Обследование зданий на просадочных и насыпных грунтах

Обследование зданий на просадочных и насыпных грунтах устанавливает фактическое техническое состояние конструкций, основания и инженерных систем применительно к грунтам, которые изменяют свои свойства при замачивании или имеют нестабильную структуру. Работы проводятся в рамках обследования зданий и включают визуальный контроль, инструментальные измерения, вскрытие фундаментов, лабораторные испытания грунтов и поверочные расчёты. Цель такого обследования: определить категорию технического состояния, выявить причины деформаций и подготовить рекомендации по усилению основания. В статье разобраны нормативная база, состав и этапы работ, методы и приборы, типовые дефекты, особенности просадочных и насыпных грунтов, сроки и стоимость, порядок оформления заключения.

Нормативная база обследования на просадочных и насыпных грунтах

Обследование выполняется по требованиям действующих нормативных документов. Основной порядок установлен ГОСТ 31937 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния». Для оценки оснований применяются следующие документы:

• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»: правила проектирования оснований на просадочных, насыпных, слабых и пучинистых грунтах;
• СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства»: требования к полевым и лабораторным методам исследования грунтов;
• ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация»: классификация просадочных, насыпных и техногенных грунтов;
• ГОСТ 23161-2012 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности»: определение относительной просадочности, начального просадочного давления и начальной просадочной влажности;
• ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»: влажность, плотность, границы пластичности;
• СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»: учёт негативного трения в просадочных грунтах;
• ГОСТ 12071-2016 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов»: требования к монолитам ненарушенного сложения.

Требования механической безопасности закреплены в Федеральном законе от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», в том числе в статьях 3, 16, 34 и 36. Градостроительный кодекс РФ применяется в части обследования при реконструкции, капитальном ремонте, сносе и эксплуатации объектов капитального строительства.

Цели и задачи обследования

Обследование зданий на просадочных и насыпных грунтах направлено на установление причин деформаций, оценку остаточного ресурса и разработку мероприятий по стабилизации основания. В задачи входят:

• определение категории технического состояния по ГОСТ 31937: исправное, работоспособное, ограниченно работоспособное или аварийное;
• выявление кренов, просадок, неравномерных осадок и раскрытия трещин;
• установление фактических физико-механических характеристик грунтов основания;
• оценка несущей способности фундаментов и надземных конструкций;
• прогноз возможной просадки при замачивании или дополнительном нагружении;
• разработка рекомендаций по усилению, ремонту или ограничению эксплуатации.

Для просадочных грунтов дополнительно определяется тип грунтовых условий по просадочности. Для насыпных грунтов оцениваются состав, возраст, плотность сложения, степень самоуплотнения и наличие слабых прослоек.

Состав и этапы работ

Обследование включает четыре основных этапа: подготовительный, полевой, лабораторный и камеральный. Подготовительный этап предусматривает анализ проектной, исполнительной и эксплуатационной документации, сбор данных о предыдущих деформациях, согласование программы работ и схем размещения шурфов.

Полевой этап включает визуальное освидетельствование, инструментальные измерения, механические вскрытия фундаментов, отбор образцов грунта и материалов, геодезическую съёмку и при необходимости геофизические исследования. Лабораторный этап состоит из испытаний грунтов и материалов конструкций. Камеральный этап включает обработку результатов, выполнение поверочных расчётов и оформление технического заключения.

Состав работ корректируется в зависимости от типа здания, площади застройки, глубины заложения фундаментов и характера дефектов. Для объектов с признаками неравномерных осадок обязательным является заложение шурфов не менее чем в трёх характерных точках.

Визуальное обследование и фиксация дефектов

При визуальном осмотре фиксируются трещины в стенах, цоколе, фундаментах, перекрытиях, отмостке, перегородках и заполнениях проёмов. Указываются ширина раскрытия, направление, протяжённость и глубина трещин. Отдельно отмечаются следы замачивания, высолы, коррозия арматуры, отслоение защитного слоя бетона, разрушение кладки и деформации узлов опирания.

