CC BY
44
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ
К.М. Абелев, А.В. Елшин, И.В. Аверин, Н.Н. Ракитина, Г.В. Сагалаков
С каждым годом увеличиваются объемы строительства зданий в застроенных территориях городов. Многие здания возводятся, как правило, рядом с существующей застройкой и могут оказывать на нее негативное влияние. В связи с этим увеличиваются объемы работ по реконструкции фундаментов зданий с усилением грунтов оснований и фундаментов существующих зданий, попадающих в зону влияния строительства.
Проектирование реконструкции существующих зданий, попадающих в зону влияния строительства новых объектов требует особого подхода к проводимым инженерно-геологическим изысканиям и техническому обследованию подземных и надземных конструкций зданий, а обследованию систем инженерных коммуникаций. Процессы проектирования усложняются при надстройке зданий и углублении их подземных частей.
Процессы проектирования реконструкции зданий в г. Москве требуют еще более ответственного подхода. Значительная часть территории города, особенно его центр, характеризуется сложными и неблагоприятными для строительства инженерно-геологическими и экологическими условиями. Здесь развиты опасные геологические и инженерно-геологические процессы (карстово-суффозионные, оползневые, суффозия, эрозия, подтопление), залегают специфические грунты (насыпные техногенные, слабые глинистые, пучинистые, набухающие), встречаются древние эрозионные врезы (долины). Указанные условия часто осложнены негативными техногенными факторами (динамические воздействия, утечки из водонесущих коммуникаций и т.п.).
При строительстве и реконструкции зданий и сооружений в условиях тесной городской застройки могут быть увеличены объемы инженерных изысканий для строительства, особенно в части прогноза изменения инженерно-геологической обстановки, развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов и оценки геологического риска социальных и экономических потерь от воздействия этих процессов.
Анализ аварий строящихся и реконструируемых зданий и сооружений и причин необоснованных больших материальных затрат, приводящих к увеличению себестоимости строительства, показывают, что многие заказчики и инвесторы-застройщики, специалисты проектных, строительных и изыскательских организаций явно недооценивают роль полноценных качественных инженерных изысканий для строительства. Пытаясь снизить стоимость строительства, они сокращают объем и состав необходимых обосновывающих работ и исследований (особенно определение свойств грунтов полевыми методами), часто заменяют реальные изыскания сбором архивных данных.
Во многих случаях несвоевременное или не в полном объеме выполнение изысканий и необоснованное и некачественное проектирование реконструкции и нового строительства приводят к аварийным ситуациям, ликвидация последствий которых значительно увеличивает сроки и стоимость строительных работ.
3/2008_МГСУТНИК
Существующие опасные процессы и условия их развития, определяющие неблагоприятную инженерно-геологическую и экологическую обстановку на территории города, обуславливают необходимость их детального изучения, прогнозирования и оценки риска, а также разработку на этой основе мероприятий по инженерной защите территорий, зданий и сооружений от опасных процессов. Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта объекта строительства и основываться на результатах комплексного изучения инженерно-геологической и экологической обстановки и мониторинга состояния окружающей среды, который должен осуществляться до начала строительства и при необходимости продолжаться на стадии строительства и в период эксплуатации сооружения.
Инженерно-геологические изыскания для проектирования реконструкции существующих зданий и сооружений в условиях существующей застройки должны обеспечить не только изучение инженерно-геологических условий площадки строительства, но и получение необходимых данных для проверки влияния этих объектов на перемещения и деформации уже эксплуатируемых на соседних участках, для проектирования в случае необходимости мероприятий по уменьшению этого влияния.
Для обоснованного проектирования строительства реконструкции зданий должны выполняться сбор и анализ архивных материалов изысканий специализированных организаций. На основе сопоставления новых материалов изысканий с архивными данными необходимо установить произошедшие за период эксплуатации существующих зданий изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий.
Для реконструируемых и новых пристраиваемых зданий и сооружений объем и состав работ по техническому обследованию надземных и подземных конструкций устанавливаются с учетом их предварительного обследования.
Особое внимание к проектированию оснований и фундаментов должно быть уделено при возведении зданий и сооружений в районах исторической застройки. При техническом обследовании необходимо выявлять наличие и местоположение подземных сооружений, подвалов, фундаментов снесенных зданий, колодцев, водоемов и пр.
При изысканиях глубина бурения и зондирования вблизи существующей застройки должна назначаться с учетом вида и глубины заложения фундаментов существующих объектов и должна обеспечить возможность детального обследования грунтов ниже подошвы фундамента на глубину не менее сжимаемой толщи основания. При выборе метода зондирования в условиях плотной городской застройки предпочтение следует отдавать статическому зондированию.
Изыскания должны обеспечить получение всех характеристик грунтов, необходимых для расчета и проектирования оснований и фундаментов нового объекта строительства, а также проверки, в случае необходимости, деформаций и устойчивости рядом расположенных зданий и сооружений, попадающих в зону влияния этого объекта.
При этом должны быть определены характеристики грунтов, необходимые для проектирования ограждающей конструкции котлована, противофильтрационной завесы, разделительной стенки в виде траншейной «стены в грунте», шпунтового ряда или ограждения из свай различного вида и способа погружения и изготовления, дренажных или водопонизительных систем.
При изысканиях для реконструкции и при обследовании оснований фундаментов рекомендуется применять геофизические исследования.
На основе гидрогеологических и гидрохимических исследований должны быть ус-
тановлены: уровень и режим подземных вод, химический состав и характеристики агрессивности подземных вод по отношению к материалу фундаментов и других конструкций подземной части, а также дан прогноз изменения гидрогеологических условий площадки.
При изысканиях для реконструкции необходимо учитывать наличие опасных геологических и инженерно-геологических процессов, а также тенденцию к их активизации. Сведения об опасных процессах используют для выявления причин деформаций и повреждений зданий и для разработки мероприятий по их защите при реконструкции.
Для реконструируемых зданий применяются следующие методы реконструкции и усиления оснований и фундаментов:
- усиления и изменения конструкции или размера фундамента;
- закрепления грунтов основания инъектированием;
- механического уплотнения;
- армирования.
Укрепление и усиление фундаментов проводят в следующих случаях:
- при снижении прочности материала фундамента и его несущей способности;
- при увеличении нагрузок или появление дополнительных воздействий;
- при строительстве примыкающего здания, подземного сооружения;
- при появлении неравномерных деформаций здания.
При реконструкции зданий применяются следующие методы усиления фундаментов:
- инъекционное укрепление тела фундамента здания;
- устройство обойм без уширения или с уширением подошвы фундамента;
- подведение конструктивных элементов под существующие фундаменты зданий;
- подведение новых фундаментов с использованием свай различных видов;
- переустройство столбчатых фундаментов в ленточные и ленточных в плитные;
- устройство щелевых (шлицевых) фундаментов.
Исследования были проведены при проектировании и реконструкции ряда зданий в г. Москве. Учет особенностей производства строительных работ на объектах реконструкции зданий в стесненных городских условиях и применение щадящих технологий производства работ позволили завершить работы с хорошим качеством.
