Обследование фундаментов

Фундамент любого капитального сооружения – самый ответственный конструктивный элемент, возведение которого требует тщательного контроля на всех этапах. Перед приёмкой работ, заказчику следует удостовериться в надлежащем качестве монтажа, соблюдении требований проекта, а также действующих нормативов. Для решения подобных вопросов, назначается обследование фундаментов с оформлением официального заключения.

Особенности дефектов и повреждений фундаментов

При проведении экспертизы деревянного дома перед покупкой, требуется анализ качества фундаментов и оснований под ними, уполномоченное лицо обращает повышенное внимание на некоторые типовые дефекты в несущих конструкциях:

• Наличие раковин, сколов, усадочных трещин, образовавшихся из-за некачественного монтажа, ухода за бетоном или применения материалов ненадлежащего класса по прочности, уложенных с нарушением технологической карты.
• Образование трещин из-за неравномерной осадки основания, при возникновении концентрации напряжений в характерных точках.
• Крен конструкции из-за неравномерного распределения напряжений в грунтах с переменным составом и несущей способностью.
• Коррозия арматуры и бетона из-за некорректно выбранной гидроизоляции и других методов защиты конструктивного элемента.
• Разрушение или расслоение бетона из-за физического износа под воздействием агрессивных грунтов основания.
• Продавливание фундамента с частичным разрушением железобетонных элементов.

В ходе проведения работ по обследованию фундаментов, экспертный орган определяет характер дефекта конструкции, степень износа, а также осадку основания, на основе чего составляется заключение с выводами и рекомендациями.

Порядок и методы обследования

При заключении договора и утверждении технического задания с заинтересованным лицом, эксперт выполняет комплекс обследований фундаментов и грунтов, а также испытаний, в соответствии с согласованным алгоритмом, поэтапное следование которому позволяет получить полную оценку состояния несущих конструкций сооружения. Ниже подробно описывается каждый этап экспертизы фундаментов.

Подготовительный этап

Сразу после подписания договора, заявитель передаёт уполномоченному лицу на анализ исходно-разрешительную документацию и ПСД, на основании которой проводятся следующие действия:

• Анализ технического задания, идентификация вопросов, на которые нужно ответить по результатам экспертизы.
• Проверка задания на проектирование, а также ТЭПов планируемого сооружения.
• Инспекция рабочей документации, анализ соответствия чертежей и расчётных схем, действующим нормативам.
• Проверка отчёта об инженерно-геологических изысканиях, определение физико-механических свойств грунтового основания. Анализ гидрогеологических условий местности.
• Инспекция ранее выданного заключения госэкспертизы по результатам анализа переданной проектной документации в утверждаемой части.
• При необходимости – построение независимой расчётной схемы и модели каркаса здания, моделирование грунтового основания, проверка статических расчётов и корректности выбора типа фундамента.

По результатам анализа исходной документации, эксперт выявляет несоответствия и ошибки, которые ложатся в основу протоколов с выдачей предписаний.

Полевые работы

По завершении инспекции исходной документации и выявлении ошибок, уполномоченное лицо выезжает на объект, где проводятся натурные испытания фундаментов при помощи трёх базовых методик:

• Визуальный контроль качества фундамента. Проверка поверхности, выявление сколов, расслоений, мест локальных разрушений, а также трещин в видимых местах. Эксперт проводит фотофиксацию каждого проблемного места и оформляет дефектную ведомость по установленной форме с указанием возможной причины нарушения несущей способности.
• Инструментальный контроль с применением неразрушающих методик. Снятие замеров несущей конструкции, определение положения фундамента при помощи геологического оборудования, выявление крена и неравномерных осадок. Идентификация класса бетона неразрушающими методами, проверка защитного слоя ультразвуковым методом.
• Лабораторные испытания. Для проведения данного вида экспертизы из конструкции выборочно вырубаются образцы материалов, а также извлекаются элементы грунтового основания посредство устройства шурфов. Материалы доставляются в лабораторию, где производится определение гранулометрического состава, а также испытания разрушающим методом на гидравлическом прессе.

Все испытания фиксируются в протоколах с указанием реальных численных показателей прочности, размеров и других параметров конструкции.

