Обследование фундаментов и оснований зданий: описание процедуры, особенности и рекомендации

Как проводится обследование фундаментов и оснований зданий и сооружений

Обследование фундаментов и оснований зданий и сооружений тут включает в себя: сбор исходных данных и их анализ, выезд на объект, лабораторный этап и подготовку технического отчета с выводами и рекомендациями.

Сбор исходных данных и их анализ

Сбор исходных данных и их анализ – подготовительный этап, во время которого эксперты:

• рассматривают проект и исполнительную документацию объекта исследования;
• изучают материалы по изысканиям, которые уже проводились — инженерно-геологическим и гидрогеологическим;
• просматривают отчёты, которые касаются геофизических, сейсмологических исследований;
• изучают техническую диагностику со сведениями о деформациях здания или сооружения;
• анализируют информацию, которая связана с инженерными коммуникациями, планировкой объектов, результатами предыдущих исследований фундамента и грунта.

Выезд на объект

Выезд на объект – полевой этап, который включает в себя: визуальное обследование территории, обследование фундаментов, обследование грунтов основания.

Проводится визуальный осмотр для определения состояния сооружения и мест с повреждениями. На этом этапе выявляют очевидные внешние дефекты; измеряется ширина, длина, глубина основания; производятся расчеты, выявляющие отклонения его формы от оптимальных параметров; составляются дефектные ведомости.

Если в процессе осмотра эксперты обнаружат повреждения, которые образуются из-за сдвига грунта, понадобится обследование оснований и фундаментов. Задача на этом этапе – определить необходимость и целесообразность вскрытия шурфов.

Обследование фундаментов

Для обследования фундаментов выполняют шурфирование. Шурф – траншея, которую выкапывают вплотную к бетонной заливке несущего основания. С помощью шурфов возможно провести осмотр конструкции, скрытой под землей, при котором проверяют:

• состояние фундамента;
• наличие дефектов и деформаций;
• уровень грунтовых вод;
• требования, предъявляемые к фундаментам;
• прочность конструкций, наличие арматуры и ее расположение;
• наличие гидроизоляции.

После осмотра делают вывод о техническом состоянии несущего основания.

Число и размер шурфов определяются размерами и конфигурацией объекта, грунтовыми условиями и целями обследования. В открытых шурфах определяется тип несущего основания, форма, геометрические размеры и глубина заложения.

Шурф глубиной до подошвы фундамента

Поиск арматуры в железобетоне неразрушающим методом

• Bosch D-tect 150 SV определяет места установки арматурных стержней;
• ИПА-МГ4 используют для измерения толщины защитного слоя бетона и определения расположения оси арматуры в железобетонных изделиях и конструкциях.

Последний из перечисленных приборов определяет диаметр арматуры по известной толщине защитного слоя бетона.

Поиск арматуры неразрушающим методом с помощью прибора Bosch D-tect 150 SV

Поиск арматуры неразрушающим методом с помощью прибора ИПА-МГ4

Несмотря на преимущества неразрушающего контроля, эксперты делают хотя бы одно вскрытие железобетона, при котором смотрят, подвержена ли арматура коррозии и происходит ли карбонизация бетона.

Определение прочности бетона фундаментов

Выбор метода и способов оценки прочности бетона зависит от цели, с которой выполняется исследование. Показатель определяется неразрушающим и разрушающим методом.

Разрушающий метод – отбор проб из бетона путём высверливания керна. Полученные образцы разрушают с помощью пресса в лаборатории.

Среди неразрушающих методов выделяют прямой и косвенный. При первом производят местные разрушения конструкции без повреждения в целом. Он заключается в отрыве, отрыве со скалыванием и скалывании ребра.

При косвенном методе проводится уточнение класса бетона без внедрения приборов в тело конструкции. Подробное описание методов можно прочесть в отдельной статье блога.

Подготовка технического отчета с выводами и рекомендациями

Подготовка технического отчета с выводами и рекомендациями – камеральный этап, который включает обобщение результатов после обследований и выводы о техническом состоянии. При необходимости даются рекомендации по ремонту и усилению фундаментов.

Техническое заключение включает в себя:

• описание последовательности и методов обследования;
• результаты анализа исходных данных, визуального осмотра конструкции и территории, инструментального контроля и лабораторных испытаний проб грунта;
• поверочные расчеты;
• чертежи конструкций с описанием дефектов, деформаций и повреждений конструкции.

Особенности обследования оснований

Поскольку визуальное обследование фундаментов не позволяет получить полную картину состояния конструкции, практически всегда выполняется инструментальный анализ. Сложность его выполнения заключается в том, что основания сооружений и зданий располагаются ниже уровня земли. Чтобы добраться до них, осуществляется откопка шурфов, и только после этого делается максимально тщательный анализ. Как визуальный, так и с применением соответствующих инструментов и методов.

