Лекция 6. Предельные деформации оснований фундаментов зданий, которые реконструируются, сопровождение проектно-изыскательских работ.

Инженерные изыскания должны предоставить достаточный материал для решения вопросов о степени влияния реконструкции или нового строительства (в том числе на стадии производства работ) на существующую застройку (включая реконструируемое здание) и для разработки конструктивных решений и мероприятий, позволяющих снизить это влияние до безопасных пределов.

Изыскания проводят в соответствии с программой, на основании технического задания заказчика, исходя из геотехнической категории сложности объекта, определенной в результате предварительной оценки геотехнической ситуации.

Инженерно-геологические изысканияи обследование фундаментов

В наиболее общем случае инженерно-геологические изыскания включают выполнение шурфов с обследованием фундаментов и грунтов основания, бурение скважин с отбором образцов, статическое и динамическое зондирование, лабораторные исследования грунтов и материала фундамента, обследование свай с определением длины, сплошности и уточнением несущей способности (в том числе статическими испытаниями).

При реконструкции здания или сооружения необходимо выполнение следующих работ:

для геотехнической категории I:

• изучение материалов инженерно-геологических изысканий прошлых лет и других архивных материалов;

• выполнение 2 - 3 контрольных шурфов в здании с определением состояния фундаментов и грунтов в их основании;

• выявление режима эксплуатации здания с целью установления факторов, отрицательно воздействующих на основание (утечки из коммуникаций, затопление подвалов);

для геотехнической категории II:

• изучение материалов инженерно-геологических изысканий прошлых лет и других архивных материалов;

• выполнение шурфов у каждого вида конструкций (стен, колонн) в наиболее ответственных участках с отбором и испытанием грунтов основания и обмером фундаментов;

• определение прочности фундамента неразрушающим методом, оценка поврежденных деревянных элементов (при их наличии);

• динамическое зондирование грунтов основания; при расхождении полученных при дополнительных изысканиях результатов с архивными материалами - статическое зондирование и бурение контрольной скважины с отбором и испытанием образцов грунта;

• ревизия и оценка состояния дренажных систем:

• выявление гидрогеологического режима и химического состава подземных вод;

• выявление наличия и местонахождения подземных сооружении, подвалов, фундаментов снесенных зданий, тоннелей, инженерных коммуникаций и т.п.,

для геотехнической категории III (помимо работ, необходимых для категории II):

• выполнение шурфов у всех вертикальных несущих конструкций (стен, колонн) в наиболее опасных местах с обмером фундаментов, отбором и испытанием грунтов основания и динамическим зондированием в сочетании с ручным бурением;

• определение прочности фундамента неразрушающими методами и прямыми испытаниями материала фундамента в лаборатории;

• статическое зондирование и бурение контрольных скважин (в объеме, предусмотренном для нового строительства) с отбором и испытанием образцов грунта;

• в случае свайного основания - оценка длины свай, их сохранности и несущей способности.

Инженерно-геологические изыскания и обследования фундаментов окружающей застройки, попадающей в зону влияния нового строительства или реконструкции, проводятся для геотехнических категорий II и III основного объекта: для категории II - в объеме геотехнической категории I, для категории III - в объеме геотехнической категории II.

При детальном обследовании фундамента в открытом шурфе определяют размеры фундамента, выявляют переделки, исследуют однородность, сплошность и прочность кладки путем простукивания и испытания неразрушающими методами (молотками Фидзеля, Кашкарова, ультразвуковым методом и т.п.).

Когда прочность материала фундамента является решающей при определении его несущей способности, производят отбор образцов и его прямые испытания в лаборатории.

Длину и сохранность свай определяют посредством испытаний по неразрушающей методике с помощью низкодеформационного динамического теста после выведения сваи из работы в конструкции. Несущую способность сваи определяют путем стандартных статических испытаний свай, выведенных из работы в конструкции.

Инженерно-геологические обследования грунтов под подошвой фундаментов осуществляются путем динамического зондирования ручным зондом в сочетании с отбором грунта ручным бурением в пределах зондирования и отбором грунта со дна шурфа тонкостенным режущим кольцом с последующими лабораторными определениями физико-механических характеристик.

Инженерно-геологические исследования грунтов площадки устанавливают последовательность и выдержанность напластования грунтов, наличие линз и пластов сильносжимаемых грунтов. Грунты описывают в соответствии с номенклатурой, предусмотренной ДСТУ, осуществляют высотную привязку слоев и горизонтов грунтовых вод. Количество скважин определяется в соответствии с требованиями ДБН и с учетом объема предыдущих изысканий, сложностью геологического строения участка и геотехнической категорией сложности сооружения.

Расстояние между скважинами назначают в зависимости от сложности инженерно-геологических условий:

• при простых инженерно-геологических условиях (не более двух различных литологических слоев, выдержанных по мощности в пределах глубин изысканий, при горизонтальной, перерасчлененной поверхности площадки и одном выдержанном горизонте грунтовых вод) - 50 - 100м;

• при средних (не более 4 литологических слоев в пределах обследуемой толщи, залегающих наклонно и выклинивающихся с закономерным изменением характеристик грунтов в плане и по глубине, двух и более выдержанных горизонтах подземных вод с неоднородным химическим составом и (или) имеющим напор с наличием физико-геологических процессов, влияющих на сооружение) - 30 - 50м;

• при сложных условиях (сильно расчлененной поверхности площадки, образованной в пределах изысканий более чем 4 литологическими элементами, резко изменяющимися по мощности и простиранию, при наличии линз, значительной степени неоднородности грунтов в плане и по глубине, не выдержанных горизонтах подземных вод, при сложном чередовании водоносных и водоупорных слоев, при широком распространении физико-геологических процессов, влияющих на сооружение) - 20 - 30м.

В зависимости от количества секций здания или сооружения количество скважин должно составлять: при 1 - 2 секциях - не менее 4; при 3-4-6, при большем количестве секций - не менее 8.

Глубина скважин определяется условием превышения расчетной мощности активной зоны под фундаментом не менее чем на 2-3 м или, в первом приближении, по табл. 3.4.

Ориентировочная оценка глубины бурения скважин

Таблица 3.4

При отдельностоящих фундаментах	При ленточных фундаментах
Нагрузка на опоры, кН	Глубина вскрытия, м	Нагрузка на 1 пог.м, кН	Глубина вскрытия, м
До 500	4-6	До 100	4-6
До 1500	5-7		6-8
До 2500	7-9		9-12
	9-13		12-17
	13-18		17-20
	18-26

При этом необходимо вскрытие грунтов, обладающих удовлетворительными (для данного объекта) строительными свойствами, и заглубление не менее чем на 5м ниже возможной отметки пяты, предполагаемой сваи.

Количество отобранных образцов при проходке скважин должно обеспечить идентификацию инженерно-геологических элементов и возможность статистической обработки результатов определения физико-механических характеристик грунтов каждого инженерно-геологического элемента.