Детальное освидетельствование оснований и фундаментов (лекция № 7)

1.

ДЕТАЛЬНОЕ
ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЕ
ОСНОВАНИЙ И
ФУНДАМЕНТОВ
Лекция №7

2.

ОПЕРАЦИИ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ
Цель обследования
Выполняемые работы
Выявление причин деформаций и нарушений фундаментов, Исследование характера и причин деформации
стен подвалов и здания
Детальное обследование оснований и фундаментов
Лабораторный анализ грунтов, материала фундаментов и
свойств грунтовых вод
Поверочный расчет оснований и фундаментов
Выявление причин появления воды и сырости в подвале
здания и на первом этаже
Исследование грунтов участка бурением
Разработка контрольных шурфов
Проверка наличия и состояния гидроизоляции
Наблюдение за уровнем и направлением движения
грунтовых вод
Капитальный ремонт без изменения нагрузок в здании
Капитальный ремонт с изменением нагрузок (надстройка,
смена перекрытий и т.д.)
Разработка контрольных шурфов
Исследование грунтов участка бурением
Детальное обследование оснований и фундаментов
Лабораторные анализы грунтов, материалов фундамента и
грунтовых вод
Поверочные расчеты оснований и фундаментов

3.

УСТАНОВЛЕНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
• Установление причин возникновения дефектов оснований и фундаментов начинается с выявления
конструктивной схемы фундамента и схемы его загрузки. Одновременно определяют материал
(бетон, железобетон, бутобетон, кирпичная или бутовая кладка) и способ возведения фундамента
(монолитный, сборный). Затем проводят визуальное исследование поврежденных участков:
выявляются наличие и направление развития трещин, ширину и глубину их развития, наличие
расслоений разрушений поверхности фундаментов и т.д.
• Внешний вид и характер трещин в фундаментах и стенах здания позволяют достаточно точно выяснить
природу их возникновения. К наиболее распространенным дефектам относятся:
• 1. Прогиб здания, возникающий, если под средней частью фундамента по сравнению с крайними
грунт более слабый. В этом случае стена работает на изгиб как балка на двух опорах. Наибольшие
растягивающие усилия возникают в нижней части стены, что определяет характер трещин:
наибольшая ширина их раскрытия в нижней части стены. По высоте здания наблюдается уменьшение
ширины раскрытия трещин и участка стены, где они выявляются. Как правило, трещины "угасают" к
подоконникам первого (реже второго) этажа;
• 2. Выгиб здания, наблюдаемый, если более прочный участок расположен в центральной части стены.
Здесь стена работает как двухконсольная балка на изгиб. Наибольшие растягивающие усилия
возникают в верхней части здания над краем ослабленного или более прочного участка. Характер
трещин на участке стены, имеющей выгиб, представляется в виде треугольника с вершиной в нижней
части.

4.

УСТАНОВЛЕНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
• Наибольшая ширина раскрытия трещин и их количество наблюдаются в верхней
части здания, у нижней части стены характеристики трещин уменьшаются.
Следует иметь в виду, что выгиб стены здания значительно опаснее прогиба, так
как при последнем здание не теряет общей связи и не разламывается.
• Для зданий старой застройки выгиб может быть вызван перегрузкой продольных
стен наиболее тяжелыми торцевыми (часто глухими) или устройством арочных
проездов у торцов здания.
• В результате сложной совместной работы разнонагруженного фундамента и
неоднородного грунта прогиб и выгиб здания могут происходить одновременно. В
этом случае может возникнуть крен здания, т.е. поворот относительно
горизонтальной оси (что особенно опасно для узких зданий повышенной
этажности) или кручение - неодинаковый крен по длине сооружения
(развивающийся в двух сечениях в разные стороны).
• 3. Вертикальные, как правило, сквозные, трещины с приблизительно одинаковой
шириной раскрытия по высоте здания, которые появляются в тех случаях, когда
разница между прочностью ослабленного и нормального участков основания
весьма значительна, или при сильно отличающейся нагрузке в различных частях
здания трещины возникают от неучтенной работы стены на срез.
• В некоторых случаях при резких неравномерных осадках на коротком участке,
может наблюдаться перекос здания

5.

УСТАНОВЛЕНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
• 4. Изгиб стены в вертикальной и горизонтальной плоскостях, происходящий при наличии
рядом со зданием пустот (котлованов глубиной, большей чем глубина заложения
фундамента, и т.п.). Это определяет характер трещин - развитие их происходит со
стороны стены, противоположной сдвигу. Наибольшая ширина раскрытия трещин
наблюдается в нижней части стены. Аналогичные дефекты бывают при возведении рядом с
обследуемым зданием нового, имеющего большую глубину заложения фундамента.
• 5. Трещин в местах сопряжения лестничных маршей и внутренних стен и, одновременно,
уклон ступеней - результат неравномерной осадки фундаментов, имеющих одинаковые
размеры и различную нагрузку;
• 6. Трещины в простенках слева и справа от больших проемов (парадные двери, витрины,
въезды во двор и т.п.) в зданиях старой застройки, образующиеся из-за нарушения
обратных арок в фундаменте (из-за износа, неисправности инженерных сетей и т.п.). Их
появление объясняется тем, что в зданиях старой застройки часто сооружались
фундаменты несимметричной формы, с проемами, перекрытыми обратными арками и
забитыми грунтом. При их повреждении происходит отпор грунта, вызывающий указанные
дефекты;
• 7. Расслоение материала фундамента из-за его перегрузки, вызванной либо износом,
либо ошибками в конструировании и монтаже;
• 8. Разрушение фундамента с поверхности - результат действия агрессивной среды и
нестойкого материала конструкции либо нарушения защитных слоев или гидроизоляции;
• 9. Разрыв фундамента по высоте в результате морозного пучения при малой нагрузке
здания на фундамент

6.

УСТАНОВЛЕНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
• Рассмотренные дефекты фундаментов зависят от условий
эксплуатации здания таких, как гидрогеологический режим, схема
загрузки основания и т.п. Выявление условий эксплуатации имеет одно
из решающих значений для принятия решений о дальнейшей
эксплуатации фундаментов и здания в целом

7.

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ДЕФЕКТЫ КОНСТРУКЦИЙ
• К типичным условиям эксплуатации, вызывающим дефекты конструкции,
относятся:
• 1. Неравномерность удельного давления на грунты под подошвой
фундаментов. Выявить неравномерность давления можно путем анализа
конструктивной схемы фундамента и схемы его загрузки, а также жесткости
коробки здания при деформации;
• 2. Неоднородность и разнопрочность грунтов основания или неоднородность
сжимаемости (наличие пустот, жестких включений и т.п.), которые
определяются специальными исследованиями грунтов;
• 3.Изменение геологической обстановки вблизи фундамента здания, в
частности, строительство нового дома (вызывает обычно просадку), снос
старого здания, разработка выработок (подработок) или открытых котлованов и
траншей;
• 4. Наличие вибраций таких, например, как забивка свай вблизи здания и
неблагоприятный гидрогеологический режим, выражающийся в постоянном
замачивании грунта основания из-за неисправностей в отмостке или из-за ее
контруклона, нарушения герметичности инженерных коммуникаций,
неработоспособности дренажа (вода, проникающая в грунт основания,
нарушает его плотность и, соответственно, несущую способность), приводят к
уменьшению расчетного сопротивления грунта

8.

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ДЕФЕКТЫ КОНСТРУКЦИЙ
• Неблагоприятный гидрогеологический режим эксплуатации основания для
некоторых видов глинистых грунтов может вызвать набухания и усадочные
деформации грунта (так называемое морозное пучение);
• 5. Подъем культурного слоя почвы вокруг здания выше спланированной
поверхности грунта;
• 6. Уплотнение деревянного основания под каменным зданием в результате
гниения древесины в зданиях старой застройки;
• 7. Ползучесть грунтов, в результате чего обычно наблюдается сдвиг
подпорных стен, стен подвалов и т.п., вызванный боковым давлением.
Ползучесть прогрессирует обычно весной, когда паводки вокруг
фундамента при недостаточно уплотненных грунтах насыщаются водой;
• 8. Осадки разуплотнения и выпирания грунта основания. Первый вид
деформаций возникает в том случае, когда масса сооружения меньше
массы вынутого под-под фундамента грунта, второй вид - связан с
развитием пластических деформаций грунта.