К типичным признакам работы слабого основания относятся:

• наклонные трещины, расходящиеся от фундамента к перекрытиям;
• X-образные трещины в простенках;
• сдвиг плит перекрытий с опорных участков;
• перекос дверных и оконных блоков, заклинивание створок;
• отрыв и просадка отмостки;
• разрывы вводов инженерных коммуникаций в подвальной части.

Все дефекты наносятся на схемы, маркируются и фотографируются. Визуальные данные служат основанием для назначения участков инструментального контроля и лабораторных испытаний.

Инструментальное обследование конструкций и основания

В объёме работ выделяется инструментальное обследование, включающее геодезические, геофизические и механические методы. Геодезический контроль выполняется цифровыми нивелирами и электронными тахеометрами. Определяются вертикальные отметки, крен, прогибы, величины раскрытия трещин и динамика осадок.

Прочность бетона, кирпича и раствора измеряется ультразвуковыми приборами, склерометрами и приборами ударного импульса. Толщина защитного слоя и расположение арматуры уточняются магнитными и электромагнитными измерителями. Скрытые полости, зоны разуплотнения, промоины и границы насыпных слоёв выявляются георадаром.

Для исследования грунтового массива применяются статическое и динамическое зондирование, штамповые испытания, прессиометрия и вращательный срез. Собственная лаборатория неразрушающего контроля «МОС-ЭКСПЕРТ» и более 200 поверенных приборов в государственном реестре средств измерений позволяют выполнять комплексный контроль с фиксацией результатов в протоколах установленного образца.

Лабораторные испытания грунтов и материалов

Лабораторные испытания грунтов выполняются для оценки несущей способности основания и его чувствительности к замачиванию. Определяются следующие характеристики:

• природная влажность, плотность, плотность сухого грунта;
• число пластичности, показатель текучести;
• гранулометрический состав для насыпных грунтов;
• относительная просадочность при различных давлениях;
• начальное просадочное давление;
• начальная просадочная влажность;
• модуль деформации по компрессионным испытаниям;
• угол внутреннего трения и удельное сцепление по результатам среза.

Для насыпных грунтов дополнительно устанавливаются коэффициент уплотнения, содержание органических включений, наличие строительного мусора и неоднородность состава. Материалы фундаментов испытываются на прочность, водопоглощение, морозостойкость, глубину карбонизации бетона и состояние арматуры.

Типовые дефекты и причины их возникновения

На объектах со слабыми основаниями наиболее часто встречаются следующие дефекты:

• трещины ленточных и плитных фундаментов;
• косые трещины в несущих стенах с раскрытием к перекрытиям;
• сдвиг плит перекрытий и лестничных маршей;
• крен здания или отдельных блоков;
• деформации заполнений проёмов и перегородок;
• отрыв, просадка и разрушение отмостки;
• локальные просадки полов первого этажа;
• разрывы и повреждения вводов инженерных сетей;
• коррозия арматуры при длительном замачивании конструкций.

Основные причины: некачественное послойное уплотнение насыпного грунта, замачивание просадочных грунтов утечками из водонесущих коммуникаций, нарушение водозащитных мероприятий, недоучёт просадочных свойств при проектировании, отсутствие грунтовой подушки, изменение гидрогеологического режима и вибрационные воздействия.

Особенности зданий на просадочных грунтах

Просадочные грунты способны резко уменьшать объём при замачивании и одновременном действии нагрузки. Деформации возникают даже без дополнительного нагружения. В зданиях это проявляется в виде вертикальных просадок, кренов, отрыва коммуникаций и образования магистральных трещин.

При обследовании устанавливаются мощность просадочной толщи, тип грунтовых условий по просадочности, фактическая влажность и наличие источников замачивания. Шурфы закладываются ниже просадочной толщи. Отбор монолитов выполняется без нарушения природного сложения. По ГОСТ 23161-2012 выполняется прогноз возможной просадки при расчётном давлении.

