Экспертиза фундамента – причины проведения и методы исследования конструкций

Основания и фундаменты в совокупности представляют сложную систему, от которой зависит безопасность всего вышестоящего здания. Дефекты, которые свидетельствуют о нестабильности фундаментов (например, перекос стен, длинные вертикальные трещины, одна часть здания отваливается от другой и т.д.), несут серьёзную угрозу для всего здания и требуют подробного изучения. Для выявления причины и ее устранения требуется привлечение квалифицированных специалистов, которые помогут выявить причину и предложить метод ее устранения, а в случае необходимости смогут разработать проект усиления конструкций фундамента.

Когда необходима экспертиза фундамента

Техническое обследование фундаментов представляет собой целый комплекс диагностических работ по оценке надежности и работоспособности конструкций фундаментов.

Чаще всего обследование фундаментов зданий и сооружений проводится в составе обследования всего здания. В некоторых случаях возникает потребность отдельного исследования подземной части здания. Основными причинами для проведения экспертизы являются:

• установка нового оборудования на старые фундаменты;
• появление повреждений, трещин в стенах и углах оконных проемов, перекос здания и иные видимые повреждения;

  Трещина в стене подвала

  Читайте также:  Гладилка для бетона: виды, применение
• увеличение нагрузок, надстройка этажей, проведение реконструкции или капитального ремонта;
• появление протечек в подвалах или паркингах и т.д.

Если при проведении натурного осмотра не выявлено дефектов, свидетельствующих о снижении надежности фундаментов, то изучение их конструкции проводится в стандартном объеме: определяется материал, тип конструкции, глубина заложения, наличие гидроизоляции.

Однако, если все-таки зафиксировано наличие дефектов, которые говорят о нарушении безопасности фундаментов постройки, то требуется более детальное изучение. Такими сигналами могут быть: наклон здания в одну сторону, сквозная трещина в стене на всю высоту здания, трещины на стенах характерной ориентации и т.д.

Как было сказано выше, грунтовое основание и конструкции фундаментов удерживают все вышерасположенное здание, которое представляет собой функциональную ценность в виде жилья, офисов, складов или производственных помещений. Соответственно, любая неисправность фундаментов отражается на безопасности всего здания: появление трещин на стене это всего лишь следствие более глобальной причины, которая скрывается под землей.

Когда требуется проверка

Обследование оснований и фундаментов бывает плановым и внеплановым. В последнем случае проверки проводят:

• при покупке или наследовании земельного участка с частично возведенным строением;
• при увеличении этажности дома или устройстве различных надстроек;
• при появлении на стенах трещин, а в проемах – перекосов;
• при визуальных просадках, не сопровождающихся видимыми деформациями несущих ограждений;
• при сомнениях в правильности проведения фундаментных работ;
• при значительном увеличении нагрузок на основание сооружения, в том числе при установке массивного оборудования;
• при необходимости реконструкции старого строения;
• при физическом износе фундамента, приводящем к снижению конструктивной прочности элементов;
• при постоянном присутствии воды в подвале;
• при обращении в суд в случае возникновения спорных ситуаций.

Присутствие на участке готового фундамента недостроенного дома требует профессионального обследования его подземной части для выяснения глубины заложения подошвы и габаритов, а также оценки прочностных характеристик конструкции. Экспертизапомогает определить перспективы дальнейшего строительства даже без наличия прежней проектной документации на здание. Дело в том, что не защищенный фундамент, находящийся долгое время в земле, теряет свою прочность, поэтому требует тщательной проверки.

Отказ от технического обследования фундаментов, остающихся долгий период под дождем, солнцем и снежным покровом, может привести к дорогостоящему ремонту или разрушению дома в дальнейшем.

Надеяться лишь на визуальный осмотр проблемных участков подземных конструкций не следует – экономия здесь неуместна. Исправлять последствия окажется намного затратнее по времени, труду и материальным средствам. Рачительный хозяин постарается, скорее, предупредить аварийную ситуацию, нежели попытаться ее обойти или просто не заметить.

Реконструкция зданий с увеличением нагрузок на основание или переоснащение производства может привести к пагубным результатам в том случае, если не будет проведено обследование фундаментов на предмет их несущей способности. Кроме инструментальной экспертизы и возможных лабораторных исследований, выполняются соответствующие расчеты. В результате выясняется запас прочности поземной конструкции, а при необходимости – определяются способы ее усиления.

