Глава 6 получение данных для проектирования реконструкций

6.1. Инженерные изыскания площадки

Реконструируемого объекта

После принятия решения о целесообразности реконструкции зданий или сооружений может возникнуть необходимость в дополнительных инженерных изысканиях, включая геодезические, геологические и гидрометеорологические. Цель этих работ — прогнозирование общего состояния площадки объекта с учетом предполагаемых мероприятий по реконструкции (усиления строительных конструкций, перестройки и строительству новых зданий и сооружений, освоения новых технологий и других изменений условий эксплуатации).

При этом должны быть получены исходные данные для разработки проектно-сметной документации на работы по охране окружающей среды, выбору типа оснований под вновь проектируемые здания и усилению существующих фундаментов, способы производства работ по отрывке котлованов, креплению их стенок и устройству фундаментов, мероприятия по уменьшению влияния вновь проектируемых сооружений на деформации существующих. Необходимо учесть возможность увеличения нагрузок на существующие фундаменты, устройства новых подвальных помещений, воздействия на основания и фундаменты агрессивных жидкостей, технологических температур и др.

Инженерно-геологические обследования площадки застройки производят путем бурения скважин глубиной до 10 м, диаметром до 37 мм и глубиной до 20 м, диаметром до 127 мм с помощью буровых механических (иногда ручных) установок. При этом определяют виды грунтовых пластов, наличие линз, выклинивание пластов и их распространение, а также определяют физические характеристики проходимых геологических пластов, что осуществляется, как правило, лабораторными методами. Полевые методы используют в тех случаях, когда отбор образцов требуемого качества практически невозможен или затруднен. Необходимо обратить внимание на уровень грунтовых вод, определить направление их потока, дебит и т. д.

Инженерно-гидрогеологические изыскания выполняют при обследовании подтопленных территорий или при угрозе подтопления.

В результате проведения инженерных изысканий с учетом данных обследования оснований и фундаментов (см. § 5.2) должны быть собраны материалы, достаточные для разработки проекта реконструкции зданий и сооружений. Они включают: 1) инженерно-геодезическую съемку площадки реконструируемого объекта со схемой расположения всех зданий и сооружений; 2) инженерно-геологические (литологические разрезы по скважинам и литологические профили по основным направлениям) разрезы участка с данными об уровнях грунтовых вод; 3) обмерочные чертежи существующих фундаментов с указанием обнаруженных дефектов и отступлений от проекта и нормативных требований (если они имеются); 4) данные о физико-механических свойствах грунтов оснований участка застройки; 5) гидрометеорологическую обстановку на рассматриваемой территории.

6.2. Оценка стойкости бетона к воздействиям планируемой эксплуатационной среды

При проектировании реконструкции необходимо выполнить некоторые дополнительные исследования существующих конструкций по оценке их свойств в новых планируемых технологических условиях.

В целом строительные конструкции в процессе эксплуатации могут испытывать воздействия как технологического, так и природного происхождения.

Комплексные воздействия в различных сочетаниях, включая силовые, определяют долговечность конструкций, под которой понимается свойство конструкций сохранять требуемые качества при установленной системе технического обслуживания до наступления предельного состояния по пригодности конструкций к эксплуатации.

Рассмотрим некоторые методы, оборудование и приборы, применяемые для установления стойкости бетонов к различным воздействиям.

Стойкость бетона к попеременному замораживанию и оттаиванию, водонасыщению и высыханию, колебаниям температуры, карбонизации, химически агрессивным средам, истиранию и другим воздействиям в большинстве случаев устанавливают путем исследования отобранных из бетона конструкций образцов в виде кубов с ребром 70 и 100 мм, а также меньших образцов 30×30×60 мм, 40×40×160 мм и др. Задача решается путем моделирования соответствующего процесса в ускоренном режиме, в том числе с использованием экспресс - методов.

Морозостойкость бетона устанавливают по ГОСТ 10060—87 путем циклического замораживания и оттаивания образцов в холодильных камерах с последующим определением прочностных, упругих и неупругих характеристик бетона, пользуясь стандартными методами и оборудованием. Ускоренные испытания по методу Добролюбова — Рэмера предусматривают замораживание насыщенных водой и герметизированных образцов в специальных химических растворах СаС₂или этиленгликоля и оттаивание в воде.

Определение атмосферостойкости бетона включает исследования стойкости бетона к действию попеременного увлажнения и высушивания при изменении температуры, а также карбонизации бетона. Испытания на попеременное увлажнение и высушивание осуществляют с помощью установок, разработанных НИИЖБ, УралпромстройНИИпроектом, ЦНИЛГлавКиевгорстроя и др. Испытания заключаются в оценке известными способами на стандартном оборудовании изменения прочности и деформативности насыщенных водой образцов бетона, выдержанных в термокамере, а затем вновь увлажненных.

Глубину карбонизированного слоя бетона определяют калориметрическим методом по изменению цвета скола бетона под воздействием 0,1 %-ного спиртового раствора фенолфталеина. В местах, где сохраняется щелочная реакция, поверхность окрашивается в ярко-малиновый цвет, а там, где цвет не изменился, — бетон карбонизирован. Проницаемость бетона для СО₂и соответственно защитные свойства бетона по отношению к арматуре можно установить по методике НИИЖБ.

Сопротивляемость бетона износу, т. е. износостойкость или истираемость, определяют по ГОСТ 13087—81, подвергая бетонные образцы истиранию абразивными дисками. С этой целью используют круг истирания Боме, специально переоборудованный прибор ЛКИ-2 и др.

Эксплуатируемые конструкции, как правило, подвержены совместным воздействиям нескольких видов. Разработаны методики комплексных исследований. Так, для испытания долговечности бетона в условиях комплекса атмосферных и силовых воздействий может быть использована стационарная установка ДСМ-10, в которой образцы в нагруженном состоянии подвергаются последовательному одностороннему воздействию в климатических камерах.