагрузки на более плотные  слои грунта.

При усилении корневидными сваями может предусматриваться  создание единой конструкции и безростверковом  варианте. Корневидные сваи могут  быть вертикальными или наклонными. Скважины для корневидных свай бурят  с помощью установок вращательного  бурения, которые позволяют пробуривать  скважины через расположенные выше стены и фундаменты. Диаметр буров 80…250 мм. При бурении для обеспечения  устойчивости стенок скважин используются обсадные трубы, воды, глинистая суспензия  или сжатый воздух.

По сравнению  с другими типами корневидные  сваи обладают повышенным сопротивлением трению вдоль боковой поверхности, что обеспечивается путем частичной  цементации грунта, находящегося в  контакте со сваей. Благодаря прохождению  сквозь существующие конструкции корневидные  сваи оказываются связанными с сооружением, поэтому не требуется их дополнительное соединение с существующими фундаментами.

После бурения  в скважину устанавливают арматурные каркасы, состоящие из отдельных  секций, стыкуемых с помощью сварки. Длина секций обычно не превышает 3 м и лимитируется высотой помещения, в котором производится работы. Фиксаторы, устанавливаемые в каркасе, предупреждают  отклонение от оси скважины. После  установки или одновременно с  ней скважину инъекционную трубу  диаметром 25…30 мм, через которую  нагнетают цементно-песчаный раствор, обжимающий стенки скважины и образующий небольшие местные выступы. Усиление оснований и фундаментов буро-инъекционными  сваями применяются очень часто  для сохранения архитектурно-исторических памятников.

В зарубежной практике ремонта и усиления фундаментов  корневидные сваи применяются также  при необходимости устройства глубоких выемок в непосредственной близости от существующих зданий. Сооружаемая "решетчатая" подпорная стенка удерживает от обрушения  откос вместе с фундаментом. В  отдельных случаях корневидные  сваи органически связаны с существующим зданием как единое целое.

При усилении или  ремонте (реконструкции) фундаментов, проводимых в непосредственной близости от фундаментов существующих зданий и сооружений на стесненной площадки и в сложных грунтовых условиях, целесообразно применять способ "стена в грунте".

При устройстве глубоких выемок и подвалов в непосредственной близости от фундамента усиление производится глубокими стенами или прямоугольными столбами, возводимыми между выемкой  и фундаментом. Для обеспечения  устойчивости фундамента производится расчет защемления стены в грунте с учетом нагрузок от фундамента и  грунта, находящегося за стеной. Если расчетное  защемление выполнить затруднительно, то повышение устойчивости стен достигается  устройством анкерных креплений, располагаемых  между фундаментами.

Несущая способность  столбчатых фундаментов можно увеличить  возведением у фундамента глубоких стен или столбов прямоугольного сечения, опираемых на прочное основание. Стены или столбы могут иметь  в плане двух- и четырехстороннее расположение. В некоторых случаях  рационально устройство стен в виде замкнутого короба. Возведенные стены  или столбы объединяются с усиливаемым  фундаментом железобетонной обоймой.

Для одновременного увеличения устойчивости основания  и усиления фундамента могут быть устроены параллельные стены в виде глубоких лент, располагаемых с обеих  сторон фундаментов. С целью повышения  жесткости стены могут соединяться  стенами-перемычками, устраиваемыми  на меньшую глубину, чем основные параллельные стены. При таком решении  устойчивость основания увеличивается, так как оно заключено в  жесткую обойму.

В сложных условиях строительства и реконструкции  при усилении могут применяться  комбинации способа "стена в грунте" с устройством набивных и корневидных  свай, часто с различными методами химического закрепления (усиления) грунта.

При производстве ремонтов фундаментов иногда возникает  необходимость их замены, так как  другие методы усиления или не обеспечивают требуемой несущей способности  фундаментов, или же их выполнение по каким-либо причинам затруднено. К таким  случаям относятся:

значительное  увеличение нагрузок на фундаменты (предстоящая  надстройка здания, недопустимая и  угрожающая устойчивости здания осадка фундаментов вследствие уменьшения несущей способности основания  из-за резкого повышения или понижения  уровня грунтовых вод);

прокладка ниже подошвы заложения фундаментов  существующего здания в непосредственной близости от него подземных коммуникаций типа коллектора и т. д.

Весь процесс  замены фундаментов разделяется  на два этапа.

Первый (подготовительный) этап включает осуществление мероприятий, обеспечивающих устойчивость здания в  процессе выполнения работ второго  этапа.

Второй этап производства работ по замене фундаментов  включает устройство котлованов и траншей, разработку старого и устройство нового фундамента, а также ряд  сопутствующих работ, выполняемых  в большинстве случаев в стесненных условиях. Перекладка производится обычно отдельными участками длиной 1,5…2 м. Перекладку очередного участка выполняют  не ранее чем через 7 суток после  окончания работ на предыдущих смежных  участках. В первую очередь выполняют  работы по перекладке наиболее слабых участков фундаментов. Технологический  процесс перекладки состоит из заводки  разгрузочных балок, вскрытия и разработки отдельных мест фундамента и устройством  новой кладки.

Для укладки  разгрузочных балок в кирпичной  стене отбойными молотками пробивают  горизонтальные борозды высотой  и глубиной соответственно сечению  заводимой балки плюс 2…3 см с  зачисткой поверхности. Борозды  располагают под тычковым рядом  кладки 2…3 ряда кирпича выше обреза фундамента.