Трещины на стенах свидетельствуют о просадках основания, сдвиге или начавшемся разрушении фундамента. Проблемы возникают из-за подтоплений или наличия на участке застройки пучинистых грунтов, в результате циклического оттаивания и размораживания почвы. В этом случае специалисты проводят одновременное обследование оснований и фундаментов, после чего дают заключение о причинах просадки, а также рекомендации по их устранению.

Нередко появляется необходимость проведения экспертизы при приемке заказчиком нулевого цикла строительства объекта. В нее включается проверка проектных параметров, в том числе габаритных размеров фундамента и отметки его заложения, а также марок бетона и правильности закладки арматуры. Кроме того, выясняется конкретный объем произведенных работ, их качество и соблюдение технологий.

При судебных разбирательствах требуется независимая экспертиза фундамента с подробнейшим заключением специалистов. Выполненный по всей форме и правилам документ может использоваться при обращении в судебные инстанции в случае спорных ситуаций. Стоимость выполнения подобных обследований довольно высока, а минимальные сроки изготовления доходят до 5-10 рабочих дней в зависимости от сложности процесса.

Работы, проводимые при экспертизе фундаментов

При экспертизе фундаментов проводится целый комплекс работ, который начинается с простых задач – ознакомления с проектной документацией и уточнения конструктивного решения фундаментов. Предварительно конструкции устанавливается по имеющейся технической документации и по внешнему осмотру: логично, что под стенами скорее всего будет ленточный фундамент, а под колоннами – столбчатый. Однако, это всего лишь предварительные данные, которые требуют фактического уточнения. С целью уточнения проводится вскрытие – устройство шурфов непосредственно у несущих конструкций с обнажением фундаментов.

Вид откопанного шурфа

Инструментальное обследование

Более детальная экспертиза фундамента проводится в случаях:

• нарушения пространственного положения конструкции (сдвиг, осадка, наклон);
• суммарной площади деформированных участков, составляющей более 10%;
• наличия сколов глубиной более 1-1,5см.

Перечень работ, входящих в план мероприятий, и необходимая документация, присутствующая в отчетах, заранее оговариваются с заказчиком. Сторонам рекомендуется заключить договор о проведении экспертизы с расчетом стоимости услуг. Данное правило поможет избежать конфликтных ситуаций.

Шурф для обследования фундамента

В процессе визуального осмотра специалистами уточняется программа натурного обследования, в том числе выбираются места для последующего устройства шурфов. В среднем для обследования одного здания устраивается не менее 3-х шурфов. Стоит отметить, что в случае выявления силовых трещин или перекосов стен в этих местах обязательно роют шурфы, чтобы оценить состояние фундамента.

Ниже приведены стандартные размеры (габариты) шурфов:

• глубина шурфа составляет около 2-х метров (при этом глубина должна быть как минимум на пол метра ниже подошвы фундамента);
• длина шурфа составляет 2-3 метра;
• а ширина не превышает 1-го метра и позволяет специалисту проводить внутри шурфа работы.

Вырытые шурфы позволяют решить множество задач, начиная от уточнения предварительных данных о типе фундамента (ленточный, плитный или свайный) и вида материала из которого он выполнен (бутовая или кирпичная кладка, бетон, железобетон, а иногда и древесина), заканчивая определением прочности материала фундамента.

Конструкция фундамента в шурфе

При откопке шурфов также устанавливается и уровень грунтовых вод. Кроме этого немаловажной задачей является определение наличия и технического состояния гидроизоляции подземных конструкций. Некачественное выполнение гидроизоляции или вовсе её отсутствие является одним из основных факторов повышенного износа зданий: подвал течёт, арматура фундаментов ржавеет, бетон стареет, а надземные конструкции покрываются грибком и разрушаются на морозе из-за увлажнения.

Методы проведения обследования

Экспертиза фундаментной части дома осуществляется разными способами, зависящими от требований, возможных вариантов доступа к конструктивным элементам и узлам, а также от степени их разрушения. Самым простым является визуальный метод осмотра, включающий фиксацию выявленных недостатков на видео или фотоаппарат с целью дальнейшего наблюдения за дефектом. Специалисты составляют Акт, в котором кратко описывают повреждения, и дают, как правило, устные рекомендации по их устранению.

Визуальное обследование фундаментов происходит достаточно быстро и составляет не более одного дня, но оно менее эффективно, нежели инструментальная экспертиза.

Проверка состояния фундаментов и оснований затруднена их расположением. Даже при визуальном осмотре нередко приходится откапывать шурфы, так как наличие в строении подвала не всегда дает возможность определения причин появления дефектов.