9.

ПОРЯДОК ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
• Для количественной оценки основных параметров конструкции (прочность,
устойчивость, несущие способности и т.п.) проводится анализ конструкции и
основания путем вскрытия и взятия проб, а также анализ динамики развития
дефектов.
• Если выявлена тенденция к неравномерным осадкам здания, определяют
основные характеристики деформации нивелировкой или
фотограмметрическим методом.
• Обследование проводится нивелиром III класса точности через каждые 3 - 6м.
Расстояние от нивелира до рейки должно составлять 4 - 30 м. Отметки выставляют и
наносят на схему относительно наивысшей точки. Все точки помечают краской и к
одной из них делают привязку для возможности повторного нивелирования.
Помимо статического определения деформаций в процессе эксплуатации
необходимо следить за динамикой развития деформаций во времени в течение 5
- 10 лет.
На основании сравнения фактических и нормативных параметров осадки
здания дают техническое заключение о возможных последствиях деформации и
определяют ремонтные мероприятия.
Кроме определения геометрических параметров деформаций здания
обязательному обследованию подлежат имеющие трещины фундаменты и
цокольные части здания

10.

ПОРЯДОК ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
• Инженерно-геологическое обследование грунтов проводят посредством
бурения скважин на участке. В результате обследования устанавливают
последовательность грунтовых пластов, выклинивание пластов и
распространение их на участке. При бурении выявляют уровень грунтовых
вод, водовмещающие породы и определяют водоупоры, направление
потока грунтовых вод, а также характеристики геологических слоев.
Бурение проводят механическими или ручными буровыми
установками. Диаметр скважин 89 - 127 мм. Число шурфов определяют в
каждом конкретном случае в зависимости от площади застройки,
конфигурации
Контрольные шурфы закладывают для определения конструктивного
решения фундамента, его размеров, материала конструкции, уровня
заложения, наличия изоляции

11.

ПОРЯДОК ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
• В результате обследования устанавливают дефекты в теле фундамента,
оценивают марку камня, раствора и состояние арматуры в железобетонных
фундаментах. Кроме того, отбирают пробы грунта и материала
фундаментов, устанавливают наличие и состояние гидроизоляции.
Как и при исследовании участка бурением, число закладываемых
контрольных шурфов определяется особенностями обследуемого здания.
• В общем случае в каждой секции здания у каждого вида конструкции
отрывают по одному шурфу в наиболее нагруженном и ненагруженном
местах.
После разработки контрольных шурфов приступают к исследованию
геометрических параметров и физико-механических свойств фундамента,
а также устанавливают наличие гидроизоляции, ее вид, материалы и
состояние

12.

ПОРЯДОК ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
• Оценка физико-механических свойств фундаментов заключается в
определении их однородности, плотности, массивности и прочности.
Конструкцию фундамента устанавливают путем контрольного зондирования
материала шлямбуром или электродрелью диаметром 8 - 16 мм.
Зондирование проводится выборочно. При этом особое внимание
необходимо обращать на облегченные и смешанные участки фундамента.
Прочность материала фундамента определяют склерометрическими
методами. Сплошное обследование фундаментов и стен подвалов
осуществляют ультразвуковым методом. В свайных фундаментах
дополнительно определяют размеры и число свай на 1 м2

13.

ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
• После определения схемы, конструктивного решения, состояния основания
и фундамента в случае необходимости осуществляют проверочный расчет,
цель которого - определить жесткостные характеристики и обобщающие
усилия, уточненить усилия в элементах, проверить на прочность и
деформацию отдельные конструкции.
Результаты комплексного обследования оснований и фундаментов
сводятся в акт, к которому прилагаются чертежи и фотографии
фундаментов с указанием и характеристикой деформаций, мест взятия
проб, результаты экспертизы свойств материалов фундаментов и грунтов.