Особое внимание уделяется подземным коммуникациям, ливневой канализации, дренажу и отмостке. Для зданий на просадочных грунтах характерно развитие деформаций после аварийных утечек, поэтому обязательной является фиксация следов замокания в подвалах, технических подпольях и вокруг вводов сетей.

Особенности зданий на насыпных грунтах

Насыпные грунты отличаются неоднородностью состава, наличием строительного и бытового мусора, неравномерной сжимаемостью и незавершённой консолидацией. Эти свойства приводят к длительным осадкам, зависящим от толщины насыпи, её возраста и способа укладки.

Обследование выявляет мощность и возраст насыпного слоя, состав, плотность сложения, наличие пустот, прослоек органики и слабых линз. Различают планомерно возведённые насыпи и отвальные. Для первых характерна более высокая степень уплотнения, для вторых: высокая неоднородность и склонность к доуплотнению при замачивании и вибрациях.

При инструментальном исследовании увеличивается плотность точек зондирования и число шурфов. Обязательно оценивается коэффициент уплотнения на разных глубинах. Для зданий на насыпных грунтах часто требуется контроль динамических воздействий от транспорта и промышленного оборудования.

Особенности обследования разных типов объектов

Для жилых многоквартирных домов основное внимание уделяется несущим стенам, панельным стыкам и влиянию просадок на инженерные системы. В промышленных зданиях учитываются крановые нагрузки, вибрация от оборудования и чувствительность технологических линий к неравномерным осадкам.

Исторические здания обследуются щадящими методами с ограничением вскрытий. Оценивается совместимость материалов усиления с кладкой, а также влияние осадок на своды, арки и декор. Подземные и заглублённые сооружения требуют контроля давления грунта и работы дренажей.

Объекты на склонах дополнительно проверяются на оползневое давление и устойчивость откоса. Площадки с просадочными грунтами обследуются с обязательной проверкой источников замачивания: водопровод, канализация, теплосети, ливнестоки. Для объектов с насыпными грунтами контролируется наличие старых подземных выработок, погребов и засыпанных котлованов.

Сроки и стоимость работ

Сроки обследования зависят от площади здания, этажности, числа дефектов, количества шурфов, объёма лабораторных испытаний и необходимости геодезического мониторинга. Полевые работы обычно занимают от нескольких дней до двух-трёх недель. Камеральная обработка, выполнение поверочных расчётов и подготовка заключения занимают от одной до трёх недель.

Стоимость формируется на основе программы обследования, глубины механических вскрытий, числа отобранных проб, количества используемых приборов и сложности доступа к конструкциям. Итоговая цена определяется после анализа технического задания и исходной документации. Конкретные сроки и стоимость фиксируются договором.

Увеличение объёма лабораторных испытаний и количества шурфов повышает достоверность результатов, но не всегда требуется для всех объектов. Программа составляется с учётом типа грунтовых условий и степени деформаций.

Заключение

Результатом обследования является техническое заключение с категорией технического состояния, ведомостями дефектов, результатами измерений и лабораторных испытаний, поверочными расчётами и прогнозом деформаций. Для просадочных грунтов указываются тип просадочности, расчётная просадка и необходимые мероприятия: водозащита, замена грунта, цементация, свайные фундаменты. Для насыпных грунтов приводятся способы уплотнения основания, усиления фундаментов и стабилизации конструкций.

«МОС-ЭКСПЕРТ» имеет допуск СРО на обследование особо опасных, технически сложных и уникальных объектов и является членом Судебно-экспертной палаты РФ с 2021 года. Такая квалификация позволяет выполнять работы на объектах с просадочными и насыпными грунтами с последующей выдачей заключения, пригодного для проектирования, ремонта, реконструкции и судебного разрешения споров.