Инженерная геология для строительства и реконструкции объектов
Инженерно-геологические изыскания - качество, надежность, опыт
Тел. : +7-495-772-51-15
+7-925-772-51-15

Основание, фундамент и ошибки

Современное возведение зданий и сооружений можно охарактеризовать, с одной стороны, весьма значительным ростом прилагаемых нагрузок и воздействий (в том числе - динамических) на систему "основание - фундамент", а с другой стороны, серьезным осложнением гидрогеологических и инженерно-геологических условий на уже застроенных территориях (города, промплощадки). Все это в совокупности настоятельно требует применения проектирования по вариантам и нахождения оптимального и инженерно-выверенного решения по устройству системы. Выбор наиболее оптимального по несущей способности и своей экономичности основания и фундамента применительно к фактическим условиям площадки строительства связан с необходимостью инженерного решения нескольких взаимосвязанных задач.

1. Получение подробных и достоверных сведений о виде, состоянии, сложении и физико-механических характеристиках грунтов.

2. Определение изменчивости несущей способности грунтов оснований фундаментов зданий или сооружений в плане и по глубине, в т.ч. вызванной увеличением (изменением) естественной влажности грунтов.

3. Оценка влияния применяемой системы "основание - фундамент" строящегося объекта на окружающие здания и сооружения.

4. Исследование изменений гидрогеологических условий на застраиваемой территории и их влияния на надежность системы "основание - фундамент" строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений.

5. Анализ возможных вариантов устройства системы "основание - фундамент" применительно к фактическим инженерно-геологическим, гидрогеологическим и построечным условиям.

6. Выбор оптимального по расходу материалов, затратам энергоресурсов, технологичности и срокам производства работ варианта устройства системы "основание - фундамент".

Вариантное проектирование и выбор оптимального решения устройства системы "основание - фундамент" не возможны без применения специальных, нетиповых видов искусственных оснований и фундаментов, внедрение которых в практику строительного производства в настоящее время сдерживается по целому ряду причин, к числу которых относится и низкое качество инженерно-геологических изысканий.

Статистический анализ результатов обследования 128-ми эксплуатируемых от 3 до 30 лет зданий, находящихся в аварийном и предаварийном техническом состоянии, показывает, что снижение несущей способности и надежности системы "основание - фундамент" является следствием либо воздействия различных техногенных и природно-климатических факторов (87 % обследованных зданий), либо ошибок, допущенных в ходе инженерно-геологических изысканий на участках строительства зданий, при проектировании системы "основание - фундамент", в процессе производства работ нулевого цикла (прежде всего, при подготовке естественных и устройстве искусственных оснований), при эксплуатации зданий и водоведущих коммуникаций (тепло- и водоснабжение, канализация и др.)

Принимая причины, вызвавшие снижение несущей способности и надежности системы "основание - фундамент" за 100%, распределение долей ошибок, допущенных при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации объектов составляет соответственно 23, 28, 23 и 26%.

По сравнению с последними десятилетиями прошлого века количество ошибок при инженерно-геологическом обосновании участков застройки возросли почти в 2 раза, при проектировании системы "основание - фундамент" - в 1,8 раза, в процессе эксплуатации зданий и водоведущих коммуникаций - в 1,4 раза. Уменьшение доли строительных ошибок в 2,4 раза не означает повышения качества работы нулевого цикла. Более того, начиная с 1992 г. отмечено значительное снижение качества подготовки естественных и устройства искусственных оснований фундаментов, в частности, из-за резкого снижения объемов геотехнического контроля, а по некоторым объектам - его полного отсутствия.

В настоящее время основными причинами низкого качества инженерно-геологического обоснования застраиваемой территории, являются:

- сокращение объемов и состава изысканий, в т.ч. по требованию заказчиков;
- отсутствие специальной программы на проведение изысканий на стесненных площадках со сложными и особыми грунтовыми условиями;
- нарушение технологии отбора, условий транспортировки и хранения проб и монолитов грунтов;
- несоблюдение требований стандартов и методик, регламентирующих определение характеристик грунтов полевыми и лабораторными методами;
- низкая квалификация исполнителей.

Наиболее типичными ошибками определения показателей свойств грунтов являются:

- приблизительное определение плотности, влажности и плотности сложения песков, особенно находящихся во влажном и водонасыщенном состоянии;
- несоответствие пределов пластичности фактическому состоянию и виду глинистого грунта;
- значительное отличие значений плотности частиц грунта, полученных по результатам лабораторных исследований проб, и нормативного вероятного интервала значений плотности частиц.