Прочность бетона проверяют с помощью следующих инструментальных методов:

• импульсно-ударного;
• отрывного со скалыванием;
• упругого отскока;
• сдавливающего – под прессом;
• ультразвукового и т.д.

Кроме исследований на прочность, материал фундамента проверяется на водопроницаемость и морозостойкость. Железобетон, к тому же исследуется на степень армирования и толщину защитного слоя, предохраняющего арматуру от контакта с грунтом, водой и кислородом. Такие обследования производятся по месту с использованием специальных приборов, к примеру – ультразвуковых тестеров.

Обследование фундаментов зданий преследует несколько целей:

• выяснение фактического состояния конструкции и грунтов, залегающих в основании;
• определение остаточного прочностного ресурса;
• оценку эксплуатационных качеств;
• установление причин разрушения или осадки дома;
• уточнение геометрических размеров;
• расположение арматурных каркасов;
• обнаружение внутренних пустот;
• проверку целостности гидроизоляционного слоя;
• степень коррозии металлических частей фундамента, а также сварных швов;
• диагностику факторов, влияющих на снижение несущей способности;
• выбор оптимальных вариантов устранения дефектов.

Наиболее доступное инструментальное обследование фундамента включает в себя ряд мероприятий. Прежде всего, на определенном расстоянии вдоль его стен и на углах, либо вблизи подземных столбов, откапывают шурфы ниже глубины расположения подошвы фундаментной части дома. После этого производят визуальную оценку состояния конструкции и документальное описание дефектов. Также, выполняют линейные замеры для выяснения ее геометрических параметров. Далее из грунта основания и тела фундамента извлекаются пробы различными доступными способами, но без нарушения их общей целостности. Полученные образцы отправляют в лабораторию для исследования.

Железобетонный фундамент нуждается в определении диаметра арматуры, ее местоположения и толщины защитного слоя.

Выводы, заключения и рекомендации по проведенной экспертизе даются на основании:

• протоколов лабораторных испытаний отобранных проб;
• актов непосредственного обследования фундаментов;
• архивной документации, касающейся подземной части дома и гидрогеологических исследований;
• результатов экспертной диагностики;
• соответствующих расчетов.

Обследование фундаментов заканчивается в момент выдачи заказчику технического отчета с перечнем рекомендуемых мероприятий по устранению выявленных дефектов. Владелец вправе самостоятельно решать необходимость их выполнения, но только в том случае, если не затрагиваются интересы третьих лиц, а возможное разрушение строения не влияет на безопасность окружающих.

Неразрушающее исследование фундаментов

Нередко встречаются случаи, когда Заказчик не позволяет делать вскрытия по тем или иным причинам: рытье ям отпугнет клиентов от торгового центра, уложено дорогостоящее покрытие, которое нельзя нарушать и т.д. Безусловно, это снижает качество исследования, однако все равно позволяет его провести. При таком развитии событий эксперты прибегают к неразрушающему исследованию георадиолокационным методом: по поверхности земли или пола перемещается прибор, который испускает и принимает радиоволны. Распознавая и обрабатывая эти сигналы экспертами устанавливается форма фундамента, глубина залегания, его толщина, а также наличие армирования. Кроме этого георадар позволяет выявить различные дефекты (трещины в фундаменте, наличие карстовых полостей, повреждение гидроизоляции и т.п.). Отдельно следует отметить, что при обследовании свайных фундаментов затруднительно откапывать шурф на всю глубину сваи. Поэтому для определения глубины свай также используются неразрушающий ультразвуковой метод.

Определение длины свай при помощи прибора ИДС-1

Исследование грунтов

Половина дела сделана: конструкция фундамента изучена. Следующим этапом становится обследование основания – грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента. С этой целью из-под подошвы фундамента отбираются пробы грунта в количестве не менее 3 шт., которые позволяют провести исследования его физико-механических свойств.

Изучение основания представляет собой отдельное направление исследований и в зависимости от технического задания может раскрываться в широких пределах: начиная от извлечения единичных образцов грунта из-под подошвы фундамента, заканчивая проведением полноценных инженерно-геологических изысканий, включающих бурение скважин глубиной 10…15 метров и последующее проведение лабораторных испытаний отобранных образцов. Проведение данных работ позволяет изучить природу залегания грунтов и их прочностные свойства.

Причины потери прочности

Фундамент является основанием всего строения. Он располагается под землей, а его конструкция воспринимает все нагрузки и усилия, передавая их на окружающие почвенные слои. В результате создается определенная система, взаимно связывающая между собой здание и грунт. При ее правильном функционировании силы уравновешивают друг друга, но при малейшем нарушении стабильности начинают происходить различные подвижки фундамента или основания в горизонтальном, вертикальном или наклонном направлении.

