Услуги

Обследование фундаментов

Обследование фундаментной плиты незавершенного объекта строительства, расположенного по адресу: СПб, Выборгский район, ул. Афонская, участок №1 (северо-восточнее пересечения с Главной улицей).

Содержание.

ВВЕДЕНИЕ
1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБСЛЕДУЕМОГО ЗДАНИЯ
2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
2.1. ПО ДАННЫМ ПРОВЕДЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ООО "ГЕОСЕРВИС СПБ"
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ
3.1 ФУНДАМЕНТНАЯ ПЛИТА
3.2. СТЕНЫ ФУНДАМЕНТОВ И КОЛОННЫ
3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ
3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА Ж/Б КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТА
4. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ


Список литературы.
Техническое задание.
Копия допуска СРО.

Приложение 1. Графические материалы.
Приложение 2. Фотоприложение.
Приложение 3. Результаты ультразвукового обследования ж/б конструкций фундамента.
Приложение 4. Результаты динамического зондирования грунтов основания.
Приложение 5. Протоколы испытания образцов арматуры класса А-III №А0696 и №188 от 26.11.2010.

Введение.


Цель работы состояла в определении технического состояния конструкции фундаментной плиты и стен подвала (включая выпуски арматуры), плотности сложения грунтов основания под фундаментной плитой.

Согласно техническому заданию комплекс предпроектных изысканий включал:

o Выполнено обследование ж/б конструкций ФП и стен подвала, оценка состояния, составление схемы дефектов

o С целью определения армирования несущих конструкций, наличия выпусков арматуры из ФП выполнено 4 вскрытия;

o Выполнено детальное изучение плана конструкции с целью выявления отклонений от проекта;

o Для установления прочности ж/б конструкций произведено ультразвуковое обследование прочности в 100 точках;

o С целью определения коэффициента уплотнения грунта и определения физико-механических характеристик грунтов основания под подошвой ФП выполнено динамическое зондирование в 6-ти точках;

o Для определения расчетного сопротивления арматуры произведен отбор 6-ти образцов с последующим испытанием их в лаборатории.

Материалы, предоставленные заказчиком:
Проект на возведение ФП и стен подвалов.

На начальной стадии обследования были подготовлены документальные данные по планировке, разрезам, техническим характеристикам несущих конструкций, составлены конструктивные схемы расположения несущих элементов, уточнены нагрузки, условия эксплуатации.

При обследовании были применены методики, соответствующие действующим нормативным документам. Определение технического состояния конструкций здания проводилось в соответствии с методикой СП 13-102-2003, при описании конструкций использованы следующие термины:

Работоспособное состояние - категория технического состояния, при которой некоторые из численно оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта, норм и стандартов, но имеющиеся нарушения требований, например, по деформативности, а в железобетоне и по трещиностойкости, в данных конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и несущая способность конструкций, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений, обеспечивается.

Ограниченно работоспособное состояние - категория технического состояния конструкций, при которой имеются дефекты и повреждения, приведшие к некоторому снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, и функционирование конструкции возможно при контроле ее состояния, продолжительности и условий эксплуатации.

Недопустимое состояние - категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся снижением несущей способности и эксплуатационных характеристик, при котором существует опасность для пребывания людей и сохранности оборудования (необходимо проведение страховочных мероприятий и усиление конструкций).

Аварийное состояние - категория технического состояния конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения (необходимо проведение срочных противоаварийных мероприятий).

1. Краткая характеристика обследуемого объёма.


Обследуемый объект находится в Выборгском административном районе по адресу: СПб, Выборгский район, ул. Афонская, участок №1 (северо-восточнее пересечения с Главной улицей), относится к незавершенному строительству 2008 года.

Обследуемый объем представляет собой коробчатый фундамент комунально-бытового комплекса - фундаментную плиту и стены подвала на естественном основании. Конструктивные особенности здания – монолитный каркас с несущими ж/б стенами и ж/б колоннами.

Период производства строительно - монтажных работ – 2008 год. На момент обследование, перерыв в строительстве составляет не менее 2-х лет.

2. Инженерно-геологические условия.


2.1. По данным проведенных изысканий ООО «Геосервис СПб».


Обследуемое здание расположено на участке в пределах северной возвышенной части Приморской ступенчатой равнины. Территория участка застройки характеризуется абс. отм. 20,0-20,4 м.

Нормативная глубина промерзания для песчаных и насыпных грунтов составляет 1,6 м.

