Шурф фундамента – зачем нужен, правила и варианты устройства, негативные моменты
Подземная часть любого здания спрятана под толщей грунта, поэтому даже визуально осмотреть ее не представляется возможным, в отличие от наземных конструкций. Проведению качественного обследования фундамента существующих построек способствуют шурфы, выкопанные с наружной стороны сооружения или изнутри. Их месторасположение определяется в зависимости от конструкции самой постройки, расстояния до близлежащих строений, а также от уровня заложения подошвы фундамента.
Когда необходимо обследование подземных конструкций
Проверка состояния фундамента и основания под ним требуется в случаях:
- увеличения этажности здания;
- технической переоснастки производства;
- капитального ремонта, связанного с повышением нагрузок;
- появления значительных трещин на фасаде и перекосов проемов;
- развития недопустимых просадок;
- необходимости возведения близкорасположенных фундаментов и т.д.
Зачастую о проблемах подземной части сооружения свидетельствуют внешние повреждения на стенах, определяемые визуально, а также заклинивание сразу нескольких дверей, расположенных в одной плоскости или неподалеку друг от друга. В этих случаях специалисты дают однозначное заключение о том, что строение испытывает деформации, и происходит это, скорее всего, из-за слабости основания или начавшегося разрушения фундамента.
При капитальной реконструкции объекта, предполагающей усиление давления на грунт, в обязательном порядке требуется провести обследование его подземной части, для чего необходимо вырыть шурфы.
В ряде случаев бывает достаточно изучения технической документации. Но при ее отсутствии или возникновении значительных просадок, подтвержденных систематическими наблюдениями, а также при работах, связанных с переустройством старых строений, без непосредственного осмотра состояния фундамента и основания обойтись нельзя.
Недопустимые деформации, перекосы и просадки зданий могут происходить по разным причинам, появляющимся сразу, с годами или после оттаивания грунта. Источниками проблем становятся:
- атмосферные воды, просачивающиеся в грунт и замачивающие основание;
- подземные воды, появляющиеся в результате утечек из сетей водоснабжения или канализации, а также резервуаров и теплотрасс;
- поднявшиеся выше допустимого уровня грунтовые воды;
- недостаточно уплотненное основание или обратная засыпка;
- промораживание или вымывание грунта;
- смещение грунтовых слоев относительно друг друга и т.д.
При шурфовании отбирают пробы грунта в основании фундамента, визуально осматривают конструкцию и, при необходимости, изымают образцы материалов (бетона, раствора, камня) для дальнейших лабораторных исследований. Нередко производят вскрытие арматуры.
Правила устройства шурфов
Шурф представляет собой вырытую яму, оголяющую стенку ленточного, опору столбчатого или боковую часть плитного фундамента. Места расположения заглублений определяют, исходя из конкретных условий. Приоритетными являются проблемные участки, а в случае необходимости обследования длинномерных зон, выбор оставляют за площадками, которые менее всего могут стать помехой для прохожих или проживающих рядом людей.
Строители при разметке шурфов не должны отталкиваться только от удобства условий работы и доступности территории. Исследования практически всегда производятся в населенных районах, поэтому от присутствия пешеходов вблизи объекта избавиться не получится. Но и окружающим необходимо помнить о том, что обследование фундамента носит всего лишь временный характер, а проводимые мероприятия являются необходимыми, целесообразными и не критичными.
В обязательном порядке шурф должен закладываться в местах, где явно просматривается деформация стен. Также шурфование может производиться:
- на наиболее загруженных участках здания;
- в каждой самостоятельной части многосекционного дома;
- в зонах расположения дополнительных опор.
Особого внимания требуют площадки, где состояние грунта или фундамента определяется как аварийное. В этом случае, кроме проблемного участка осматривают надежные зоны, где устраивают шурф, после чего результаты исследования сравнивают. Для фундамента реконструируемого объекта шурфование и обследование конструкций вместе с основанием производят в местах установки несущих колонн и стен. А в случае частичной надстройки – только в районе реорганизации.