Комплекс лабораторных работ

При заборе образцов несущего конструктивного элемента и основания, эксперт передаёт материалы лаборантам, которые проводят следующие виды технического обследования фундаментов:

• Распределение основания на фракции, анализ состава и контроль прочности каждого заполнителя.
• Идентификация степени уплотнения искусственного основания – песчано-гравийной подушки.
• Анализ прочности грунта основания при сжатии на трёхосном приборе.
• Проверка класса бетона на сжатие, растяжение, испытание балочного образца на изгиб.
• Анализ класса арматурной стали, а также химического состава сплава, проверка процента армирования на основе инспекции выбранного образца или керна с кусками арматуры.

Для уверенности в точности результата обследований свайного фундамента, контрольные испытания проводятся несколько раз, и каждая итерация заносится в таблицу протокола обследования. В расчёт принимается минимальной показатель для достижения должного запаса по прочности и допустимых деформаций.

Камеральные работы

По завершении полевых и лабораторных испытаний, уполномоченное лицо проводит камеральную обработку результатов с выполнением следующих этапов:

• Составление подробной дефектной ведомости с группировкой всех проблемных мест, обоснованием причин локальных разрушений и появления трещин. Описание каждой проблемы.
• Оформление протоколов испытаний по установленной форме.
• Сопоставление реальных показателей с нормативными требованиями. В данном разделе указываются ссылки на действующие СНиП, СП и ГОСТ на обследование фундаментов.
• Оформление выводов по результатам проведённой экспертизы.

При написании заключения, уполномоченное лицо отвечает на вопросы, заданные ему в ТЗ, а также выдаёт рекомендации по исправлению выявленных дефектов для последующей безопасной эксплуатации фундаментной конструкции.

Методы определения прочности бетона

Существует несколько методов определения прочности бетона, каждый из которых отличается характерными техническими особенностями, преимуществами и недостатками:

1. Неразрушающие прямые методы обследований оснований фундаментов и бетонных несущих конструкций:

• Мелодика отрыва. Стальной штамп метрологического прибора приклеивается к поверхности бетона, после чего на его крепёжный штифт фиксируется прибор. Поворотом рукоятки, эксперт передаёт отрывающее усилие на материал, который, при достижении определённого показания на динамометре, перестаёт оказывать сопротивление и отслаивается.
• Отрыв со скалыванием. Методика аналогична предыдущему варианту с той разницей, что вместо приклеенной шайбы в конструкцию фиксируется стальной анкер на глубину до 100 мм. При достижении предельного выдёргивающего усилия, метиз извлекается из конструкции фундамента со складыванием соседних слоёв.
• Скалывание ребра. Для данной методики выбирается участок конструкции, который имеет выступающий элемент. На ступень устанавливается штамп домкрата, который приводится в движение и передаёт нагрузку. По мере увеличения давления, ребро скалывается, а на индикаторе агрегата высвечивается показатель предела прочности.

2. Косвенные неразрушающие методы:

• Ультразвук. Оборудование, передающее в структуру конструкции колебания с низкой частотой, замеряет эталонный образец, фиксирует его фактические показатели прочности. Далее, эксперт прикладывает аппарат к любому участку бетонной конструкции, и прибор начинает посылать сигналы. Показатели сравниваются с эталоном, на основании чего выявляется предел прочности по формуле.
• Ударный импульс с использованием молотка Шмидта. Лаборант ударяет молотком в разных местах фундамента, а индикатор идентифицирует силу импульса, которую показывает конструкция заданной жёсткости.
• Упругий отскок. Считается одной из самых простых методик. При ударном воздействии применяется стекломер, который погружается в толщу материала на определённую глубину. Показатель прочности зависит от глубины проникновения стали в бетон и определяется по прилагаемым к прибору таблицам.
• Пластический отскок. Старый способ с использованием молотка Кашкарова. В боёк инструмента вставляется штифт из специального сплава, ударное усилие на которые передаётся через стальной высокопрочный шарик. При импульсном воздействии на бетон, шарик оставляет углубление в штифте, диаметр которого определяет прочность материала.

