54. Диагностика оснований и фундаментов.

При обследовании оснований — грунтов, залегающих под фундаментами и воспринимающих от них нагрузку, необходимо обратить внимание на характеристики грунтов. Нужно изучить проектно-изыскательские материалы, акты на скрытые работы при проведении фундаментов, выявить характер грунтов, степень их пучинистости или просадочности, глубину промерзания, уровень грунтовых вод. Для этого отрывают шурфы и берут пробы грунта для лабораторных исследований.

Различают грунты: нормальные, пучинистые и просадочные. При нормальных грунтах равномерная и небольшая осадка не вызывает деформации зданий. Опасными для здания являются пучинистые грунты (глинистые и пылеватые грунты), которые при увлажнении и промерзании увеличикаются в объеме на 10 %, Под воздействием сил кристаллизации льда находящейся в грунте воды, они передают нормальные силы снизу вверх на подошву фундамента и касательные силы при смерзании пучинистых грунтов с поверхностями фундаментов и стен подвала.

Если есть защита грунтов от избыточного увлажнения и промерзания (отмостки, теплозащитные подушки) и масса вышележащих конструкций превышает силы пучения, то разрушения фундаментов и стен здания не происходит. Промерзание грунта также опасно при последующем оттаивании грунтов и неравномерной осадке фундаментов

Причиной деформаций зданий могут быть повреждения инженерных коммуникаций, из которых агрессивные воды попадают в грунты. Плохое качество гидроизоляции также вызывает коррозию стен фундаментов.

При высоком уровне грунтовых вод и отсутствии дренажа конструкции фундаментов и стены подвала находятся в воде, зачастую агрессивной, что вызывает их разрушение. В водном бассейне находится и грунт основания, возможна фильтрация и перемещение грунта из-под фундаментов. Разработка вблизи зданий котлованов изменяет влажностный режим грунтов и уровень грунтовых вод. Это вызывает деформацию грунтов и, как следствие, трещины в фундаментах и стенах здания.

Фундаменты разрушаются при действии агрессивных грунтовых вод, насыщенных щелочными, сульфатными и другими химическими веществами. При этом отслаивается защитный слой бетона и коррозирует арматура.

Динамические нагрузки от технологического и подъемно-транспортного оборудования также вызывают колебания и разрушения фундаментов.

Под воздействием блуждающих токов происходит электрохимическая коррозия арматуры в бетоне. В одном из электролитных цехов предприятия цветной металлургии через 5 лет эксплуатации оказались в аварийном состоянии: подземные конструкции, стены и колонны подвалов, фундаменты. В них полностью разрушился защитный слой бетона, прокорродировала арматура, износ достиг своего предела, за которым следует авария.

Воздействие смазочных материалов (масел) на фундамент снижает его прочность за счет интенсивного ослабления сцепления арматуры с бетоном.

Причиной разрушения фундаментов могут быть: нарушение режима работы технологического оборудования, неучтенные при проектировании сочетании нагрузок и, особенно, влияние динамических нагрузок.

Под безотказностью работы системы «основание—фундамент» понимают способность сохранять работоспособность (все элементы системы прочны, надежны, устойчивы и долговечны) в определенных условиях эксплуатации. Полная или частичная утрата надежности системы называется отказом. Различают признаки отказов оснований и фундаментов:

— явные — вызывают полное обрушение здания или отдельных его конструкций, недопустимые крены, провалы и обвалы, выход из строя оборудования;

— неявные — осадки, просадки, подъемы, трещины в фундаментах и стенах, искривления и деформации элементов, отслоение и коррозия арматуры, нарушение вертикальности стыков и сопряжений элементов. Неявные признаки являются сигналом для принятия необходимых мер, иначе последуют явные признаки.

Существует несколько видов дефектов фундаментов:

1) расслоение кладки фундамента вследствие недостаточной перевязки швов каменной кладки и недостаточной прочности;

2) разрушение фундамента от воздействия агрессивной среды в грунте и применения нестойких к агрессии материалов;

3) разрыв фундамента по высоте вследствие морозного пучения грунта и неправильного конструирования (малой прочности материала фундамента и швов);

4) трещины в плите фундамента от недостаточных размеров или увеличения нагрузки на фундамент, а также увлажнения основания;

5) просадка фундамента при слабых грунтах (просадочных, плывунах) иди недостаточном уплотнении грунта, малой глубине заложения фундамента и изменения уровня грунтовых вод.

Характерные повреждения оснований фундаментов и грунтов, снижение их несущей способности вызваны ошибками при изысканиях и проектировании, недостаточным уходом в процессе строительства и подто¬пления основания грунтовыми, атмосферными и технологическим водами, а также срезки грунта вдоль здания или отрывке ям вблизи котлована.