Определить уровень равновесия «грунт-фундамент» помогают расчеты, выполняемые в процессе проектирования дома. Но иногда по халатности или незнанию исполнителей в вычислениях не учитываются некоторые факторы. Нередко в процессе эксплуатации случаются и непредвиденные ситуации:

• подтопление территории в результате аварий;
• систематические утечки из подземных трубопроводов;
• проведение в непосредственной близости работ, связанных с колебаниями грунта, а именно – с ударными, взрывными или вибрирующими нагрузками (забивка свай, разработка подземных выработок);
• отголоски от землетрясений;
• вымывание грунта из-под подошвы фундамента;
• суровые зимы, не свойственные региону строительства.

Причиной, приводящей к просадкам, часто является несоблюдение технологии проведения работ или банальное желание застройщика сэкономить. Кроме того, обследование фундамента и основания может выявить такие негативные факторы, как блуждающие токи или неоднородность грунтов, колебания химического состава подземных вод или их сезонное поднятие. Словом, источников неприятностей существует достаточно много, а грамотно определить их происхождение и влияние на конструкции подземной части дома под силу лишь профессионалам.

Поверочный расчет

Имея данные о грунтовом основании, о конструктивном решении фундаментов, а также об имеющихся повреждениях, становится возможным однозначное установление причины появления этих самых повреждений, а также проведение поверочного расчета. Результатом расчета является количественное выражение безопасности подземной части здания.

Поверочный расчет оснований и фундаментов может проводиться двумя способами:

• вручную по формулам СНиП;
• методом компьютерного моделирования в программных комплексах SCAD Office или Plaxis 3D.

При этом второй способ является более современным и точным и позволяет решить множество смежных задач.

Часто встречающиеся дефекты при обследовании фундамента

При обследовании фундаментов встречается широкий спектр нарушений в зависимости от конструктивного типа и периода возведения здания. На основе обобщения теоретических данных и нашего опыта исследований ниже мы приведём наиболее часто встречающиеся проблемы.

Возглавляет список отсутствие вертикальной гидроизоляции подземных конструкций, чаще всего это встречается у зданий старой постройки, которые имеют лишь горизонтальную отсечную гидроизоляцию, а иногда выполняются и вовсе без неё. При таком решении подземные конструкции подвержены воздействию мягких грунтовых вод, которые растворяют и вымывают составляющие цементного камня из бетона и раствора кладки.

Вторым по распространению дефектов в части фундаментов является отсутствие или некачественное выполнение перевязки бетонных блоков или кирпичной кладки. Неперевязанная конструкция обладает меньшей жесткостью, а после вымывания раствора из швов при отсутствии гидроизоляции и вовсе переходит в аварийное состояние, рассыпаясь на отдельные фрагменты.

Замыкает лидирующую тройку комплексный дефект – отсутствие мероприятий, направленных на компенсацию неравномерных осадок отдельных частей здания или сооружения. Речь идет о деформационных швах. Например, если одна часть здания имеет 2 этажа, а другая – 7 этажей, то безусловно эти части необходимо отделять друг от друга этим самым швом. Если этого не сделать во время строительства в нужном месте, то это произойдет в процессе эксплуатации в произвольном месте: высокая часть здания даст бо́льшую осадку, а низкая часть осядет меньше, вследствие чего, здание само проделает деформационный шов в виде трещины на всю свою высоту.

Дальше по нашему рейтингу следуют более редкие и достаточно специфические дефекты. Например, в непосредственной близости от дома происходит разрыв трубопровода, и струящаяся вода размывает основание под зданием в результате чего фасад здания покрывается трещинами из-за деформаций фундамента. Другой пример: рядом с существующим зданием начали строительство нового дома, вырыли котлован не устроив должного ограждения. В итоге существующий дом начал сползать в вырытый котлован, при этом сильно накренившись, а по всему дому пошли трещины.

Визуальное обследование

Чаще всего наружный осмотр фундамента без применения инструментов и приборов производится в доступных местах, хотя в некоторых случаях требуется откапывать неглубокие шурфы. Как правило, визуальному обследованию подвергается цоколь, ростверк, приямки и верхняя часть фундамента. Основное внимание при визуальном контроле уделяют:

• коррозии бетона;
• зазорам и трещинам, образовавшимся в период эксплуатации;
• арматуре, обнажившейся в результате сколов защитного бетонного слоя;
• пятнам ржавчины;
• нарушениям целостности монолита;
• разрушениям кладки.