Изменение конструкции здания

Пристройка и перепланировка.В этом случае появляется необходимость возведения дополнительных элементов фундамента под вновь возводимые стены, колонны и другие несущие конструкции здания. В результате систему «основание-фундамент» приходиться реконструировать.

Углубление подвала.Углубление подвала нарушает конструкцию системы «основание-фундамент» и, следовательно, требует ее переустройства и усиления.

Прокладка коммуникаций, тоннелей и т. п.При прокладке коммуникаций, тоннелей и т. п. вблизи со зданием или непосредственно под ним нарушается целостность и несущая способность грунтового основания и в целом системы «основание-фундамент».

В результате систему «основание-фундамент» необходимо усиливать.

1.2.6. Комплексные причины переустройства системы
«основание-фундамент»

При эксплуатации здания система «основание-фундамент» испытывает одновременное воздействие многих факторов, это и изменение физико-механических свойств основания, и техногенное разрушение фундаментов, природные воздействия, воздействия связанные с хозяйственной деятельностью человека.

В случаи нарушения работы оснований и фундаментов встречается часто. В большинстве из них обычно не происходит полного разрушения зданий и сооружений, но наблюдаются перекосы, трещины, просадки и другие деформации, приводящие здание к аварийным ситуациям и необходимости реконструкции и усиления системы «основание-фундамент».

Вид переустройства осуществляется различными способами, выбор которых диктуется состоянием основания, характером повреждения фундамента и его элементов, целями переустройства, имеющимися материально-техническими ресурсами и др.

1.3. Общая классификация отказов фундаментов

Система «основание-фундамент» должна сохранять надежность в процессе всего периода эксплуатации здания или сооружения и способность воспринимать все внешние воздействия, предусмотренные при проектировании.

Под безотказностью работы системы «основание-фундамент» следует понимать способность ее сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации в течение времени функционирования. Безотказность включает в себя требования прочности, надежности, устойчивости и долговечности, как всей системы, так и ее элементов.

Полная или частичная утрата надежности системы называется отказом. В отдельных случаях понятие отказа является четко определённым (например, обрушение всего сооружения), однако в общем случае понятие отказа является весьма относительным, так как в значительной степени зависит от конкретных условий функционирования системы.

Отказом системы «основание-фундамент» является как полный выход системы и всего сооружения из строя, так и недопустимые отклонения параметров системы от расчетных или от требуемых новых условий ее работы.

Наряду со случайным колебанием параметров системы может наблюдаться и монотонное необратимое их изменение (износ), обусловленное старением, коррозией и т. п. Такие отказы называются постепенными.

Внезапные (катастрофические) отказы фундаментов и их оснований обычно приводят сооружение к предельному состоянию.

Причинами возникновения внезапных отказов оснований являются: дефектность инженерно-геологических изысканий; несоответствие принятых расчетных схем и несовершенство методов расчета несущей способности и деформаций; грубые нарушения режима эксплуатации оснований, аварии и стихийные бедствия.

Постепенный (не катастрофический) отказ основания обычно обусловлен дефектами и погрешностями испытаний грунтов, недостаточной информацией об инженерно-геологических, природно-климатических и эксплуатационных условиях и т. д. Проявление постепенного отказа связано с накоплением пластических деформаций и приспособлением системы «основание-фундамент» и ее отдельных элементов к изменившимся условиям функционирования. Постепенный отказ характеризует достижение системой или ее элементами предельного состояния по деформации.

Кроме названных отказов, существуют и другие отказы, например, такие, как зависимые и независимые, полные и частичные, непрогнозируемые и прогнозируемые и т. д. Признаки отказов оснований и фундаментов многообразны, их можно условно разделить на явные и неявные (см. рис. 1.5) [2].

Явные признаки указывают на то, что отказ уже наступил и система или ее элемент потеряли работоспособность. К явным отказам относятся: полное и частичное обрушение; потеря устойчивости; обвалы, провалы полов и других элементов конструкций.

Неявные (скрытые) признаки отказов выявляются путем обследований и измерений. Неявные признаки в большинстве своем предшествуют явным и указывают на развитие явлений, связанных с нарушением надежности системы «основание-фундамент». Они являются сигналом для принятия необходимых мер по сохранению заданного уровня надежности системы «основание-фундамент» и предотвращению потери ее работоспособности. К неявным признакам отказов относятся: осадки, просадки, набухание и усадки грунтов оснований; подъемы, крены, изгибы и выгибы зданий и сооружений или их отдельных конструкций; трещины в грунте, фундаментах и стенах; уменьшение сечений элементов вследствие коррозии, отколов и др.

Одной из основных характеристик надежности оснований и фундаментов является ее ремонтопригодность, т. е. способность системы к предупреждению, обнаружению и устранению различных отказов и отклонений путем проведения ремонтов. Как правило, ремонт фундамента возможен только при постепенном отказе, внезапные же отказы обычно приводят сооружение в предельное состояние по прочности и устойчивости.

Свойство системы сохранять работоспособность и надежность при установленной системе ремонтов вплоть до состояния, при котором дальнейшая эксплуатация становится невозможной или опасной, а ремонт и восстановление экономически нецелесообразным, называется долговечностью.

Долговечность материала фундамента в основном зависит от интенсивности протекания процессов разрушения бетона под влиянием агрессивных сред при контакте с грунтом или технологическими растворами. Мерой долговечности является период времени до наступления предельного состояния сооружения (физический отказ) либо время полезного функционирования последнего (моральный отказ).

При физическом отказе, зависящем от степени естественного износа, возникает необходимость усиления системы «основание-фундамент» или ее дополнительной защиты от агрессивных или динамических воздействий.

При наступлении морального отказа система «основание-фундамент» не пригодна для дальнейшей эксплуатации вследствие невозможности ее использования в первоначальном виде в условиях технического перевооружения и переоснащения производства. В этом случае требуется переустройство или реконструкция системы для получения новых ее качеств.

В зависимости от характера выполняемых работ в табл. 1.1 и 1.2 рассмотрены основные виды, способы и цели и область применения переустройства фундаментов и оснований [1, 2, 3, 4]. Каждый вид переустройства осуществляется различными способами, выбор которых диктуется конкретными условиями: состоянием основания, характером повреждения фундамента и его элементов, целями переустройства, имеющимися материально-техническими ресурсами.

Таблица 1.1

Виды, способы и цели переустройства фундаментов

Продолжение табл. 1.1

Таблица 1.2

Методы и способы переустройства оснований

Продолжение табл. 1.2

Продолжение табл. 1.2