Количество шурфов зависит от начальной цели ревизии фундамента. При реконструкции или капитальном ремонте здания, не предусматривающем увеличения нагрузок, достаточно будет выполнить 2-3 контрольных шурфа. При устранении поступления воды в подвальном помещении или на первом этаже выкапывают ямы в каждом из обводненных участков, а при углублении подвала делают по одной яме возле всех стен. На наиболее загруженных зонах допускается выполнение двухсторонних шурфов.
В местах изменения уровня заложения фундамента или значительного скачка высоты сооружения нередко устраивают дополнительные шурфы.
Каждый шурф выкапывают ниже глубины заложения фундамента на полметра. В зависимости от стесненности территории и размера заглубления, стенки ямы делают с откосами или укрепляют их вертикальными щитами с распорками. Минимальная площадь днища шурфа относительно его глубины составляет:
- 1,25 м2 – до 1,5м;
- 2 м2 – от 1,5 до 2,5м;
- более 2,5 м2 – от 2,5м.
В строениях с подвалами шурфование производят с внутренней стороны, что значительно уменьшает трудовые затраты при выполнении земляных работ. Шурфы, в этом случае, имеют, как правило, глубину 0,8-1,2м и размеры по дну – 1,0*1,0м.
В результате обследования фундамента выясняют или уточняют:
- глубину заложения подземной части;
- габаритные размеры в плане;
- тип и прочность конструкции;
- наличие дефектов и разрушений;
- класс бетона и марку камня (по образцам – в лаборатории);
- состояние гидроизоляционного слоя;
- нарушение положения относительно вертикальной оси;
- факт присутствия каких-либо усилений.
Состояние искусственного и естественного основания определяют по отобранной в тех же шурфах пробе грунта. В некоторых ситуациях требуется дополнительное шурфование.
Варианты вскрытия фундаментов
Одной из стенок шурфа, предназначенного для обследования ленточного фундамента, является вертикальная поверхность самой подземной конструкции. Для отдельно стоящих столбчатых фундаментов возможно три варианта их вскрытия:
- двухстороннее – шурф выкапывается по двум смежным сторонам фундаментной железобетонной подушки;
- угловое – яма располагается также с двух сторон, но не на полную длину граней подошвы фундамента, а лишь наполовину;
- периметрическое – оголение конструкции производится с трех сторон полностью, а с четвертой – частично.
Двухсторонняя схема шурфования применяется в случае наличия в зоне выкапывания ям значительных осадочных деформаций, при асимметричной форме фундаментной подошвы, либо при рассмотрении возможности увеличения нагрузок на несущие конструкции после реконструкции объекта. Угловой шурф устраивают при одинаковых размерах сторон железобетонного основания в плане и отсутствия просадочных процессов. Для производственных строений учитывают, также, равномерность нагрузок от оборудования и недопустимость его демонтажа или перемещения на другое место в дальнейшем.
Выкапывание шурфа по периметру используют в критических ситуациях, когда требуется максимальный осмотр подземной части здания или доскональный анализ грунтовых условий. Но вскрытие фундамента, в этом случае, допускается производить не сразу по всему периметру, а только участками, составляющими длину не более полутора метров, иначе может произойти обрушение обследуемой постройки.
Нередки случаи, когда для небольшого по площади и этажности здания приходится выкапывать значительно больше шурфов, чем для огромного производственного цеха, имеющего схожие конструкции. Дело в том, что на процесс ответственного обследования в большей степени оказывают влияние конкретные условия, визуальные оценки, а также предварительные контрольные замеры и исследования, нежели человеческий фактор. Бывает, что при минимальной проверке выявляются значительные несоответствия подземной конструкции с технической документацией и даже предыдущими исследованиями. Тогда-то и требуются дополнительные изыскания.