Шурфы для обследования фундаментов — это раскопы вглубь основания, в процессе которых выполняется выемка грунта с целью обеспечения доступа до проблемных (в том числе, предположительно) участков конструкции. Как правило, шурфы раскапываются до самой подошвы основания. В первую очередь, это делается в тех местах, где имеются визуально видимые дефекты фундамента.

Нередко бывает так, что наиболее серьёзные дефекты удаётся выявить только после раскопки нескольких шурфов. Это требует определённых затрат времени и средств, однако, только такой подход позволяет наиболее точно выявить требующие устранения дефекты и причины их появления. При этом получается увидеть повреждения фундамента даже там, где наличие дефектов не предполагалось вовсе.

Отдельно следует рассмотреть особенности обследования оснований зданий и сооружений разных типов. В зависимости от технологии изготовления фундамента и его конфигурации вносятся соответствующие правки в план проведения экспертизы, определяется набор наиболее подходящих методик, целей, инструментов и лабораторных анализов.

Особенности обследования ленточных фундаментов

Несмотря на то, что по технологии строительства ленточный фундамент является одним из самых простых, его обследование — наоборот, сложное и трудоёмкое. В первую очередь из-за того, что раскопка шурфов осуществляется не только снаружи здания, но и внутри. Соответственно, обследование ленточного фундамента связано с большим объёмом земляных работ, а также усложняется отсутствием прямого доступа к внутренним сторонам конструкции. При глубоком залегании подошвы основания инструментальное исследование может осложняться подходом грунтовых вод, без предварительной откачки которых провести полноценный анализ не получится.

Особенности обследования свайных фундаментов

Свайные фундаменты используются в основном для строительства зданий на проблемных участках. Чтобы обойти некоторые из этих проблем, в том числе, применяются сваи большой длины. Это даёт возможность добраться до более прочных слоёв грунта и обеспечить надлежащую несущую способность. Соответственно, при обследовании свайных фундаментов требуется добраться до основания свай, чтобы оценить их состояние или причину возникновения дефектов — локальной просадки, перекоса, крена и так далее.

Особенности обследования опорно-столбчатых фундаментов

Экспертиза опорно-столбчатых оснований проводится почти по тем же правилам, что и в случае с ленточными фундаментами. Выемка шурфов осуществляется, в первую очередь, в наиболее нагруженных местах, а также там, где предварительное визуальное обследование показало наличие дефектов. После обследования состояния грунта основания поверхность опор высушивается и берутся пробы бетона для лабораторного анализа. Также может выполняться ультразвуковое сканирование.

Проведение обследования зданий и сооружений

Обследование зданий и сооружений проходит в несколько этапов:

1. Подготовка. Специалисты изучают всю имеющуюся документацию на здание или сооружение: проект, поэтажные планы, технический паспорт, результаты прошлых обследований, прочую документацию. Задачей специалистов является сбор максимально полной информации о конструкции объекта, условиях его эксплуатации, и о возможных изъянах. На основании полученных данных, эксперт и заказчик определяют техническое задание на выполнение работ.
2. Предварительное (визуальное) обследование. На данном этапе специалисты осматривают объект, проверяют наличие визуально заметных дефектов. При этом проводят сплошное визуальное обследование конструкций здания/сооружения, инженерного оборудования, электрических сетей и средств связи (в зависимости от типа обследования технического состояния), и выявляют дефекты и повреждения по внешним признакам, с необходимыми измерениями и их фиксацией.
3. Детальное (инструментальное) обследование. На данном этапе применяется специальная техника, аппаратура, с помощью которой измеряют показатели прочности, толщину и прочие параметры материалов, при необходимости также осуществляют лабораторные и геодезические исследования.
4. Результаты обследования. После проведения процедуры технического обследования зданий и сооружений компания-исполнитель передает заказчику документы, форма которых определена ГОСТ 31937-2011. Основной частью результатов исследования является заключение. Оно должно содержать индивидуальные сведения об объекте, его основные характеристики, свойства и степень пригодности к эксплуатации, называемую категорией технического состояния данного объекта, которая зависит от того, насколько снижена несущая способность исследуемого объекта и его эксплуатационные параметры.

Существует 4 категории технического состояния объекта:

1. Нормативное техническое состояние;
2. Работоспособное состояние;
3. Ограниченно работоспособное состояние;
4. Аварийное состояние.

Нормативное техническое и работоспособное состояние позволяют эксплуатировать здание без ограничений и проведения дополнительных работ.

