Комплексный метод обследования бутовых фундаментов
Количественная оценка состояния бутового фундамента — это предпосылка для понимания причин и процессов разрушения материалов бутовой кладки, что необходимо для поддержания сохранности исторических зданий.
Современные исследования и новые технологии породили новые методы оценки состояния бутового фундамента и приемы его сохранения. Задача исследователей — в каждом конкретном случае находить оптимальное сочетание различных методов обследований.
В настоящее время информативность для оценки состояния бутовых фундаментов возрастает при одновременном использовании различных методов. Комплексный метод обследования (КМО) состояния бутовых фундаментов включает в себя: помимо традиционных методов (шурфы, рис. 1), геофизические методы исследования на основе сейсмоакустических полей вынужденных колебаний; контрольное бурение шпуров в теле фундамента с визуальной оценкой внутреннего состояния фундамента телекамерой; оценку пустотности фундамента нагнетанием раствора в полость шпуров.
Как известно, традиционными геофизическими методами на основе акустических характеристик оценка состояния исследуемой конструкции производится преимущественно по одной упругой характеристике — скорости прохождения продольных волн ультразвука. Однако при обследовании разнородных материалов, таких как бутовый фундамент, необходимо привлечение не одной, а нескольких акустических характеристик, коррелирующих с состоянием материала, иными словами, использование многофакторных корреляционных связей.
В КМО использован геофизический метод на основе сейсмоакустических полей вынужденных колебаний, который позволяет оценить сплошность тела бутового фундамента по совокупности признаков (нескольких акустических характеристик): скорости звука, энергии сигнала и интерференции спектра.
При проведении исследований с использованием сейсмоакустических полей вынужденные колебания в теле фундаментов, созданные ударами измерительного молота, в виде поверхностных и радиальных волн (Рэлея-Лява) регистрируются пьезодатчиками и магнитной записью (рис. 2). Зарегистрированные отклики сейсмополя при механическом воздействии содержат информацию о формоизменении (участки со скрытыми дефектами) или об относительной сплошности кладки бутового фундамента.
Следует подчеркнуть, что на достоверность результатов исследований геофизическими методами в городских условиях влияют различные помехи (трубопроводы, электрифицированный транспорт, вибрационные и динамические шумы и т. д.), которые усложняют расшифровку результатов измерений и зачастую приводят к получению неоднозначных выводов. Поэтому информация о состоянии бутовой кладки фундаментов, основанная на результатах геофизических методов, является предварительной и требует уточнения прямыми методами исследования — бурением шпуров в наиболее проблемных местах. Бурение шпуров в теле фундаментов позволяет повысить качество проводимого обследования, получить более детальную информацию о состоянии бутовой кладки фундамента от обреза до подошвы и отобрать пробы материалов, слагающих фундамент. С увеличением количества шпуров повышается точность получаемой информации о состоянии бутового фундамента. При бурении шпуров в теле фундаментов исторических зданий Санкт-Петербурга часто обнаруживаются дефекты в виде трещин, провалов (каверн), колотой мелочи бутового камня и т. п. Это достаточно хорошо видно по скорости проходки штанги бурового снаряда (рис. 3), выходу кернов при бурении, прочности известняка и раствора. Данные характеристики позволяют уточнить предварительную информацию, полученную геофизическими исследованиями.
Оценка внутреннего состояния бутовой кладки фундамента выполняется с помощью мини-телекамеры на телескопическом штативе, позволяющей проводить съемку из внутренней полости шпура на всю его глубину (2–2,5 м). Захват, просмотр и запись видео осуществляют посредством мобильной видеостудии на базе портативного компьютера и платы видеозахвата. Видео-съемка дает возможность получить наглядную картину состояния камней, раствора, швов внутри кладки и дать качественную оценку пустотности, по которой можно определить степень выветрелости кладки фундамента в соответствии с ГОСТ 25100-95.
Пример результата видеосъемки представлен на рис. 4, где приведены фрагменты пустот в теле фундамента по глубине. На снимках хорошо заметна разница между бутовой кладкой в относительно хорошем состоянии и в неудовлетворительном состоянии с относительно большим количеством пустот, не заполненных раствором.
На основании результатов обследования бутовых фундаментов достаточно часто предлагается цементационное усиление кладки и создание уплотненного массива цементогрунта под подошвой фундаментов. Для анализа расхода фактического материала перед усилением выполняется опытное нагнетание цементного раствора в кладку через шпуры. В КМО предлагается рассматривать нагнетание раствора перед усилением как один из методов обследования состояния бутовых фундаментов. Нагнетание раствора в полости шпуров дает возможность количественно оценить пустотность тела фундамента. КМО был применен в ряде исторических зданий в Санкт-Петербурге: жилые дома по ул. Марата и Лиговскому пр.; здание по ул. Можайская, 38 гостиница «Октябрьская» на Лиговском пр..
Комплексный метод обследования состояния бутовых фундаментов позволяет качественно оценить состояния тела бутового фундамента всего здания, отдельных его частей, интенсивность и распределение форм разрушения материала, как на его поверхности, так и по глубине. Данный метод дает более точные данные о состоянии бутовой кладки и позволяет более эффективно и рационально подойти к решению вопроса разработки проектного усиления фундамента.
| Автор: С. Г. Колмогоров, С. С. Колмогорова Дата: 27.01.2011 Журнал Стройпрофиль 1-11 Рубрика: строительный комплекс Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |  |