Усиление и ремонт оснований и фундаментов

УСИЛЕНИЕ И РЕМОНТ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Причины, вызывающие необходимость усиления оснований и фундаментов

Долговечность жилых зданий, их соответствие назначению во многом определяются состоянием оснований и фундаментов. Система основание - фундамент является наиболее сложной в моделировании и предвидении ее функционирования в процессе возведения и особенно эксплуатации зданий и сооружений. Эта система в эксплуатационных условиях постоянно испытывает одновременное, зачастую трудно учитываемое воздействие многих факторов, из которых наиболее значительными являются изменения свойств основания, природные явления и воздействия, связанные с деятельностью человека.

Нарушения нормальной работы оснований и фундаментов встречаются довольно часто, и хотя обычно не происходит полного разрушения зданий и сооружений, но наблюдаются разного рода деформации, перекосы, трещины, которые без устранения причин их появления и невыполнения в срок ремонтных работ могут привести к самым серьезным последствиям, вплоть до аварий.

Основными причинами деформации фундаментов и оснований, вызывающими необходимость их усиления и реконструкции, являются:

увеличение нагрузок на фундаменты - вызывается необходимостью установки нового оборудования (как правило, более мощного и с большим весом), надстройкой существующих жилых зданий и их сооружений при реконструкции, капитальном ремонте и т. д. Зачастую бывает сложно отобрать монолиты из-под фундамента или испытать грунт на месте. Следует иметь в виду, что, по опытным данным, расчетное сопротивление грунтов, уплотненных действием нагрузки от существующего здания, можно увеличить до 40% при удовлетворительном состоянии самого здания. При этом осадки не должны превосходить 30…40% предельных значений;

недостаточная прочность материала фундаментов - может быть обусловлена неудовлетворительным качеством строительно-монтажных работ (дефекты бетонирования, замораживание), действием агрессивных грунтовых вод, особенно при наличии блуждающих токов;

ухудшение условий устойчивости оснований и увеличение их деформативности вследствие изменения уровня грунтовых вод, замачивания основания атмосферными и производственными водами, пучение грунтов при промерзании и т. д.;

развитие недопустимых деформаций вследствие строительства или реконструкции новых жилых зданий или сооружений рядом с существующими, ошибок проектировщиков, некачественной оценки инженерно-геологических условий строительной площадки и др.

Расчет и проектирование фундаментов в настоящее время происходит на достаточно высоком научно-техническом уровне, и ошибки практически исключены. Однако недостатки при разработке чертежей все же имеются, что нередко происходит из-за нечеткого выполненных инженерно-геологических изысканий, неполного учета эксплуатационных факторов, недостаточной оценки влияния расположенных вблизи зданий и подземных коммуникаций и несоблюдения правил проектирования в особых условиях строительства. Иногда инженерно-геологические изыскания для проектирования фундаментов проводятся значительно раньше начала строительства, а к моменту разворота работ условия на площадке по каким-либо причинам изменяются. В некоторых случаях при инженерно-геологических изысканиях на строительной площадке выполняется недостаточное число геологических выработок, что при наличии разнородности грунтов приводит к неточности исходных предпосылок. Все еще имеются случаи неточности при определении физико-механических и прочностных характеристик грунтов и при принятии расчетных схем фундаментов.

При строительстве новых зданий рядом с существующими фундаментами, что особенно характерно для больших городов, повышаются нагрузки на их основания. Если фундаменты были рассчитаны лишь на нагрузку на опирающегося на них сооружения. То дополнительная нагрузка может вызвать осадку фундаментов, превышающих допустимые. В таких случаях необходимо осуществлять мероприятия по повышению несущей способности фундаментов или укреплению грунтов, на которые они опираются.

Необходимость усиления фундаментов и оснований может возникнуть также вследствие передачи дополнительной нагрузки при реконструкции здания или оборудования, механического воздействия на фундаменты, нарушения правил эксплуатации оборудования и коммуникаций. При расположении здания или сооружения на склоне в случае проявления оползневых подвижек фундаменты могут испытывать воздействие сползающего грунта. В таком случае требуется не только усилить фундамент, но и принять меры к укреплению самого склона.

В зависимости от указанных и ряда других причин необходимо выполнить соответствующий объем работ по усилению оснований и фундаментов, осуществляемых различными способами. Выбор которых диктуется конкретными условиями: состоянием основания, характером повреждения фундамента и его элементов, имеющимися материально-техническими ресурсами и т. д.

Этапы обследования оснований и фундаментов

Для жилых зданий и сооружений, находящихся в аварийном состоянии, очень важным является выяснить причины, вызывающие их разрушение. С этой целью производится обследование, которое рекомендуется проводить в такой последовательности:

сбор сведений по истории строительства и эксплуатации жилого здания, изучение технической документации. Это позволяет составить представление об условиях строительства, эксплуатации жилого здания, нагрузках, определить дальнейший объем исследований;

обследование окружающей местности, надземной конструкции жилого здания, системы отвода поверхностных вод, состояние соседних зданий и сооружений. Сначала производится внешний осмотр, затем выполняют необходимые замеры, отбирают образцы для анализа прочности конструкции;

обследование фундаментов - изучение плана фундаментов, формы и глубины заложения, ранее выполненные подводки и усиления. Устанавливают вид, качество и прочность кладки фундаментов, наличие пустот, трещин. При наличии трещин производится наблюдение с помощью маяков или другими способами.

Механическое определение прочности материала фундаментов и кладку стен подвала (технического подполья) производят путем простукивания зубилом, ломом или шлямбуром. При этом выявляется однородность, плотность, массивность кладки, ориентировочная прочность камня, кирпича или бетона. Более предпочтительным являются неразрушающие методы определения прочностных характеристик тел фундаментов. Наибольшее распространение получил акустический метод, основой которого является время прохождения акустического сигнала между датчиком и приемником в испытуемом материале. Применение этого метода позволяет определить марку бетона, обнаружить скрытые дефекты (трещины, раковины и т. д.) в материалах, определить качество заполнения бетонной массой каналов в строительных конструкциях.

обследование оснований фундаментов, позволяющее детально изучить грунтовые напластования, состояние грунтов. Работу производят из шурфов, глубина которых не должна превышать глубину заложения фундаментов более чем на 0,5 м. Отбирают монолиты для лабораторных исследований, в случае необходимости производят опытные работы в условиях залегания грунтов.

По результатам обследования составляется заключение, на основе которого разрабатывается проект усиления фундаментов и их основания.

Защита оснований и фундаментов от поверхностных и грунтовых вод

Водонасыщение или обводнение грунтов существенно снижает их физико-механические и прочностные характеристики, а иногда приводит к суффозии, или вымыванию грунта из-под фундаментов. Особенно опасно обводнение площадок, сложенных просадочными грунтами. Кроме того, под воздействием растворенных в воде химически агрессивных веществ наблюдается резкое ускорение коррозии бетона фундаментов.

При решении вопросов защиты оснований от воздействия влаги осуществляют мероприятия, которые условно можно разбить на три группы, каждая из которых проводится с определенной целью.

Первая группа имеет целью полностью прекратить доступ воды на территорию строительной площадки или на застроенную территорию. В этом случае устраивают нагорные канавы и кюветы, водо-перехватывающие и отводящие лотки, дренажные траншеи или засыпки с отводящими дренажными трубами, противофильтрационные завесы и т. д. Сюда же относятся мероприятия по отводу поверхностных вод, осуществляемому путем вертикальной планировки и устройства ливневой канализации.