Обследование фундаментов при помощи шурфов производят специализированные организации при наличии техзадания, проектной документации на проведение работ с четким указанием мест расположения и размеров приямков, а также разрешения надзорных органов.
Присутствие профессионалов и руководство инженеров при выкапывании шурфов необходимо для того, чтобы:
- лишний грунт из-под фундамента не был случайно удален во избежание дополнительных просадок;
- при подтоплении ямы могли быть быстро обследованы проблемные участки, так как при интенсивной откачке воды дополнительно вымывается порода, в том числе песчаная подушка;
- специалист смог подкорректировать размеры шурфа для возможности выполнения более точных замеров;
- были изъяты правильные пробы грунта и образцы материалов.
По окончании работ каждый шурф засыпается с послойным уплотнением. Далее, с внешней стороны восстанавливается отмостка по всем правилам, а изнутри – пол.
Негативные моменты шурфования
Перед тем как решиться на обследование фундаментов путем выкапывания шурфов, необходимо понимать, что работы повлекут за собой определенные неудобства, которые могут коснуться не только хозяина строения, но и окружающих. А именно:
- шум при разрушении отмостки или бетонного пола;
- пыль и грязь;
- появление влажности;
- вероятность подтопления при несвоевременной откачке атмосферных вод;
- повреждение гидроизоляции;
- трудности в передвижении вблизи дома;
- невозможность эксплуатации обследуемых участков.
Но, несмотря на трудности, необходимо понимать важность устройства шурфов, предусматриваемых для наглядного ознакомления с проблемами фундаментов и основания под ними. Неудобства, в этом случае, носят временный характер.
Источник
Обследование оснований и фундаментов
Состав работ по обследованию оснований и фундаментов зависит от цели обследования (таблица 2.1.).
Таблица 2.1. Состав работ при обследовании оснований и фундаментов
Цель обследования здания
Капитальный ремонт
Контрольные шурфы
Реконструкция и капитальный ремонт с модернизацией
Контрольные шурфы. Исследования грунтов бурением. Лабораторные анализы грунтов и волы. Лабораторные испытания материала фундаментов. Натурные испытания материала фундаментов. Проверочные расчеты оснований и фундаментов.
Выявление причин появления воды или сырости стен в подвальных помещениях. Углубление подвалов
Контрольные шурфы. Исследование грунтов бурением. Проверка наличия и состояния гидроизоляции. Наблюдения за уровнем грунтовых вод.
2.1.2. При исследовании грунтов бурением количество разведочных выработок определяется по табл. 2.2.
Количество разведочных скважин Таблица 2.2.
Размер здания в секциях
Количество скважин
2.1.3. Глубина бурения скважины определяется по формуле 2.1
где h глубина бурения, м
h1 глубина заложения фундамента от поверхности земли м
k глубина активной зоны основания, м
С постоянная величина (м), равная для зданий до трех этажей — 2, свыше трех этажей — 3.
2.1.4. Контрольные шурфы, для определения размеров, конструкции и материала фундамента, уровня заложения и наличия изоляции отрываются как с наружной, так и с внутренней стороны здания в количестве, принимаемым по таблице 2.3.
Таблица 2.3. Количество контрольных шурфов
Цель обследования здания
Количество шурфов
Капитальный ремонт и реконструкция здания
2-3 в здании
Устранение проникания вода в подвал или сырости стен в подвале и первом этаже
По одному в каждой сырой части здания
Углубление подвала
По одному у каждой стены углубляемого помещения
При детальном обследовании зданий количество закладываемых шурфов принимается:
• в каждой секции (подъезде по одному образцу у каждого вида конструкции в наиболее нагруженном месте;
• при наличии зеркальных или повторяющихся секций в одной секции отрывают все необходимые шурфы, а в остальных — по 1 -2 в наиболее нагруженных местах;
• дополнительно отрывают для каждого строения 2-3 шурфа в наиболее нагруженных местах с противоположной стороны стены там, где имеется выработка; кроме того, в местах, где предполагается установить промежуточные опоры, в каждой секции отрывают по одному шурфу;
• при наличии деформаций в стенах и фундаментах шурфы отрывают под местами их обнаружения и на границах слабых грунтов или участков фундаментов, находящихся в неудовлетворительном состоянии.
