Экспертиза геоподосновы, оснований и фундаментов зданий и сооружений

Одним из важнейших элементов здания, оказывающих существенное влияние на обеспечение безопасной его эксплуатации являются фундаменты. Даже если надземная часть здания построена безупречно, в случае наличия дефектов и ошибок, допущенных при проектировании и строительстве фундаментов, здание в целом может получить недопустимые деформации и достичь аварийного состояния. Поэтому технической экспертизе участка и грунтов застройки, основания и фундаментов должно уделяться повышенное внимание.

Прежде всего, необходимо провести экспертизу геоподосновы. Геоподоснова – это генеральный план участка застройки, на котором показано инженерное обеспечение земельного участка, существующие инженерные сети и коммуникации. Геоподоснова составляется на основании топографической съемки участка в местной системе координат и Балтийской системе высот. Этот документ является основой для застройки участка. Он дает нам четкую картину о местоположении участка, его рельефе, границах, существующих постройках и насаждениях, наличии подземных коммуникаций, позволяет объективно оценить стоимость земельного участка.

В процессе экспертизы геоподосновы необходимо изучить все особенности окружающей местности и ее рельефа, выяснить характер инженерно-геологических напластований участка, наличие и уровень грунтовых вод, установить необходимость предварительной инженерной подготовки территории, направление господствующих ветров и другие особенности района застройки. В результате этой экспертизы можно установить пригодность земельного участка под застройку, определить пути его наиболее эффективного использования, предложить варианты застройки и обосновать тип фундамента для предполагаемого объекта.

Экспертиза геоподосновы проводится и в случае, когда на участке застройки планируются работы по прокладке теплотрассы, водопровода, канализации, кабельных сетей. Размещение новых коммуникаций и их подключение согласовывается с представителями эксплуатирующих сети организаций. Проводя экспертизу геоподосновы следует учитывать, что наличие инженерных сетей может как повышать, так и понижать стоимость земельного участка.

Основная цель проведения технической экспертизы оснований и фундаментов заключается в том, чтобы определить их действительное техническое состояние, способность выдерживать действующие в данный период времени нагрузки и обеспечивать нормальную эксплуатацию объекта недвижимости.

Применяемые методы и объем обследований оснований и фундаментов зависят от назначения экспертизы:

- экспертиза оснований и фундаментов с целью обоснования проведения капитального ремонта или реконструкции здания без увеличения или с увеличением (в случае надстройки) нагрузки на основание;

- экспертиза для установления причин выявленных неравномерных деформаций зданий или сооружений или их аварий, связанных с основаниями и фундаментами, а также выбора наилучшего варианта усиления;

- экспертиза оснований и фундаментов в ходе плановых и внеочередных осмотров объектов недвижимости;

- экспертиза оснований и фундаментов при проведении рыночной оценки объекта недвижимости.

Во всех случаях проведения этой экспертизы необходимо изучить инженерно-геологические и гидрологические условия земельного участка, определить физико-механические свойства грунтов, оценить степень агрессивности грунтовых вод и колебание их уровня, спрогнозировать возможное изменение характеристик грунтов и уровня грунтовых вод при дальнейшей эксплуатации здания.

Обследование грунтов оснований и конструкций фундаментов, также как и надфундаментной части, включает следующие этапы работ: подготовительный, натурный (полевой), лабораторный и камеральный.

В состав работ подготовительного этапа входит изучение:

- проектной документации;

- материалов ранее проведенных топографических, инженерно-геологических, гидрологических и др. обследований, отражающих особенности строительной площадки объекта;

- журналов наблюдений за осадками, кренами, трещинами, прогибами и деформациями фундаментов;

- инженерных мероприятий, проводившихся в пределах площадки или вблизи неё;

- наружный осмотр здания для установления общего состояния конструкций, зон наибольших деформаций и повреждений несущих и ограждающих конструкций;

- мест выработок, контрольных вскрытий фундаментов, пункты размещения геодезических знаков и реперов.

В состав работ по натурным (полевым) обследования входят следующие работы:

- контрольное бурение скважин с послойным отбором образцов грунтов (кернов) и определение положения уровня грунтовых вод;

- отрывка шурфов для вскрытия фундаментов и обследование их состояния;

- оценка состояния гидроизоляции подземных конструкций и изоляционного слоя между фундаментом и конструкциями стен;

- отбор образцов материалов фундамента и грунтов из шурфов под подошвой исследуемого объекта;

- инструментальное определение деформаций наземных конструкций;

- определение или уточнение нагрузок и воздействий, инструментальное определение прочностных характеристик материала конструкций фундаментов.

