Лекция № 7 методы изучения напряжений и давления в грунтах

Многообразие факторов, определяющих поведение грунтов под воздействием нагрузки, зачастую затрудняет создание достоверной аналитической модели их напряженного состояния. Действительную картину напряженного состояния может вскрыть лишь метрологически обеспеченный эксперимент, позволяющий проводить длительные статические или динамические исследования (диагностику) грунта и изучение явлений на контакте сооружения или конструкции с грунтом. Перед проведением диагностики, как правило, предшествует общее обследование оснований и фундаментов.

Итак, рассмотрим подробнее данные вопросы.

7.1. Общее обследование и диагностика оснований и фундаментов

Общее обследование оснований и фундаментов

Деформации грунтов основания и неисправности фундаментов зданий устанавливают в процессе осмотров надземных строительных конструкций. При этом учитывается, что признаками деформаций грунтов и неисправности фундаментов являются:

- смещение по вертикали, наклоны или перекосы колонн, связей или других конструкций каркаса здания;

- смещение опор несущих элементов перекрытий и в первую очередь в подвалах.

Дополнительно оцениваются трещины, разрывы, повреждения в соединениях несущих конструкций около опор, мест заделки или других узлов сопряжений, раскрытие или сужение деформационных швов, меняющиеся по высоте здания; крен какой-либо стены или здания в целом; вертикальные или наклонные трещины в стенах, распространяющиеся не менее чем на 2/3 высоты здания; искривления рядов кладки, перемычечных участков, карнизов или других горизонтальных элементов в плоскости стены; трещины в железобетонных перемычках, перемычечных блоках или панелях, как правило, около мест заделки, особенно в подвалах и на первых этажах.

Особое внимание обращается на отрыв внутренних стен от наружных; трещины в швах по периметру стеновых панелей или крупных блоков стен, сколы вертикальных сопрягающих граней; разрывы или деформации креплений стеновых панелей; искривления, крены перегородок, трещины в перегородках подвала или первого этажа бесподвальных зданий; трещины и проседания полов подвала; разрушения приямков, входов в подвал; сколы сопрягающих граней несущих плит перекрытий или покрытия здания.

При этом фиксируются перекосы или смещения опор маршей либо площадок лестничных клеток; просадки, перекосы крылец, входов и заклинивание дверей вследствие перекоса проемов; заклинивание лифтов вследствие перекосов лифтовых шахт; отрывы от стены отмостки, примыкающего тротуара или дорожного покрытия.

При осмотрах подвалов, приямков и подполий зданий особое внимание должно быть обращено на места увлажнения стен и образования на них плесени и высолов; отслаивания штукатурки или защитных слоев бетона на поверхности фундаментов, стен, расслаивания кладки стен и выпадения камней из нее; повреждения заполнений оконных и дверных проемов; неплотностей в сопряжениях стен между собой и с полами; просадок полов и грунта.

Если меры по проветриванию помещений подвалов и искусственной сушке не устраняют избыточной влажности материалов стен, следует произвести вскрытие и проветрить состояние гидроизоляции.

Различают разрушение гидроизоляции следующих элементов: прижимной защитной стенки, защитного слоя, мест примыканий, одного, двух, трех и т.д. слоев гидроизоляции, полное разрушение гидроизоляционного ковра.

Признаками аварийного состояния гидроизоляции являются сплошные протекания воды, а критерием – наличие сплошных повреждений, занимающих более 40 % площади гидроизоляции.

Обследование состояния гидроизоляции включает визуальный осмотр и инструментальные замеры. До начала осмотра подземных помещений здания необходимо провести обследование состояния сантехнических коммуникаций, проходящих в этом помещении, чтобы их протекания не учитывать как нарушения гидроизоляции.

Внутреннюю гидроизоляцию помещений осматривают непосредственно, выявляя места протечек, их характер и интенсивность, наличие на поверхности следов от механических повреждений – выбоин, сколов, трещин.

Состояние наружной гидроизоляции здания определяют по наличию или отсутствию следов протекания на стенах и полу изолированного подземного помещения. При этом также определяют места протеканий, характер протеканий, их интенсивность, места сколов и коррозии арматуры на стенах помещения. Инструментальное обследование проводят в случае значительных осадок подземных строительных конструкций и прилегающего к ним грунта. В основном фиксируются ширина и глубина раскрытия трещин.

В процессе осмотра фундаментов и стен подвалов выявляется наличие пустых швов облицовки, местных разрушений, раковин, каверн, пор и других дефектов. Все выявленные дефекты и разрушения детально описываются, зарисовываются или фотографируются.

При обследовании необходимо установить конструкцию кладки фундаментов. Особое внимание необходимо обратить на облегченные и смешанные кладки. При выявлении фундаментов такой конструкции должны быть выделены границы несущих участков и ненесущего заполнения. Конструкция фундаментов и стен подвалов может быть определена путем контрольного зондирования кладки.

Признаками наличия критических дефектов оснований и фундаментов являются: прогрессирующие сквозные трещины на всю высоту здания с раскрытием свыше 40-50 мм и значительные неравномерные осадки фундаментов, сопровождающиеся разрушение цоколя, перекосами проемов, сдвижкой плит и балок с опор.

Детальное обследование (диагностика) оснований и фундаментов

Объем выполнения инженерно-геологических изысканий и обследований фундаментов определяется исходя из предполагаемого вида ремонта или реконструкции, технического состояния и характера деформаций конструктивных элементов (фундаментов, стен, столбов).

Случаи, когда необходимо выполнить инженерно-геологические изыскания, и примерный состав выполняемых работ приведены в таблице 1.

Контрольные шурфы отрывают в зависимости от местных условий с наружной или внутренней стороны фундаментов.

При детальном обследовании оснований и фундаментов необходимо также: определить тип фундаментов, их форму в плане, размер, глубину заложения, выявить выполненные ранее подводки усиления и другие устройства, а также ростверки и искусственные основания; исследовать прочность конструкции фундаментов с установлением размеров повреждений; отобрать пробы для лабораторных испытаний материалов фундаментов; установить состояние гидроизоляции, а также отобрать пробы грунта основания и грунтовой воды для лабораторного анализа.

Число отрываемых шурфов следует принимать в зависимости от размера здания в секциях (площадь секции составляет не более 400 м²):

- 1 секция – 3;

- 2 секции – 5;

- 3-4 секции – 7;

- более 4 – 10.

Таблица 7.1