Геологические условия рассматриваемой площадки оценивались по результатам изысканий ООО «Геосервис СПБ», проведенных в апреле 2008 года скв.№1-6. По инженерно-геологическим изысканиям в геологическом строении территории в пределах глубины бурения принимают участие современные техногенные (tg IV), верхнечетвертичные озерно-ледниковые (lg III), верхнечетвертичные ледниковые (g III) отложения.

Современные техногенные отложения (насыпные грунты)– tg IV представлены щебенистыми грунтами, песками пылеватыми средней плотности и супесями пластичными.

Верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения (lg III) представлены песками мелкими и пылеватыми насыщенными водой, средней плотности и супесями пылеватыми пластичными.

Верхнечетвертичные ледниковые отложения (g III) представлены суглинками полутвердыми с гравием, галькой и супесями пластичными с гравием.

По результатам бурения и лабораторным определениям в пределах изученности участка выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):

ИГЭ-1 – насыпные грунты. Основа – щебенистые грунты, заполнитель – пески мелкие желтые средней плотности влажные, мощностью 0,2-0,6 м (а.о. подошвы 19,6-20,2 м);

ИГЭ-2 – насыпные грунты: пески пылеватые серые со строительным мусором, шлаком, средней плотности влажные, мощностью 0,3-2,0 м (а.о. подошвы 17,9-19,5 м);

ИГЭ-3 – насыпные грунты: супеси пылеватые серые со строительным мусором, шлаком пластичные, мощностью 2,4 м (а.о. подошвы 16,9 м);

ИГЭ-4 – пески пылеватые серые с редким гравием средней плотности насыщенные водой, мощностью 0,9-7,9 м (а.о. подошвы 11,4-17,6 м);

ИГЭ-5 – пески мелкие серовато-коричневые с галькой, гравием средней плотности насыщенные водой, мощностью 3,1-7,3 м (а.о. подошвы 12,2-12,5 м);
ИГЭ-6 – супеси пылеватые серовато-зеленые с редким гравием с прослоями песка пластичные, мощностью 0,8-4,3 м (а.о. подошвы 12,6-13,3 м);

ИГЭ-7 – суглинки пылеватые серые с гравием, галькой с прослоями песка полутвердые, мощностью 6,4-10,2 м (а.о. подошвы 2,4-5,0 м);

ИГЭ-8 – супеси пылеватые коричневато-серые с гравием, галькой с прослоями песка пластичные, вскрытой мощностью 2,1-3,1 м (а.о. подошвы 0,2-0,4 м).

Гидрогеологические условия участка характеризуются наличием подземных вод, приуроченных к пескам мелким и пылеватым.

В период проведенных изысканий в ноябре 2010 года грунтовые воды встречены на глубине 2,9 м (на а.о. 17,5 м) установившийся уровень грунтовых вод зафиксирован на глубине 2,7 м (а.о. 17,7 м). Максимальное положения УГВ следует ожидать на глубине 1,4 м (а.о. 19,0 м). По отношению к бетону марки W4 грунтовые воды неагрессивны.

По результатам анализа изысканий ООО «Геосервис СПБ» можно заключить, что грунты основания под обследуемым зданием распределены неравномерно. Основанием фундаментов являются пески пылеватые серые/ пески мелкие серовато-коричневые/ супеси пылеватые серые, подстилаемые суглинками пылеватыми серыми мощностью не менее 6,0 м.

Характеристики грунтов основания представлены по результатам исследований, проведенных ООО «Геосервис СПБ».

3. Результаты обследования.


3.1 Фундаментная плита.

Фундаментная плита, толщиной не менее 400 мм расположена на глубине 3,2 м от земли. Под фундаментной плитой (ФП) выполнена щебеночная подготовка, бетонная подготовка, слой оклеечной гидроизоляции из «Технониколя». Армирование ФП, выполнено в виде двух сеток. Связь стен, колонн, пилястр осуществлена посредством арматурных выпусков из ФП.
Для определения армирования ФП выполнено 2 вскрытия (cм. лист 4 Приложения 1; фото 7, 8 Приложения 2). Места вскрытий указаны на листе 2 Приложения 1.

По результатам вскрытия установлено, что верхнее армирование выполнено в 3 уровня. Верхний уровень – стержни из арматуры ø14 класса А-III, уложенные с шагом 200 мм. Средний уровень – стержни из арматуры ø14 и ø12 класса А-III, уложенные через один с шагом 100 мм. Нижний уровень - стержни из арматуры ø12 класса А-III, уложенные с шагом 200 мм. Защитный слой для арматуры верхнего уровня (расстояние от грани ФП до грани арматуры) составляет 30…35 мм, что является достаточным для конструкции на открытом воздухе при отсутствии дополнительных защитных мероприятий. В местах вскрытий поверхностной коррозии арматуры не выявлено.