Лабораторный этап исследований включает:

- испытание отобранных образцов грунтов и материалов и установление их фактических физико-механических характеристик;

- составление заключения по результатам лабораторных испытаний.

Камеральные работы включают обобщение результатов обследований и составление сводного заключения о техническом состоянии конструкций фундаментов и о их несущей способности с учётом состояния грунтов оснований.

Необходимое количество контрольных скважин и шурфов, определение мест их размещения зависит от цели обследования, объёмно-планировочного и конструктивного решения объекта, а также технического состояния строительных конструкций и условий их эксплуатации.

Перед началом работ по бурению скважин и вскрытия шурфов с целью исключения повреждения подземных коммуникаций (водопровода, канализации и теплосетей), технологического оборудования и др. подземных инженерных объектов схема размещения скважин и шурфов должна быть согласована с компетентными представителями владельцев реконструируемого объекта.

Шурфы отрывают на глубину ниже уровня подошвы фундамента или ростверка на 0,5м. Если на этом уровне обнаружены насыпные, заторфованные, рыхлые или другие слабые грунты, в шурфах дополнительно должны быть пробурены скважины для определения толщины и физико-механических характеристик слоя слабых грунтов.

Из отрытых шурфов производят осмотр фундаментов, определяя его тип, форму в плане и размеры; конструктивные особенности, глубину заложения, качество и прочность материала фундамента; перевязка блоков; положение, диаметр и состояние анкерных болтов (для фундаментов под стальные колонны).

При обнаружении в конструкциях надземной части здания или сооружения деформаций осадочного характера (вертикальные и наклонные трещины, разрывы анкеров и сварных швов) устанавливаются наблюдения за осадками обследуемого объекта, устанавливаются причины их возникновения, возраст трещин, характер раскрытия и степень их опасности.

Результаты обследований фундаментов должны содержать: краткое описание объекта и его конструктивное решение; оценку физико-механических свойств грунтов оснований; данные о повреждениях и дефектов фундаментов; оценку прочностных характеристик материалов и данные по расчёту несущей способности грунтов оснований и конструкций фундаментов.

В процессе обследования грунтов в шурфах используют неразрушающие экспресс-методы. Кроме того, для обследования состояния грунтов в основании существующих зданий высокую эффективность обеспечивают методы статического и динамического зондирования.

Контрольные шурфы позволяют получить максимальную информацию о грунтах основания и фундаментах обследуемого здания. В ходе этой экспертизы появляется возможность:

- определить тип фундаментов, уточнить их размеры, форму в плане, глубину заложения, наличие ранее выполненных усилений;

- для свайных фундаментов установить тип, сечение, шаг свай, размеры и отметку подошвы ростверка;

- установить наличие деформаций и повреждений в конструкции фундамента;

- определить прочность материала фундамента;

- установить состояние гидроизоляции;

- отобрать пробы грунтов основания и грунтовых вод для лабораторных исследований.

Геологическое и гидрогеологическое строение площадки выявляются с помощью бурения скважин. Они позволяют определить напластования и мощность каждого вида грунта, наличие линз, уровень грунтовых вод и другие данные. Число скважин принимается не менее четырех и устанавливается в зависимости от сложности здания, его высоты, а также задач, поставленных в ходе экспертизы. Расстояние между скважинами составляет около 25-40 м, глубина – на 5-10 м ниже границы сжимаемой толщи. Для исследования грунтов ниже подошвы фундаментов скважины рекомендуется бурить со дна шурфа.

В результате проведенного обследования основания здания устанавливают напластования грунтов, значения физико-механических характеристик, прогнозируют их изменение во времени, а также оценивают степень агрессивности грунтовой среды по отношению к конструкциям фундаментов. Наибольший объем исследования основания производят при проектировании капитального ремонта и реконструкции здания, наименьший - при оценке его рыночной стоимости.

Техническая экспертиза фундаментов здания проводится путем сочетания визуального и инструментального способов.

Способ визуального исследования дефектов оснований и фундаментов основан на анализе характера расположения и появления трещин в стенах здания. Во многих случаях это трещины осадочные, обусловленные деформациями грунтового основания здания. Рассматривая процесс развития неравномерных осадок зданий и сооружений можно выделить пять их разновидностей, связанных с грунтами:

§ неравномерные осадки уплотнения;

§ неравномерные осадки разуплотнения;

§ неравномерные осадки выпирания;

§ неравномерные осадки расструктуривания;

§ неравномерные осадки эксплуатационного периода.

