ГЛАВА 1. ОЦЕНКА НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕУСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТОВ
1.1. Причины, вызывающие необходимость переустройства фундаментов (ч. 1)
Переустройство фундаментов заключается в любом изменении конструкции или размеров существующих фундаментов в целях приспособления их для использования в изменившихся условиях эксплуатации. Переустройство как более общее понятие разделяется на усиление и реконструкцию. Усиление фундаментов связано с восстановлением или заменой морально или физически изношенных (разрушенных) их конструктивных элементов, а также с увеличением нагрузок на фундаменты. Под реконструкцией фундаментов понимается изменение их конструкции в связи с переменой функционального назначения, с заменой типа или вида устанавливаемого оборудования или надземных конструкций. Реконструкция фундаментов, как правило, не связана с их разрушением (износом).
В принципе переустройство обязательно для любого промышленного предприятия и должно осуществляться по мере морального и физического износа основных фондов. Периодичность его определяется необходимостью внедрения научно-технических достижений, улучшения условий труда и рядом других причин. Переустройству подлежат не только производственные здания, но и здания и сооружения гражданского назначения.
Цели переустройства состоят в улучшении планировочных решений, повышении степени благоустройства, а также увеличении жилой и производственной площади с сохранением имеющейся застройки. Характерными и самыми массовыми объектами переустройства являются старые здания, многие из которых представляют капитальные строения, пригодные по техническому состоянию к дальнейшему использованию. Значительная часть производственных зданий и сооружений в стране возведена более 30 лет назад. За время их службы конструктивные элементы претерпели моральный и физический износ.
Моральный износ фундаментов зданий и технологического оборудования наблюдается при несоответствии их параметров (несущей способности, глубины заложения, формы, площади подошвы и др.) требованиям, возникающим при реконструкции производства и техническом переоснащении технологического оборудования. Количественной характеристикой морального износа является суммарный объем затрат на переустройство фундамента с целью его доведения до требуемого уровня. Моральный износ фундамента, как и здания в целом, вследствие увеличивающегося во времени несоответствия между его параметрами и требованиями, возникающими при реконструкции или переоснащении производства, возрастает. Поэтому на определенном этапе переустройство фундаментов будет уже нецелесообразно.
Фундаменты с течением времени подвержены физическому износу. Нередки случаи, когда фундаменты разрушаются намного раньше расчетного срока их эксплуатации. Например, при действии агрессивных грунтовых вод (утечки из канализационных коммуникаций, стоки химических производств и др.), насыщенных щелочными, сульфатными и прочими химическими веществами, разрушается защитный слой бетона фундаментов, а затем коррозии подвергается и арматура. В таких условиях фундаменты могут потерять несущую способность настолько, что неизбежно потребуется их усиление.
В эксплуатационных условиях система основание — фундамент испытывает одновременное воздействие многих факторов, из которых наиболее значительными являются изменения свойств основания, различного рода эксплуатационные факторы, природные явления и воздействия, связанные с хозяйственной деятельностью человека. В большинстве случаев наблюдается одновременное воздействие многих факторов. Поэтому сложность явлений, протекающих в системе основание — фундамент при естественных условиях эксплуатации, крайне затрудняет не только количественную оценку этих явлений, но и их физическую характеристику.
Случаи нарушения работы оснований и фундаментов встречаются часто [7]. В большинстве из них обычно не происходит полного разрушения зданий или сооружений, но наблюдаются перекосы, трещины и другие деформации, затрудняющие или сокращающие сроки их службы. Поэтому контролю качества изысканий, проектирования и устройства оснований и фундаментов, независимо от их конструктивных особенностей, должно уделяться исключительное внимание.
Нередко проектирование зданий и сооружений ведется в расчете на то, что грунты основания под их фундаментами будут оставаться такими же, какими были при выполнении изыскательских работ. Влияние каких-либо внешних условий на свойства этих грунтов часто невозможно предусмотреть при проектировании. Однако в процессе эксплуатации зданий и сооружений неизбежны непредвиденные воздействия на грунты, вызывающие изменения их свойств. Одним из таких факторов, влияющих на свойства грунтов основания, является их водонасыщение. Обводнение грунтов может значительно снизить физико-механические и прочностные характеристики грунтов основания, а иногда привести к суффозии или вымыванию грунта из-под фундаментов. Особенно опасно обводнение площадок, сложенных просадочными грунтами.