Мониторинг зданий и сооружений

5.5. Методы усиление фундаментов и оснований  

  Для принятия решения о необходимости усиления основания или фундамента, выбора оптимального способа усиления, а также метода производства работ производят как можно более подробное обследование существующего сооружения. В процессе выполнения этой работы собирают сведения по истории возведения сооружения, обследуют окружающую местность, а также надземные и подземные элементы сооружения, используя проектную и исполнительную документацию, изучают инженерно-геологические условия, характер и значения действующих нагрузок. 
 При осмотре окружающей местности вблизи мостов особое внимание обращают на состояние береговых участков, русловой и пойменной частей с целью выявления подмывов берегов, размывов дна, изменения русла и т. п. При обследовании сооружения внимание сосредоточивают на выявлении осадок и кренов опор мостов, элементов подпорных стен, деформаций звеньев водопропускных труб и т. д. Производят детальный осмотр видимых поверхностей элементов сооружения с целью выявления трещин и устанавливают причины их появления. 
 В случае недостаточных данных в исполнительной документации проводят инженерно-геологическое обследование для уточнения несущей способности и устойчивости против сдвига оснований. 
 В результате проведенного обследования устанавливают дату постройки сооружения, его первоначальный вид, последующие изменения (реконструкция, усиление), аварийные состояния, если они были, их время и причины; выявляют фактические размеры сооружения и значения действующих нагрузок, а также получают исходные данные, необходимые для расчета несущей способности и  осадок  основания   и   фундамента   после  усиления. 
 Различные способы усиления оснований и фундаментов можно свести к двум характерным группам. К первой относятся способы усиления, связанные с недостаточной несущей способностью (прочностью) или повышенной по сравнению с нормативной деформируемостью основания. Вторую группу составляют способы усиления фундаментов вследствие их недостаточной прочности или неудовлетворительной долговечности. 
 Несущую способность грунтов в основании существующих сооружений можно повышать увеличением подошвы фундамента, углублением фундамента, подведением под фундамент столбов или свай с опиранием их на более прочные грунты, искусственным закреплением грунтов.

5.6. Методы подводки  новых фундаментов

  Подводку новых фундаментов осуществляют в случае необходимости разработки грунта ниже подошвы существующих фундаментов или замены фундамента. В практике применяются следующие методы:

• передача нагрузки от здания на временные опоры. При больших нагрузках в качестве поддерживающих конструкций применяют горизонтальные балки чаще всего из металлического проката. Нагрузку на балки передают с помощью домкратов и реже - клиньев. Особо обращается внимание на устройство надежных опор под выносные балки. Для тяжелых сооружений вместо опор из брусьев могут применяться опоры из бетона, а также сваи; 
  
• пересадка фундамента на сваи. Для этого через существующий фундамент бурят наклонные скважины диаметром 10…20 см с последующим заполнением бетонной смесью и с трамбованием. Можно также вдавливать сваи отдельными звеньями, используя существующий фундамент в качестве упора для домкрата; 
  
• подводка под ленточные фундаменты столбов шириной 1…2 м производится в определенной последовательности, с тем чтобы обеспечить минимальное ослабление фундаментов в период производства работ. В подведенных столбах под подошвой существующего фундамента оставляются ниши для установки гидравлического домкрата. Домкратом обжигается грунт под подошвой нового фундамента и сам фундамент для уменьшения возможных деформаций, после чего полости (ниши для домкрата) заполняются бетоном.

  В последние годы получил распространение способ усиления существующих фундаментов с использованием буро-инъекционных свай. Они представляют собой разновидность набивных свай и отличаются от них большим относительным заглублением (l/d = 80…120 мм), малым диаметром (120…250 мм), материалом ствола (цементный раствор) и способом изготовления (инъекция раствора в скважину). Характерной особенностью таких свай является большая возможность их изготовления в любых грунтовых условиях и любых строительных площадках. Для устройства их бурят скважины диаметром 150…250 мм в пределах существующих фундаментов для установки в них металлических направляющих патрубок (кондукторов), которые служат для предотвращения выпора твердеющей смеси из скважины на поверхность при опрессовке. Скважина заполняется цементным раствором, после чего устанавливается кондуктор. Бурение скважины до проектной отметки осуществляется через кондуктор после его двухсуточной выдержки. Далее забой очищают промывкой свежим глинистым раствором и через трубу инжектор заполняют цементно-песчаным раствором. Вытесненный глинистый раствор собирается в приемный бункер и откачивается. После заполнения скважины раствором производится опрессовка дополнительным объемом раствора от растворонасоса под давлением 0,3...0,4 МПа. 
 Буро-инъекционные сваи могут быть использованы в вариантах безростверковом, ростверковом и варианте подведения нового фундамента под усиливаемый. Безростверковый вариант применяется при возможном использовании существующего фундамента в качестве ростверка, ростверковый - при невозможности пробуривания существующего фундамента. При реконструкции и настройке зданий фундаментов может быть выполнено одним из изложенных методов. Предпочтение следует отдать тем методам, которые не вызывают нарушение структуры грунта в основании фундаментов. Необходимо при этом учитывать технико-экономическую эффективность применяемых вариантов, а также требования техники безопасности.

Заключение

     Многолетняя повторяемость аварий с одинаковыми причинами указывает на то, что одной из актуальных проблем является изучение участниками строительства и эксплуатационными организациями причин приводящих к аварийному состоянию и обрушению зданий и сооружений, и проведение необходимой профилактической работы по их предотвращению. 
 Предотвратить аварии промышленных объектов поможет выполнение следующих рекомендаций:

• за зданиями и сооружениями должен быть организован надзор, включающий систематические наблюдения; текущие, периодические и внеплановые осмотры; обследования технического состояния и экспертизы промышленной безопасности специализированными организациями; своевременное выполнение ремонтов; государственный надзор за безопасной эксплуатацией;
• соблюдение на предприятиях графиков проведения обследований и экспертиз промышленной безопасности;
• ответственное отношение к проведению профилактических и капитальных ремонтов;
• службы надзора за безопасной эксплуатацией необходимо укомплектовывать в соответствии с нормативными требованиями;
• ветхие здания и сооружения следует своевременно выводить из эксплуатации;
• необходимо вводить и осуществлять мониторинг технического состояния зданий и сооружений.

Список  используемой литературы:

   1.Гучкин, И.С. Диагностика повреждений  и восстановление эксплуатационных  качеств конструкций. - М.: АСВ, 2001. –  176 с.

   2. Королев В.А. Мониторинг геологической среды: Учебник / Под редакцией В.Т. Трофимова. - М.: Изд-во МГУ, 1995. - 272 с.

   3.Лужин О.В., Злочевский А.Б. и др. Обследование и испытание сооружений. - М.: Стройиздат,1987. – 264 с.

   4. Сахновский К. В., Железобетонные конструкции, 8 изд., М., 1959. - 325с.

   5.СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции.