12.1.1. Z komplexu prací na kontrole stavebních konstrukcí budov je kontrola základů a základů nejobtížnější z důvodu rozmanitosti skrytých faktorů ovlivňujících stav pozemních konstrukcí.
12.1.2. Průzkum základové půdy by měly provádět specializované organizace v souladu s požadavky SNiP 2.02.01-83*, SNiP 1.02.07-87, SNiP 2.01.14-83, GOST 5180-84, GOST 12248-78, GOST 20276-85 a příslušné instruktážní a regulační dokumenty. V tomto ohledu se tato příručka zabývá především problematikou zkoumání technického stavu základových konstrukcí a stanovení jejich únosnosti.
12.1.3. Kontrola základů a základů zpravidla zahrnuje následující fáze práce: přípravná, celoplošná (polní), laboratorní a kamerová.
Přípravná fáze zahrnuje studium:
materiály inženýrsko-geologických průzkumů, hydrogeologické a jiné materiály odrážející vlastnosti místa zkoumaného objektu;
pozorovací protokoly osídlení, náklonů, trhlin, průhybů a deformací základů;
inženýrské činnosti prováděné v areálu nebo v jeho blízkosti; spolu s tím se provádí vnější kontrola budovy, aby se zjistil celkový stav konstrukcí, zóna největších deformací a poškození konstrukčních prvků, určila se umístění děl, otvory základů, umístění geodetických značek a měřítek .
Náplň práce na přírodních (terénních) průzkumech zahrnuje:
výřez jam pro otevření základů; kontrola technického stavu základových konstrukcí, popis stavu hydroizolace, sestavení seznamu závad a poškození základů, stanovení nebo objasnění zatížení a rázů a přístrojové stanovení pevnostních charakteristik materiálu základových konstrukcí;
výběr vzorků základových materiálů pro fyzikální, mechanické a chemické zkoušky, přístrojové stanovení deformací nadzemních konstrukcí.
Laboratorní práce zahrnuje testování vybraných vzorků materiálů a zjišťování jejich skutečných fyzikálních a technických vlastností.
Kancelářské práce zahrnují shrnutí výsledků průzkumů a vypracování závěru o technickém stavu základových konstrukcí a jejich únosnosti.
Rýže. Umístění výřezů jam při zkoumání základů.
Výřez jam pro zkoumání základů.
Potřebný počet jímek závisí na účelu průzkumu, prostorovém a konstrukčním řešení budovy, jakož i na technickém stavu stavebních konstrukcí a podmínkách jejich provozu:
při obnově budovy v místech nevyhovujícího stavu nadzemních konstrukcí (sedání, deformace, vývalky, trhliny, nepřijatelné deformace), minimálně 2-3 jámy;
při podrobném zkoumání základů se v každém místě utrhne jedna jáma nevyhovujícího stavu nadzemních konstrukcí;
při odstraňování následků zatopení sklepů, tunelů, technologických kanálů apod. – jedna jáma v každém zatopeném místě.
Před zahájením prací na otvírání jímek, aby se zabránilo zničení podzemních inženýrských sítí (tepelných sítí) a poškození podzemních technologických zařízení, musí být uspořádání jímek odsouhlaseno a schváleno hlavním mechanikem nebo hlavním inženýrem podniku.
Jámy se odtrhávají do hloubky pod úroveň základny základu o 0,5 m. Pokud se na této úrovni nacházejí sypké, rašelinové, sypké nebo jiné slabé půdy, měly by být v jámách vyvrtány kontrolní vrty.
Při těžbě jam se zeminy pečlivě kontrolují každých 20-30 cm.V závislosti na vlastnostech zemin a hloubce procházejí jámy s upevněním nebo bez něj. Voda se čerpá z jímek. Vzorkování zeminy se obvykle provádí z úrovně základny základu. Vzorový otvor je znázorněn na Obr. 12.1.
Rýže. 12.1 Vzorek jámy
1 – Cihlová zeď; 2 – podlahy v přízemí; 3 – studna v jámě; 4 – místa, kde je nadace otevřena; 5, 6, 7 – vrstvy půdy
Obr 12.2 Metody otevírání sloupových základů
а – “v rohu”; б – “na dvou stranách”; в – “po obvodu”
Pásové základy jsou otevřeny přímo podél samotné hrany stěny. Základy pilířů je nutné otevřít jedním z následujících tří způsobů (obr. 12.2):
1. Otvor “v rohu” – používá se v přítomnosti symetrické geometrie základu, pokud jde o husté umístění zařízení a nemožnost jeho demontáže; při absenci sedimentárních deformací, stejně jako při opětovném zkoumání;
2. Otvor “na dvě strany” – používá se v případě nepřípustných sedimentárních deformací nadzemní části budovy v této oblasti; při navrhování výrazného zvýšení zatížení zemin nebo s asymetrickými základy.
3. Otvor “po obvodu” – používá se v případě havarijního stavu staveniště spojeného se sesedáním základové půdy. Otevírání základů tímto způsobem se provádí v úsecích ne delších než 1,5 m; není dovoleno současně otevírat základy po celém obvodu.
Výsledky kontroly zemin, parametry jámy jsou zaznamenány v časopise. Kromě toho jsou zaznamenány atmosférické podmínky, datum otevření jam.
Základem budovy nebo stavby je položen základ úspěchu celé stavby. V odhadní dokumentaci je stavba základu cca 20 % z celkové částky. Pokud je nutné zpevnit konstrukci a zvýšit únosnost, cena práce se zvýší na 50%. Tyto hodnoty jsou způsobeny důležitostí prováděné práce a specifiky jejich provádění: vysoká složitost, časté používání manuální práce, stlačený prostor pro práci.
Po vybudování základu nebo při rozhodování o rekonstrukci objektu je povinným krokem provedení průzkumu základu. Zvláště důležité je provést sadu průzkumných prací na správné úrovni před zvýšením zatížení základny (výstavba dalších podlah, zvýšené zatížení podlah).
Vlastnosti vad a poškození základů a základů
Vady v konstrukci základů a základů lze zjistit ve dvou fázích:
- Ve výstavbě.
- Ve fázi provozu budovy nebo stavby.
V obou případech lze jejich vzniku zabránit provedením nezbytných prací k rychlé identifikaci deformací. Čím dříve je problém nalezen, tím je snazší jej opravit.
Hlavním problémem, který vzniká při zkoumání podzemních částí budovy, je nedostatek schopnosti vizuálně sledovat stav prvku. Základ je skrytý a není možné identifikovat vady. Ke kontrole základů budov se proto používají unikátní technologie. Sledování stavu a hodnocení kvality konstrukce jsou povinné během výstavby a dalšího provozu.
Typy deformací základů
V praxi je zkoumání nadace věnována malá pozornost. Stavitelé jsou omezeni na pozorování technologií ve fázi výstavby a sledování dalšího chování konstrukce je ignorováno. Přitom právě deformace základů vedou k nejvýraznější destrukci, až úplnému zřícení. Nejsložitější a nejobtížněji odstranitelné deformace jsou spojeny se základy a základovými půdami.
Postup a metodika zkoumání základů a základů
Byla vyvinuta určitá metodika pro provádění průzkumu základů budovy za účelem zjištění jejího stavu a včasné identifikace závad a chyb. Specialisté zapojení do takových vyšetření začínají svou práci pokládáním speciálních jam.
Umístění a hloubka těchto jam závisí na návrhu budovy, vlastnostech půdy, kategorii složitosti a bezpečnosti budoucí budovy. Hlavním úkolem je určit pevnost betonu pod zemí. Dodatečně se odebírají vzorky půdy, na kterých je položen základ. Jsou podrobeny laboratornímu výzkumu a je vypracována podrobná zpráva popisující vlastnosti půdy. Pro získání potřebné půdy se jámy odtrhávají pod základnou základu.
V závislosti na objektu může být základ různých typů:
-
(plné a přerušované) (sklo, hromada)
- Pevná (deska pokrývající celý obvod budovy)
Při prvotním průzkumu lze odhalit výrazné deformace a poškození základu. V tomto případě se provádí instrumentální vyšetření.
V tomto případě specialisté testují jádra ze struktur – to vám umožní získat úplný obrázek o pevnostních parametrech prvku. Kromě toho se pomocí speciálních metod a zařízení provádí nedestruktivní zkoumání základu, při kterém se odhalí trhliny různého stupně otevření. Odborníci si musí být jisti, že zjistí příčiny jejich výskytu.
Hlavním parametrem, který se zjišťuje a analyzuje při zkoumání základů, a to jak stávajících budov, tak nově postavených, je pevnost betonu. Jeho definice je pro zaměstnance povinným úkolem.
Existuje několik metod pro stanovení přesné pevnosti betonu v základu:
- Nedestruktivní testování (současně betonová konstrukce není vystavena mechanickému namáhání a poškození)
- Ultrazvukové vyšetření pomocí speciálního testeru
- elastický odskok
- Metoda rázového pulzu
- Metoda odštípnutí
- Studium vybraných návrhových vzorků na speciálním lisu
- Důležitou metodou je laboratorní rozbor vybraných půdních vzorků
Volba vhodné metody průzkumu základů je dána vlastnostmi konkrétního objektu a technickými možnostmi realizátorů.
Ultrazvuková kontrola základů
Na základě výsledků komplexu provedených opatření je vypracována podrobná technická zpráva. Měl by obsahovat následující informace:
- Prohlášení o závadném stavu základu
- Komplexní údaje o poškození, sedání a vadách základů
- Podrobné výsledky analýzy jader a čipů v laboratoři
- Parametry získané při přístrojovém vyšetření
- Podrobné hodnocení pevnosti základů
- Závěrečné závěry k přezkoušení a seznam doporučení pro stavebníky
Provádění průzkumu nadace vyžaduje, aby specialisté věnovali zvláštní pozornost všem detailům. V průběhu práce se rozlišuje několik fází:
- Přípravná fáze (sběr základních dat, studium dokumentace, výběr metod průzkumu)
- Fáze terénní práce (přímá prohlídka věcného předmětu, sběr relevantních informací)
- Etapa laboratorních rozborů a výzkumů
- Kamerová fáze (shrnutí nasbíraných materiálů, rozbor a příprava technické zprávy)
Nyní podrobněji o každé z těchto fází.
Přípravná fáze průzkumu základů
V této povinné fázi jsou specialisté postaveni před úkol shromáždit maximum dostupných dat na staveništi, včetně projektové dokumentace, popisu technologie výroby, pasportů materiálů a tak dále.
Celá etapa zahrnuje:
- Analýza a příprava projektové dokumentace
- Zpracování podkladů pro inženýrsko-geologické, hydrogeologické studie, které plně popisují předmětný objekt a území
- Vytváření a údržba protokolů pozorování náklonů, srážek, průhybů a jiných deformací vyskytujících se se základem
- Vývoj a realizace komplexu inženýrských akcí na staveništi
Již v přípravné fázi provádějí specialisté neustálé monitorování a monitorování budovy nebo konstrukce, aby mohli rychle identifikovat závady.
Sbírka projektové dokumentace
Plnohodnotná přípravná fáze umožňuje zjistit potřebu otevření nadace. Pokud jsou určité frakce vyplaveny v půdě, pak práce na otevření základů mohou vést k úplnému zničení. Pokud je při průzkumu zjištěn nějaký sediment nad přípustnou úroveň, provede se statistický průzkum půd.
Terénní práce
Nejdůležitější fáze pro sběr aktuálních informací o objektu a rychlé rozhodnutí v konkrétní situaci. Zahrnuje následující díla:
- Po analýze osídlení v oblasti práce se při vstupu položí speciální průzkumné jámy. Po výkopu pracovník provede kompletní rozbor stavu podzemní části stavby. Zde je nutné prostudovat stav hydroizolace základů, technický stav konstrukce, pevnost materiálů. Provádí se důkladná kontrola, aby se zjistily praskliny a poškození. Na základě výsledků prací v jámách je vypracována podrobná technická zpráva.
- Pomocí speciálních přístrojů se odebírají vzorky pro následné vyšetření v laboratorním prostředí. Místa odběru se určují dodatečně v souladu s doporučeními a pravidly pro kontrolu základů.
- Specialisté v terénu provádějí přístrojovou detekci deformací zemní části konstrukce. Při zjišťování jejich přítomnosti je nutné identifikovat příčinu výskytu a učinit doporučení pro její odstranění.
Komplex laboratorních prací
V seznamu laboratorních činností jsou uvedeny činnosti pro studium vybraných vzorků pomocí vhodného vybavení za účelem zjištění skutečných parametrů vzorku. V této fázi stojí pracovníci před úkolem přesně určit fyzikální a mechanické vlastnosti konstrukce a také vlastnosti zkoumaného předmětu z hlediska pevnostních a deformačních změn. Všechny fáze práce a možné výsledky jsou podrobně popsány v příslušných GOST a pokynech.
Laboratorní rozbor půdy
Zvláštní pozornost je věnována analýze vybraných jader zemin ležících na patě základu. Charakteristiky půdy určují pravděpodobnost a velikost osídlení pod vlivem struktury. Pro optimální výsledek s dostatečnou přesností jsou stanovena pravidla pro odběr vzorků a pořadí jejich rozborů.
Kancelářská práce
V závěrečné fázi průzkumu základu je zhotovitel postaven před úkol shrnout provedené práce a sestavit podrobnou zprávu o zařízení s úplným popisem současného stavu konstrukce a doporučeními pro další práce.
Specialisté, kteří provádějí průzkum základů a základů, mají široké pravomoci organizovat výstavbu. Pokud se na základě výsledků prací zjistí, že základy nejsou v souladu s požadavky předpisů, mohou stavbu pozastavit do odstranění uvedených připomínek. V případě potřeby lze provést další vyšetření.
Metody stanovení pevnosti betonu při zkoumání základů
Zjištění pevnosti betonu použitého při stavbě základů je klíčovým úkolem při průzkumu. Pro stanovení vlastností materiálu v praxi existuje několik různých metod, které jsou rozděleny do několika skupin
- Destruktivní metody
- Přímo nedestruktivní
- Nepřímé nedestruktivní
Základem jejich oddělení je mechanické působení na beton. Při výběru optimální metody vycházejí z konkrétního objektu a jeho vlastností a také z dostupného vybavení.
Destruktivní metody jsou klasické a vyžadují analýzu položeného základu na místě pomocí mechanického působení. Nejoblíbenější a považována za nejpřesnější metodu je metoda stanovení pevnosti zkušebními vzorky odebranými z konstrukce. Navzdory přesnosti se postupem času k této metodě uchyluje stále méně a méně. Důvod spočívá v nežádoucím i minimálním mechanickém poškození základů.
Lisovací zkoušky betonu
Každý materiál má svůj vlastní pas s popisem továrních vlastností. Beton je rozdělen do více tříd a pro konkrétní objekt je požadovaná vypočtená třída popsána v projektové dokumentaci. Odchylka od třídy je nepřijatelná, protože porušuje všechny konstrukční výpočty. V laboratorních podmínkách je technologie stanovení třídy betonu extrémně jednoduchá: studované betonové kostky se drtí na speciálně navrženém hydraulickém lisu. Index pevnosti získaný během experimentu určuje třídu materiálu.
V současnosti je nejlepším způsobem, jak základ prozkoumat, použít metody nedestruktivní analýzy. Pomocí speciálních zařízení se vytváří ultrazvukové záření požadované vlnové délky, které procházející betonem zachycuje přijímač. Specialisté tak získají všechny potřebné vlastnosti materiálu.
Kdy se provádějí průzkumy nadací?
Hlavní důvody pro potřebu průzkumu nadace jsou následující:
- Požadavky bezpečnostní třídy rozestavěného objektu, které předepisují povinnou kontrolu základů
- Identifikace vad v konstrukci, které by mohly být vyvolány založením
V druhém případě předchází stavebním pracím průzkum. Potřeba toho vzniká v případě:
- Výstavba dalších podlaží budovy
- Montáž technologických instalací a zařízení
- S mechanickým opotřebením stávajícího základu
Ve všech případech je vyžadováno vypracování projektu na posílení základů, což není možné bez podrobné analýzy stávající struktury.
Faktory ovlivňující technický stav základů
Základ jako podzemní část stavby přímo interaguje s půdou. Proto se před položením základu provádí studie vlastností půdy. Srážky a výkyvy ve struktuře podkladu mohou vést k výrazné destrukci základu. Vzájemné působení zeminy je klíčovým faktorem ovlivňujícím stav založení stavby.
Základ je vystaven vlivům prostředí: teplotní změny, denní i roční, vedou k mikrodestrukci ve struktuře materiálu a snižují jeho pevnost. To je způsobeno především expanzí vlhkosti v základu.
V některých situacích je nadace vystavena neobvyklým vlivům. Patří sem zemětřesení, podzemní práce a tvorba dutin. V oblastech s možnými seismickými jevy má technologie výroby základů řadu vlastností.
Neustálý dopad velkého zatížení hmotností celého objektu na základ vyžaduje pravidelné sledování jeho stavu.