Причины развития неравномерных осадок фундаментов могут быть различными и зависят, как от проектных решений и технологии устройства фундаментов, так и от условий эксплуатации сооружений. Результат этих неравномерных осадок проявляется в несущих конструкциях надземной части здания и может быть установлен визуально.

Только на основании результатов натурных обследований фундаментов и по данным наблюдений за осадками во времени можно установить причины их развития, выработать меры по исключению дальнейшего нарастания осадок.

Точность измерения осадок и горизонтальных смещений фундаментов (по I ¸III классу точности) определяется техническим заданием, в соответствии c особенностями объекта реконструкции и состояния грунтов оснований. Например, для уникальных зданий и сооружений и для объектов, построенных на скальных и полускальных грунтах рекомендуется точность измерения I-го класса с погрешностью ± 1 мм. Для зданий и сооружений, построенных на сжимаемых грунтах, точность измерения должна быть II-го класса (± 2 мм), а возведенных на насыпных, просадочных, заторфованных и других сильносжимаемых грунтах - III-го класса (5 мм)

Вертикальные перемещения оснований и фундаментов измеряют одним из следующих методов или их комбинированием: геометрическим, тригонометрическим, гидростатическим нивелированием и фотограмметрическим методом.

Горизонтальные перемещения фундаментов измеряют методами створных наблюдений, отдельных направлений, триангуляцией и фотограмметрией, а также используя их комбинирование.

Крен фундамента (или здания и сооружения в целом) следует измерять методами проецирования, координирования, измерения углов или направлений, фотограмметрии, с применением кренометров, прямых и обратных отвесов.

Предельные погрешности измерения крена в зависимости от высоты H обследуемого объекта не должны превышать в мм следующих величин для:

При выполнении обследования состояния грунтов оснований и фундаментов необходимо руководствоваться указаниями ГОСТ 24846 – 81 «Грунты. Методы измерения деформаций основания зданий и сооружений», СНиП 3.01.03 – 84 «Геодезические работы в строительстве» и «Руководства по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений».

Для измерения перемещений оснований и фундаментов должны быть предусмотрена надёжная схема размещения реперов, которых на грунте должно быть не менее трёх, а стеновых – не менее четырёх.

При использовании стеновых реперов необходимо убедиться в отсутствии деформаций стен. Не рекомендуется размещение реперов вдоль дорог, особенно при прохождении по ним железнодорожных составов или тяжелой строительной техники и грузовых машин.

На объектах, за которыми ведётся наблюдения, должны быть установлены контрольные пункты с метками, называемые марками. Размещение марок должно обеспечивать наиболее благоприятные условия производства работ при ремонте или реконструкции, а также для процессов обследования.

Непосредственное обследование тела фундаментов производится из тех же шурфов, из которых отбирались пробы грунта. Устанавливаются тип фундамента, его размеры, применяемые материалы, глубина заложения, ширина подошвы, определяется прочность материала фундамента, выявляется наличие отмостки и гидроизоляции, замеряется глубина коррозии тела фундамента, устанавливается класс прочности бетона, класс арматуры, наличие бетонной подготовки и пр. При обследовании свайных фундаментов замеряется сечение и шаг свай.

Конструкцию и материал фундаментов устанавливают путем контрольного зондирования тела фундаментов. Его осуществляют выборочно в зависимости от конструкции и объема здания. Сплошное обследование фундаментов и стен подвалов обычно осуществляют ультразвуковым методом. Образцы материала фундаментов для определения пределов прочности при сжатии и изгибе исследуют в лабораторных условиях.

Результаты проведенной технической экспертизы основания и фундаментов оформляются в виде технического заключения, где приводятся данные изучения архивных материалов, материалы инженерно-геологических изысканий, эскизы конструкций фундаментов с указанием размеров и глубины заложения, описания имеющихся дефектов и выводы, содержащие оценку ресурса существующих фундаментов и предлагаемые методы их усиления.

Если экспертиза фундаментов проводится для целей оценки объекта недвижимости, то в ходе ее необходимо выявить признаки их физического и других видов износа, вызывающих уменьшение стоимости объекта, определить величину затрат на устранение дефектов и расходов на ремонт. Одновременно выявляются возможные ограничения по использованию объекта недвижимости в связи с основанием и фундаментами при выборе варианта его наилучшего и наиболее эффективного использования.

При проведении этой экспертизы выводы об объекте формируются на основе анализа собранной информации и по результатам визуального осмотра фундаментов. Инструментальный контроль и испытания образцов грунта и материалов в этом случае обычно не применяют.