3. Разрушающие методы обследования фундаментов, шурфов:

• Выполняются в лабораторных условиях, с применением гидравлических прессов и трёхосных машин. Образцы вырезаются непосредственно из конструкции, после чего им придаётся нужная форма балки или кубика с габаритами 150 мм. Материалы раздавливаются, а индикатор показывает предел прочности на сжатие, растяжение, изгиб.

При комплексном обследовании фундаментов, цена которого зависит от объёма работ, объёмно-планировочных показателей объекта и других критериев, уполномоченное лицо прибегает к помощи сразу 3 методов, после чего сравнивает полученные показатели, определяет фактический класс каждого материала.

Когда нужно проводить обследования фундаментов

Обследование технического состояния фундаментов под жилое, общественное или производственное здание назначается при наступлении любой из следующих ситуаций:

• При выявлении видимых дефектов – сквозных трещин, расслоений, сколов на поверхности бетона.
• При наличии следов коррозии, которые приводят к нарушению структуры конструктивного элемента.
• В случае крена здания или неравномерной осадки, что вызывает разрушение или некорректную эксплуатацию вышележащих конструкций.
• Для профилактики – при приёмке строительно-монтажных работ от подрядчика. Экспертиза позволяет убедиться в соблюдении действующих нормативов во время монтажа.
• При смене подрядчика на объекте, для оценки объёма выполненных работ.
• При возобновлении строительства после длительной заморозки сооружения, для определения степени физического износа.
• Перед началом реконструкции или капитального ремонта сооружения для общей оценки технического состояния, выдачи задания проектировщику.

Заключение по результатам обследования фундамента здания также является частью доказательной базы для суда при разбирательстве по уголовному делу в отношении некорректно смонтированной конструкции.

Факторы, влияющие на техническое состояние фундаментов

Сразу после устройства и обратной отсыпки, фундаментные конструкции подвергаются ряду внешних и внутренних воздействий. Ниже приводятся базовые факторы, влияющие на техническое состояние фундаментов:

• Постоянные и эксплуатационные нагрузки, которые взывают внутренние усилия в элементе. При превышении внутренних моментов или поперечных сил, предела прочности элемента, возникает потеря устойчивости, которая сопровождается непрогнозируемыми пластическими деформациями и разрушением.
• Степень агрессивности грунтового основания. Химический состав грунтов характеризуется наличием щелочной, кислой или нейтральной среды. То же касается верховодки и других природных особенностей. При неверно выбранном классе бетона, либо при отсутствии должной изоляции, конструкция начинает разрушаться.
• Качество, прочностные характеристики и однородность грунтового основания. Фундамент предназначен для равномерного распределения точечных, линейных или штамповых нагрузок на грунт основания, посредством увеличения площади опоры. Если основание оказывает разное сопротивление под подошвой фундамента, возможны непроектные перемещения. Такая ситуация особенно актуальна при устройстве отдельно стоящих столбчатых, либо ленточных фундаментов.
• Качество применяемых материалов – разница в прочности на сжатие между бетонами класса В11.5 и В40 отличается в 4 раза, что требует от проектировщика особого внимания при назначении марки базового материала фундамента.
• Количество арматуры – зависит от корректности составления схемы, точности выполнения расчётов каркаса здания на упругом основании.

Каждый из перечислены выше факторов может вызвать аварийную ситуацию уже при начале эксплуатации сооружения. Чтобы избежать таких последствий, рекомендуется проводить экспертизу качества проектной документации сразу после разработки чертежей, а монтажные работы выполнять с контролем каждого этапа – от уплотнения грунта до нанесения гидроизоляционного слоя поверх готовой конструкции.

Заключение

Обследование фундаментов зданий и сооружений – ответственная процедура, которая проводится при выявлении локальных дефектов на поверхности несущей конструкции. Также, экспертиза помогает определить качество смонтированного конструктивного элемента, предъявить претензию подрядчику. При выполнении обследования, уполномоченное лицо анализирует исходную документацию, проводит визуальный, инструментальной контроль элемента на объекте, после чего сравнивает полученные результаты с нормативными показателями. Результатом экспертных действий является официальное заключение, оформленное, согласно требованиям действующего законодательства.