Фундаменты зданий представляют собой малоизнашиваемые конструкции и при нормальном исполнении и эксплуатации срок их службы превышает срок службы верхнего строения.
Однако при проведении реконструкции, ремонтных работ и реставрации зданий и сооружений старой постройки, действующих предприятий и производств, одной из главных задач, стоящих перед строителями, является определение состояния существующих несущих конструкций, способность их воспринимать действующие и дополнительные, возникающие в ходе реконструкции нагрузки и, в конечном счете, выбор, в случае необходимости, способа их усиления.
Также в процессе эксплуатации зданий и сооружений, во многих случаях происходят деформации несущих конструкций, вызываемые различными причинами. Одной из наиболее распространенных причин деформаций являются неравномерные осадки, которые, в свою очередь, вызывают деформации и разрушения несущих конструкций – стен, колонн, перекрытий, сводов, перемычек оконных и дверных проемов и др. Неравномерные осадки зданий и сооружений могут быть вызваны многими факторами. В связи с этим одной из основных проблем, решаемых при реконструкции зданий является выбор рационального метода усиления оснований и фундаментов.
Для зданий и сооружений, находящихся в аварийном состоянии, очень важным является выяснить причины, вызывающие их разрушение. С этой целью производится обследование, которое должно установить:
Ø конструкцию и конструктивные размеры здания;
Ø характер и величину накопленных деформаций здания и его конструктивных элементов;
Ø износ и остаточную прочность материалов конструкций;
Ø залегание, прочностные и деформационные свойства грунтов основания и их изменение за период строительства и эксплуатации;
Ø историю развития деформаций;
Ø категорию износа здания.
Перечисленные задачи решаются следующими способами.
Конструкция, конструктивные размеры и конструкционные материалы здания устанавливаются по проектным материалам первоначального строительства и имевших место реконструкций. При отсутствии или неполноте проектных материалов выполняется обмер конструкций и помещений, по мере необходимости выполняется вскрытие перекрытий, обнажение арматуры железобетонных элементов, откопка шурфов для обследования фундаментов.
Характер и величина накопленных деформаций здания и его конструктивных элементов устанавливаются путем визуального осмотра фасадов и внутренних помещений с зарисовкой и фотофиксацией трещин, искажений формы и положения конструктивных элементов. Для измерения прогиба балок, наклона стен, полов используются нивелировки, тахеометрия. Ценную информацию о деформациях протяженных зданий может дать нивелировка первоначально горизонтальных линий, например, верха цоколя или низа оконных проемов первого этажа.
Износ и остаточная прочность материалов конструкций устанавливается прямыми и косвенными методами: отбираются образцы кирпича, кладочного раствора, других материалов для лабораторных испытаний. Вскрывается арматура железобетонных элементов, и измеряется изменение ее сечения вследствие коррозии. Прочность материалов в конструкциях определяется неразрушающими ударными и ультразвуковыми методами.
Залегание, прочностные и деформационные свойства грунтов основания, уровень и состав подземных вод к началу строительства устанавливаются по материалам инженерно-геологических изысканий, на основании которых выполнялся проект. Изменение свойств за период строительства и эксплуатации устанавливается в процессе обследования: проводятся лабораторные анализы и испытания образцов грунтов, отобранных из шурфов, скважин. Полезным может оказаться статическое зондирование грунтовой толщи. Для оценки состояния грунтов до глубины 1,5–2,0 м вблизи фундамента или под его подошвой, особенно при работе в шурфе или в подвале, удобно использовать ручной динамический зонд. Выполнение этого раздела обследования должно установить вид и свойства грунтов под фундаментами здания, прежде всего – под теми, которые получили деформации.
История развития деформаций, если таковые имели место, выясняется по материалам эксплуатационных служб и по опросу свидетелей. Следует выяснить хронологическую связь появления деформаций с воздействиями на грунтовое основание: обычно деформации связаны с периодом строительства, надстройкой, аварийными протечками водопровода или системы отопления, близким новым строительством.
Категория износа здания устанавливается по материалам выполненного обследования.
На основании материалов обследования выполняется геотехнический анализ ситуации, в котором выявляются причины и механизм появления деформаций, дается прогноз их развития в дальнейшем, делается вывод о необходимости усиления фундаментных конструкций и верхнего строения, даются предпроектные рекомендации по способам усиления и по мониторингу - наблюдениям за изменяющимися параметрами (нагрузками, уровнем грунтовых вод, осадками, раскрытием трещин и т. д.).