3.3 Основания, фундаменты и подземные конструкции зданий

3.3.1 Основные понятия функционирования системы «основание-фундамент-наземные конструкции»

Надёжность функционирования зданий обеспечивается совместной работой системы. Повреждения зданий возникают вследствие нарушения работы элементов данной системы. Поведение грунтов (оснований) под нагрузкой сопровождается сложными процессами, которые во многом отличаются от поведения конструкционных материалов. В связи с этим необходимо обратить внимание на тот факт, что прочность грунтов в сотни раз меньше, а деформируемость в тысячи раз больше конструкционных материалов зданий. Поэтому инженеру-сервейеру необходимо правильно оценить прочностные и деформационные характеристики грунтов. На основании этих характеристик разрабатываются рациональные конструктивные решения передачи нагрузок на основание, принимаются сложные инженерные решения, связанные с реконструкцией (надстройкой, пристройкой и с освоением подземного пространства). В ряде случаев, для решения этих задач, возникает необходимость искусственного изменения (улучшения) свойств грунтов основания. Как известно здания существуют не сами по себе, а в комплексе городской или промышленной застройкой. Здания строятся в условиях плотной городской застройки (вблизи или в примыкании друг к другу), оказывают взаимное влияние на основание. Уплотнение городской застройки, интенсивное освоение подземного пространства в городах и крупных мегаполисах, оказывают негативное воздействие на грунтовый массив, что естественно сказывается на сохранности зданий и сооружений, расположенных в непосредственной близости.

3.3.2 Обследование оснований и фундаментов

Одной из основных причин деформаций здания (сооружений) и его конструкций является отказ оснований и повреждение фундаментов.

Средством контроля за развитием деформаций, являются наблюдения за осадкой фундаментов

Методы обследования, состав и объёмы работ назначают в зависимости от целей, типа здания (сооружений), глубины заложения фундаментов, степени изученности грунтовых условий, геотехнической категории сложности и условий строительной площадки. Инженерные изыскания определяются специальной программой, которая должна включать следующие основные разделы:

– изучение материалов инженерно-геологических исследований, по объекту, на участках расположенных в непосредственной близости;

– изучение планировки и благоустройства участка, гидрогеологических изменений на обследуемом участке (подъём, опускание уровня грунтовых вод).

– изучение материалов, относящихся к заложению и состоянию искусственных свайных оснований и фундаментов, исследуемых зданий;

– техногенных процессов, происходящих в грунтовом массиве;

– полевые и лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и подземных вод;

– анализ и обработка результатов;

– технический отчёт, заключение.

В общем виде, обследование грунтов, включает выполнение следующего комплекса работ:

– проходку шурфов и скважин, в непосредственной близости от фундаментов, с отбором проб грунта и определением уровня подземных вод;

– полевые исследования грунтов, с использованием способов или в комбинации (статическое зондирование, прессиометрические, геофизические и штамповые испытание и др.):

– лабораторные исследования грунтов и грунтовой воды.

При обследовании фундаментов необходимо:

– определить тип фундаментов их форму в плане, размер, глубину заложения, выявить выполненные ранее усиления:

– исследовать прочность конструкции фундаментов неразрушающими методами, с установлением мест повреждений;

– отобрать пробы материала фундамента (в случае необходимости) для лабораторных испытаний;

– установить состояние гидроизоляции.

Количество шурфов и разведочных выработок (скважин) при обследовании оснований и фундаментов зависит от типа здания, его состояния и устанавливаться заданием и программой инженерно-геологических изысканий. Размеры и глубина заложения шурфов назначается исходя из глубины заложения подошвы фундаментов. Глубина шурфов, расположенных около фундаментов, не должна превышать глубины заложения подошвы больше чем на 0,5 м.

Для исследования грунтов ниже подошвы фундаментов бурят скважину со дна шурфа, глубина которой назначается исходя из глубины активной зоны и свойств ниже залегающих грунтов. Отбор, упаковка и хранение отобранных образцов грунта осуществляется в соответствии с ГОСТ 12071-84. Затем проводятся комплексные лабораторные испытания и определяются физико-механические характеристики фунтов. Интервалы определения характеристик по глубине, число частных определений деформационных и прочностных характеристик фунтов должны быть достаточными для вычисления их нормативных и расчетных значений по СНиП 2.02.01-83.

Измерение деформации оснований зданий производят по ГОСТ 24846-81. Предельно допустимые деформации оснований существующих зданий, в зависимости от категорий состояния, представлены в Приложении 5.

Нивелирование, как правило, производят по маркам. Допускается производить нивелирование по образам ленточных фундаментов или по частям фундамента, расположенного над планировочной отметкой (столбчатые и свайные), рандбалкам цокольного перекрытия в местах сопряжения их с фундаментами и в середине пролета.

3.4 Выбор методов измерений и средств, используемых для обследования зданий и строительных конструкций при их обследовании