По оси «5» в ФП присутствует деформационный шов 50 мм, выполненный путем укладки прослойки из пеноплекса, что соответствует проекту.

Для армирования вышележащих конструкций из ФП выполнены выпуска из арматуры ø12 и ø16 класса А-III. Длина выпусков составляет 600…1320 мм, что является достаточным для базовой длины анкеровки, необходимой для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rs на бетон (для арматуры ø12 и бетона класса В20 длина анкеровки l0= 30,4 см). После обработки от коррозии данные выпуски пригодны для дальнейшего соединения с арматурными каркасами вышележащих конструкций.

При проведении обследования на поверхности фундаментной плиты трещин, выколов, деструкции бетона не обнаружено. По результатам ультразвукового обследования (см. Приложение 3) расчетные характеристики бетона ФП соответствуют классу бетона по прочности В20.

3.2 Стены фундаментов и колонны.
Несущими конструкциями, передающими нагрузку на ФП, являются ж/б стены фундамента и колонны. Толщина внутренних стен составляет 180 мм, наружных – 300 мм. По проекту сечение колонн принято трех размеров: 300х300 мм, 400х400 мм, 600х600 мм. На момент проведения обследования часть стен и колонн не забетонирована.

Высота бетонирования ж/б конструкции различна (см. лист 1 Приложения 1). Максимальная высота бетонирования равна проектной и составляет 3,45 м от верха ФП. На высоте 3,0 м от верха ФП присутствует рабочий шов, это свидетельствует о том, что бетонирование конструкций велось в 2 этапа.

По наружным стенам выполнена обмазочная гидроизоляция, далее утеплитель 100 мм (2 слоя пеноплекса по 50 мм) и частично обратная засыпка (см. фото 2 Приложения 2).

Из-за перерыва в строительстве длительное время в устроенном подвальном этаже находилась вода, скопление осадков атмосферного происхождения (дождь, снег). Вследствие этого бетон в ж/б конструкциях стен и колонн на высоте до 1000 мм от верха ФП длительное время находились в воде, до откачки воды был влагонасыщен, в зимнее время претерпевал промерзание, арматура подвергалась коррозии.

В целом, бетонирование стен фундаментов и колонн выполнено качественно, выколов, деструкции бетона не обнаружено. По результатам ультразвукового обследования (см. Приложение 3) расчетные характеристики бетона ж/б стен и колонн соответствуют классу бетона по прочности В20.

Для определения армирования ж/б стен было выполнено 2 вскрытия. Места вскрытия указаны на листе 2 Приложения 1. По результатам вскрытий (см. лист 3 Приложения 1; фото 5,6 Приложения 2) установлено, что в качестве рабочей арматуры стены используется арматура ø14 класса А-III, устроенная с шагом 180…230 мм. В качестве поперечной и конструктивной арматуры применена арматура ø8 класса А-III с шагом ≈200 мм. Защитный слой для рабочей арматуры составляет 35…40 мм, что является достаточным для конструкции на открытом воздухе при отсутствии дополнительных защитных мероприятий. В местах вскрытий поверхностной коррозии арматуры не обнаружено.

Для устройства стен и колонн из ФП выполнены выпуски арматуры. Диаметр и высота выпусков различна. Под наружные стены выпуски выполнены из арматуры ø16 А-III высотой ≈1000 мм, под внутренние стены - ø12 А-III высотой 600…1320 мм. Длина арматурных выпусков из полностью забетонированных конструкций наружних стен (на высоту 3,45 м) составляет 180…220 мм. После обработки от коррозии выпуски пригодны для дальнейшего соединения с арматурными каркасами вышележащих конструкций.

Для определения расчетных характеристик стали арматуры были отобраны 6 образцов из арматурных каркасов стен с последующим испытанием в лаборатории (места отбора образцов указаны на листе 2 Приложения 1). Протоколы испытаний приведены в Приложении 5. Вследствие коррозии характерики арматуры ухудшились, наименьшее значение предела прочности составляет 542 МПа (для арматуры класса А-III по ГОСТ 5781-82 табл. 8 предел прочности равен 590 МПа). Таким образом, потеря прочности достигает 8% от требуемого значения.

В обследуемом объеме часть вертикальных конструкций полностью заармирована и готова к бетонированию, которое не было выполнено, поэтому арматурные каркасы долгое время подвергались атмосферным воздействиям, коррозии. Наиболее интенсивно коррозия прогрессирует в зоне 1 м от поверхности ФП, где было скопление воды. Для установления степени коррозии были выполнены измерения арматурный стержней ø14, подвергшихся коррозии. При измерении диаметра арматуры установлено значение 13.1 мм (см. фото 29 Приложения 2). Таким образом, коррозия арматуры достигает ≈1 мм (до 8% сечения).