3ачастую в материалах инженерно-геологических изысканий приводятся недостоверные сведения с заниженными параметрами состояния и физико-механических свойств инженерно-геологических элементов (ИГЭ), и на их основе даются рекомендации проектировщикам на применение в качестве искусственного основания забивных или буронабивных свай.

В настоящее время разработано несколько десятков искусственных оснований и фундаментов, которые могли бы успешно и с высокой эффективностью применяться при строительстве зданий и сооружений в различных инженерно-геологических и построечных условиях. К сожалению, из-за отсутствия полной информации и ошибок, допускаемых при инженерно-геологических изысканиях, это многообразие на практике представлено в виде ограниченного числа т.н. типовых оснований и фундаментов: забивные и буронабивные сваи, монолитная плита, ленточные и отдельно стоящие фундаменты.

Проектирование типовых оснований и фундаментов, как правило, ведется на основе данных, характеризующих общее сложение выделенных ИГЭ, и статистически усредненных характеристик грунтов. Прогнозирование их изменений в процессе строительства и на период эксплуатации объектов, в лучшем случае, ограничивается испытаниями проб при их полном водонасыщении. В реальных условиях достижение грунтами такого состояния (тем более равномерного в плане и по глубине сжимаемой зоны) имеет крайне малый процент вероятности.

Анализ принятых к производству работ проектных решений, подготовленных с учетом характеристик водонасыщенных грунтов, показывает их существенные недостатки:

- неоправданное завышение несущей способности фундаментов;
- увеличение трудоемкости, энергоемкости и материалоемкости работ нулевого цикла;
- создание условий для развития неравномерных в плане осадок фундаментов объекта в целом.

Безусловно, ошибки инженерно-геологического обоснования застраиваемых территорий необходимо рассматривать в неразрывной связи с ошибками проектирования системы "основание - фундамент", к числу которых относятся:

- недостаточно квалифицированный анализ материалов инженерно-геологических изысканий;
- непонимание процессов, происходящих в грунтах под воздействием различных техногенных и природно-климатических факторов при строительстве и эксплуатации объектов;
- перестраховка при выборе вариантов устройства оснований и фундаментов, когда предпочтение отдается свайным или плитным фундаментам как наиболее "надежным".

К последнему тезису необходимо следующее замечание. Часто забывают, что любой вид или способ устройства оснований и фундаментов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Так при рассмотрении вариантов свайных оснований из буронабивных, забивных или вдавленных свай, а так же плитных фундаментов не всегда учитываются:

- неравномерность несущей способности свай, связанная с изменчивостью грунтовых условий в плане свайного поля;
- влияние увеличения длины (глубины) погружения свай на их несущую способность, которая может снижаться почти в 2 раза в зависимости от изменчивости грунтовых условий, в т.ч. под острием свай;
- возможное изменение гидрогеологических условий на застраиваемой территории из-за свайных полей, прорезающих водоносные горизонты и создающих прерывистые плотины на пути фильтрации грунтовых вод;
- развитие краевых зон предельного состояния грунтов основания плитных фундаментов, активно влияющих на образование крена высотных зданий и др.

В целом, анализ опыта инженерных изысканий, а также современного строительства и эксплуатации зданий и сооружений позволяет заключить, что основными факторами, сдерживающими внедрение в строительное производство прогрессивных видов оснований и фундаментов, являются:

- низкое качество инженерно-геологических изысканий;
- неквалифицированный анализ и оценка материалов инженерно-геологических изысканий;
- неполнота информационного и нормативно-технического обеспечения новых нетиповых видов оснований и фундаментов;
- дефицит квалифицированных инженерно-технических и рабочих кадров.

Внедрение в практику проектирования и строительства нетиповых видов и способов устройства оснований и фундаментов при устранении основных сдерживающих факторов позволит на основе вариантного проектировании принимать оптимальные решения относительно нагрузок и воздействий, инженерно-геологических и построечных условий.

Авторы материала: А.Саурин, Н.Рябинкин, Ю.Редькина

Сегодня: 04.05.2012

Быстрый переход: Главная - Зачем нужны инженерно-геологические изыскания - Основание, фундамент и ошибки

Инженерная геология

Ищете качество, надежность и опыт? Тех, кто не подведет ни в техническом, ни в организационном плане? Считайте, что нашли. Наша компания осуществляет деятельность в области инженерно-геологических изысканий с 1992 года. В штате только аттестованные специалисты с высшим профильным образованием и с серьезным опытом практической работы.

Предлагаем свои услуги юридическим и физическим лицам в Московском и близлежащих регионах. С нами работать удобно. Мы - признанные в инженерной среде профессионалы, которые любят и отлично знают свое дело.