Шурфы отрывают на 0,5м ниже подошвы фундамента, а, если на этом уровне обнаружены насыпные, торфяные, рыхлые или слабые грунты, то со дна шурфа закладываются скважины, минимальный размер которых приведен в таблице 2.4.
Глубина заложения фундамента, м
Площадь сечения шурфов, м 2
более 2, 5
2,5 и более
2.1.5. Для проведения лабораторных испытания грунтов в шурфах отбираются образцы размером не менее 150х150х150мм (в слабых грунтах образцы отбирают тонкостенным режущим кольцом).
Образцы грунтов, отбираемые без жесткой тары, парафинируют, туго обматывая двумя слоями марли; до парафинирования на верхнюю грань образца кладут этикетку, завернутую в кальку; второй экземпляр этикетки прикрепляют сверху запарафинированного образца.
Образцы грунтов, отбираемые при помощи жесткой тары, отправляют в лабораторию в этой таре; открытые грани закрывают крышками, а стенки заливают парафином.
Образцы грунтов с нарушенной структурой укладывают в стеклянные, металлические или пластмассовые бюксы с герметически закрывающимися крышками. В бюксы вкладывают этикетки, завернутые в кальку: второй экземпляр этикетки наклеивают на боковую поверхность бюксы.
На этикетках обозначаются наименование организации, проводящей изыскания; название объекта; название шурфа и его номер; глубину отбора образца с указанием места отбора; предварительное наименование грунта по визуальному определению; должность и Ф. И. О. лица, отобравшего образцы, его подпись; дата взятия образца.
2.1.6. В лаборатории определяются первичные характеристики грунта: гранулометрический состав, удельный вес g , объемный вес r ; весовую влажность W . В развитие этих данных определяются расчетные параметры грунта:
объемный вес скелета
г/см (2.2)
% (2.3).
(2.4)
(2.5)
(2.6)
где g b — объемный вес воды
Кроме того, в лабораторных условиях определяются механические характеристики грунтов:
• сопротивление срезу, характеризуемое зависимостью
r = s tg j + С (приложение 1);
• сжимаемость грунтов (приложение 2).
2.1.6. Плотность (объемный вес) и влажность грунтов в натурных условиях залегания определяется по тарировочным кривым радиометрических методов (приложение 3) при опускании в скважину или прижиме к стенкам шурфов радиометрического плотномера РП-3 и влагомера НВ-5.
2.1.7. При детальном обследовании фундаментов в отрывных шурфах определяются тип фундамента, его форма, размеры, глубина заложения; выявляются выполненные ранее подводки, усиления; исследуется материал фундамента механическими и неразрушающими методами.
2.1.8. Ширина подошвы фундамента и глубина его заложения определяется натурными обмерами, для этого боковую поверхность фундамента очищают от грунта, а замеры выполняют любым линейным измерительным прибором — pppa.ru. В наиболее нагруженных участках ширину подошвы определяют в двухсторонних шурфах, а в менее нагруженных допускается принимать симметричное развитие фундамента по размерам, установленным в одностороннем шурфе. Отметка наложения фундамента для шурфа определяется с помощью нивелира.
При наличии свайного фундамента в каждом шурфе замеряют диаметр свай, шаг их расположения и среднее количество на 1 погонный метр фундамента.
Визуальная оценка состояния фундамента содержит характеристику камня и раствора (состояние бетона), наличие пустых швов, местных разрушений.
2.1.9. При натурных испытаниях материала фундаментов применяются механические и физические (неразрушающие) методы, методика использования которых приведена в приложении 3.
Источник