При проведении обследования были зафиксированы следующие отклонения от проекта:

- отсутствие колонн сеч.400х400 мм по оси «Е» м/у осями «6-10», по оси «Г» м/у осями «8-10» (в месте устройства колонн выполнены стены шириной 300 мм) – см. лист 1 Приложения 1, фото 9,11 Приложения 2;

- отсутствие колонны сеч.300х300 мм в правой полусфере (в месте устройства колонны выполнена стена шириной 180 мм) – см. лист 1 Приложения 1, фото 10 Приложения 2;

- отсутствие арматурных выпусков под проектные колонны и стены (см. лист 1 Приложения 1);

- вместо проектных колонн 600х600 мм в/о «4-Ж» и «4-Д» выполнены колонны 400х410 мм (см. лист 1 Приложения 1, фото 12 Приложения 2);

- проектный проем по оси «5» м/у осями «Г-Д» заармирован (см. лист 1 Приложения 1, фото 13 Приложения 2);

- отсутствуют колонны сеч. 400х400 в ж/б стене по оси «1» м/у осями «А-Б» и «Ж-И» (см. лист 1 Приложения 1, фото 14 Приложения 2);

- в качестве рабочей арматуры в колоннах 400х400 мм вместо проектных восьми стержней ø32 А-III выполнены восемь стержней ø20 А-III (см. лист 1 Приложения 1).

При проведении обследования выявлены следующие дефекты несущих конструкций стен:

- трещины по бетонной стене по оси «К» м/у осями «2-2/3», «2/3-3», «3-4», «8-9» шириной раскрытия до 3 мм (см. лист 1 Приложения 1, фото 15,17,18,20 Приложения 2);
- некачественное уплотнение бетонной смеси стены у основания ФП в/о «3-5/И-К» (см. лист 1 Приложения 1, фото 16 Приложения 2);

- отсутствие защитного слоя поперечной арматуры стены по оси «К» м/у осями «8-9» (см. лист 1 Приложения 1, фото 19 Приложения 2);

- отсутствие дополнительной арматуры в обрамлении дверных проемов (отсутствие дополнительных каркасов с шагом 50 мм по сторонам, отсутствие доп. арматуры ø16 мм над проемом, шаг каркасов над проемом составляет 250 мм вопреки проектному – 200мм) – см. лист 1 Приложения 1, фото 21-27 Приложения 2);

- коррозия арматурных каркасов до 1 мм от диаметра – 8% сечения (см. фото 28,29 Приложения 2).

Выявленные дефекты ж/б стен существенно не влияют на их несущую способность, однако имеются существенные отклонения от проекта. Рекомендуется ознакомить с результатами обследования группу проектировщиков для принятия решения по дальнейшему строительству здания.

3.3. Определение физико-механических характеристик грунтов основания.


Для определения физико-механических характеристик грунтов основания после уплотнения было проведено динамическое зондирование грунтов из 6-ти точек.

Для проведения динамического зондирования в фундаментной плите были пробурены отверстия до уровня грунта. После устройства отверстий через них в котлован стала поступать вода (фонтан на высоту 10-15 см.). Это свидетельствует о том, что горизонт грунтовых вод распложен выше подошвы ФП. После проведения динамического зондирования все отверстия были затампонированы с применением гидроизоляционного материала Waterstop фирмы CETCO.

Определение характеристик свойств грунта несущего слоя было выполнено способом ручного динамического зондирования по методике в соответствии с ГОСТ 19912-2001. В ходе испытания конический зонд, закрепленный на штанге, погружался в грунт ударами груза массой 100 Н на глубину 10 см («залог»). При этом велся подсчет ударов. Зондирование производилось на глубину до 3,2 м ниже подошвы фундаментной плиты. Результаты приведены в Приложении 4 в форме таблиц, единичных графиков зондирования и усредненных графиков зондирования. По числу ударов на «залог» вычислялось условное динамическое сопротивление грунта и, по эмпирическим соотношениям, механические характеристики грунта: угол внутреннего трения φ0, удельное сцепление С (кПа), модуль деформации Е (кПа).

По результатам динамического зондирования видно, что коэффициент пористости грунтов (см. таблица 1 и таблица 2) уменьшился и, как следствие, плотность грунтов увеличилась.

3.4. Определение прочностных характеристик материала ж/б конструкций фундамента.


Для определения прочности материала ж/б конструкций фундамента были выполнены исследования прочности материала неразрушающим методом ультразвукового прозвучивания.

МЕТОДИКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ.
С целью определения призменной прочности бетона на сжатие обследование выполнено с использованием ультразвукового прибора с рабочей частотой 75 кГц.

Поставленная цель достигнута путем последовательного прозвучивания отдельных участков и определения на этих участках скорости прохождения ультразвуковой волны через материал конструкции. В каждой точке снималось по три замера.

При поверхностном прозвучивании использовались игольчатые контакты. Потери энергии на контакте и в измерительной схеме прибора при этом составили для базы прозвучивания 12 см не более 4% и были учтены при обработке полученных замеров. При снятии показаний принималась стабилизированная после нескольких показаний значение. При обработке результатов учитывалась и вероятностная ошибка измерений.

4. Основные выводы и рекомендации.


По результатам технического обследования фундаментной плиты и стен подвалов с выпусками арматуры комунально-бытового комплекса, расположенного по адресу: СПб, Выборгский район, ул. Афонская, участок №1 (северо-восточнее пересечения с Главной улицей), установлено следующее:

Фундаментная плита:
Под рассматриваемым зданием выполнена монолитная ж/б плита толщиной 400 мм с двойным армированием. Верхнее армирование выполнено в 3 уровня – арматурные стержни ø14 А-III с шагом 200 мм, ниже уложены арматурные стержни ø14 и ø12 А-III попеременно с шагом 100 мм, ниже арматурные стержни ø12 А-III с шагом 200 мм. Защитный слой для рабочей арматуры составляет 30…35 мм, что является достаточным.
Для соединения с вышерасположенными конструкциями стен и колонн из тела ФП выполнены выпуски арматуры из стержней ø12 и ø16 класса А-III длиной 600…1320 мм, что является достаточным для базовой длины анкеровки.

При обследовании фундаментной плиты трещин, выколов, деструкции бетона не обнаружено. По результатам ультразвукового обследования установлено, что расчетные характеристики бетона ФП относятся к классу В20.

Грунты основания здания неоднородны. Естественным основанием фундаментов являются пески пылеватые серые/пески мелкие серовато-коричневые/супеси пылеватые серые, подстилаемые суглинками пылеватыми серыми. Установившийся уровень грунтовых вод при проведенных изысканиях ООО «Геосервис СПБ» (ноябрь 2010 г) зафиксирован на глубине 2,7 м (а.о. 17,7 м), что является ниже подошвы ФП (низ ФП расположен на а.о. 17,3 м).

Стены подвала и колонны:
В обследуемом здании выполнены ж/б стены подвала сечением 180 мм (внутренние) и 300 мм (наружные) а также колонны сечением 400х400 мм. По наружным стенам выполнена обмазочная гидроизоляция и уложен утеплитель.

В качестве рабочей арматуры стен выполнена арматура ø14 класса А-III с шагом ≈200 мм, в качестве поперечной арматуры – ø8 класса А-III с шагом ≈200 мм. Рабочая арматура колонн – 8 стержней ø20 класса А-III. Защитные слои арматуры для данных ж/б конструкций являются достаточными.

Бетонирование стен фундаментов и колонн выполнено качественно, выколов, деструкции бетона не обнаружено. По результатам ультразвукового обследования расчетные характеристики бетона ж/б стен и колонн соответствуют классу бетона по прочности В20.

При производстве СМР часть несущих конструкций забетонирована не была, из-за перерыва в строительстве выполненные арматурные каркасы длительное время подвергались коррозии вследствие воздействия атмосферной влаги. На момент обследования коррозия арматурных стержней составила до 8% сечения.

При дальнейшем производстве работ арматурные каркасы рекомендуется очистить от коррозии путем обработки пескоструйным аппаратом.

При проведении обследования выявлен ряд существенных отклонений от проекта (см. п.3.2). Необходимо ознакомить с результатами обследования группу проектировщиков для принятия решения по дальнейшему строительству здания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гроздов В.Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. СПб, - Издательский Дом KN+, 2001.-140с.
2. Гроздов В.Т. Вопросы строительства зданий после длительного перерыва в производстве строительно-монтажных работ. СПб, Центр качества строительства, 1998 г.
3. Методика обследования, проектирования оснований и фундаментов при капитальном ремонте, реконструкции и надстройке зданий. АКХ им. К. Д. Памфилова, М., 1972.
4. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. – Госстрой России, М., 2004.
5. ТСН 50-302-2004 Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт – Петербурге.- С-Пб., 2004.- 57 с.
6. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.- М.: Стройиздат, 1987.-36 с.
7. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений Постановление Госстроя СССР от 05.12.83 N 311.- М.: Стройиздат, 1985
8. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.

Обследование фундаментов