Ограниченно работоспособное состояние объекта обязывает ее владельца принять меры по устранению выявленных недостатков, на основании технического задания на усиление конструкций, составленное экспертом. Заключение технического обследования в полном объеме дает информацию для проектных работ по ремонту или реконструкции, в том случае, если объект в них нуждается.

При аварийном состоянии объекта эксплуатация здания запрещена. При выявлении существенных изъянов конструкции, которые могут привести к обрушению здания, оценщик обязан сразу сообщить о данном факте владельцу недвижимости, а также в органы исполнительной власти и строительного надзора.

Определение дефектов, вызванных ошибками при реконструкции зданий и сооружений

При проектировании реконструкции здания или сооружения нередко принимают ошибочные решения из-за неправильной оценки несущей способности грунтов основания под эксплуатируемым зданием или сооружением, состояние конструкций фундаментов и надземных частей здания. Поэтому до проектирования реконструкции здания необходимо выполнить инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания в таком же объёме, как и при проектировании нового строительства. Кроме того, должно производиться обследование всех конструкций реконструируемого здания. Необходим прогноз поведения всех конструкций после возведения новых и в случае увеличения временных нагрузок.

Только выполнение всех этих работ, глубокий анализ полученных результатов позволит разработать решения, обеспечивающие надёжность здания после его реконструкции.

При проектировании и производстве работ по реконструкции здания должны разрабатываться и соблюдаться все необходимые меры по сохранению или минимальному нарушению состояния основания реконструируемого здания.

Если новый фундамент заглубляется ниже подошвы существующего, то необходимо устройство шпунтового ограждения. Открытый водоотлив из нового котлована, как правило, приводит к вымыванию частиц грунтадиз-по подошвы существующего фундамента и большим неравномерным осадкам последнего. В этом случае неминуемо появление трещин в конструкциях существующего здания.

Даже если вместо открытого водоотлива из котлована применяется водопонижение с помощью иглофильтров, из-за большой кривизны депрессивной кривой поверхности подземных вод следует ожидать неравномерные осадки фундаментов существующего здания (рис. 1).

Если при реконструкции здания в зимний период подвальные помещения оказываются с открытыми проёмами в наружных стенах, то может произойти промораживание грунтов ниже подошвы фундаментов. При наличии в основании пучинистых грунтов это вызовет деформацию фундаментов и надземных конструкций здания или сооружения.

Рис. 1. Схема деформации здания вследствие понижения уровня грунтовых вод: 1 — иглофильтры; 2 — уровень подземных вод до водопонижения; 3 — то же после водопонижения; 4 — котлован для нового здания; 5 — уровень подошвы фундамента существующего здания после осадки грунтового основания

При реконструкции часто устраивают новые входы в подвалы. При этом забывают, что подошва существующих фундаментов оказывается заглублённой на небольшую глубину относительно пола у нового входа, и грунты под подошвой старого фундамента могут быть проморожены в зимнее время. При наличии пучинистых грунтов это неминуемо приведёт к деформации фундамента и конструкций, опирающихся на него (рис. 2).

Рис. 2. Схема промерзания грунтов у входа в подвал: 1 — вход в подвал; 2 — подошва фундамента; 3 — граница промерзания грунтов

В зданиях старой постройки надо быть очень осторожным при решении вопроса о возможности углубления пола подвала.

Если нижняя часть фундамента выполнена из валунов в распор со стенами траншеи, то при обнажении этих участков в процессе углубления пола подвала происходит вывал валунов и разрушения фундаментов.

При углублении фундаментов меняется и расчётная схема работы фундаментов. В них увеличивается изгибающий момент от бокового давления грунта.

Если конструкция тела фундамента позволяет углублять пол подвала, то глубина подвала должна определяться расчётом, но в любом случае подошва фундамента не может приближаться к отметке пола подвала менее, чем на 0,5 м.

При строительстве дренажа недалеко от существующих зданий можно ожидать дополнительные неравномерные осадки их фундаментов в связи с уплотнением грунтов в основании при уменьшении их влажности. Очень опасно понижение уровня подземных вод рядом со старыми зданиями, стоящими на деревянных сваях или лежнях. Если уровень подземных вод опустится ниже головок свай или лежней, то они сгниют и здание получит большие неравномерные деформации.

Характерными ошибками при реконструкции являются:

• отсутствие данных инженерно-геологических изысканий как при строительстве, так и при реконструкции;
• недостаточно подробный анализ технического состояния фундаментов, несущих и ограждающих конструкций;
• отсутствие данных о прочностных и деформационных характеристиках материалов несущих и ограждающих конструкций;
• отсутствие данных об изменении расчётных схем несущих конструкций о нагрузках и воздействиях при последующей эксплуатации;
• отсутствие проектов по усилению несущих конструкций, повышению жёсткости здания;
• отсутствие контроля за качественным выполнением проектных решений.