В случае поступления грунтовых вод на защищаемую территорию целесообразно устройство противофильтрационных завес, сооружаемых путем инъекции через скважины в грунт твердеющих растворов или заполнения узкой щели-траншеи противофильтрационным материалом: глиной, суглинком, грунтобетоном, тощим бетоном и др.

Открытый водоотлив можно применять в условиях, исключающих нарушение природных свойств грунтов и обеспечивающих сохранность расположенных на осушаемом участке зданий и подземных сооружений, включая откосы земляных сооружений. Поступающая в специальные приямки (колодцы) или котлован вода отводится самотеком или с помощью насосов. В состав открытого водоотлива входят водосборники (зумпфы), насосные станции, сбросные скважины, водосборные и водоотводные канавы.

При устройстве трубчатых горизонтальных дренажей используют керамические или асбестоцементные трубы, а при глубине заложения дрен свыше 4,5 м - бетонные и железобетонные. Их укладывают в траншеи на слой щебеночной подготовки и обсыпают сначала гравием, а затем песком (по принципу обратного фильтра) и закрывают сверху хорошо уплотненным грунтом. Грунтовые воды поступают в трубы через стыковые зазоры в 10-20 мм, открытые в верхней части на две трети внутреннего диаметра по высоте (нижняя треть заделывается просмоленной паклей), или специально устраиваемые круглые или щелевые водоприемные отверстия.

Горизонтальные скважины устраивают путем забуривания их в осушаемый пласт или проходки из специальных колодцев (шахт) расходящихся скважин-лучей, в которых устанавливают фильтровальные трубы-дрены. Горизонтальные лучи могут выполняться значительной длины (до 50-100 м) поэтому водозахватная способность лучевых дренажей очень высока. Их применение особенно эффективно для защиты от подтопления оснований существующих зданий и сооружений.

При эксплуатации зданий и сооружений часто возникает необходимость в осушении оснований или предотвращении их обводнения. Указанное во многом связано с прогрессирующим подъемом грунтовых вод на застроенных территориях. Осушение и дренаж оснований применяются самостоятельно или в комплексе с активными способами защиты от деформаций (усиление фундаментов, замена или укрепление надземных конструкций и др.).

При решении вопросов защиты оснований от воздействия грунтовых вод обычно осуществляют мероприятия, которые условно можно разбить на три группы, каждая из которых проводится с определенной целью.

На основе изложенного в предыдущей статье, рекомендуется следующий порядок выполнения проектно-изыскательских работ при усилении фундаментов или упрочнении оснований:

1. Обследование сооружения и предварительное заключение о причинах деформаций или об источнике, вызывающем необходимость усиления фундаментов. Такое обследование позволяет сделать первоначальные выводы о причинах, вызывающих необходимость усиления фундаментов, и составить подробную программу выполнения инженерно-геологических изысканий.
2. Геодезические наблюдения за осадками сооружения и окружающей его поверхностью земли. Наблюдения должны производиться до предварительного обследования и после него.

Инженерно-геологическому обследованию оснований и фундаментов предшествует детальное изучение имеющихся проектных и архивных материалов по геологическим и гидрогеологическим исследованиям, производившимся на данной площадке или на соседних участках, планировке и благоустройству площадки, геологическому строению и физико-геологическим явлениям, состоянию существующих зданий и сооружений, наличию грунтовых вод и их агрессивности, условиям заложения фундаментов и других подземных коммуникаций.

При обследовании фундаментов машин с динамическими нагрузками и их оснований дополнительно устанавливают как параметры колебаний фундамента, так и уровень вибраций пола и грунтового основания. Последнее необходимо для решения вопросов, которые связаны с обеспечением требований санитарных норм, а также нормальных условий эксплуатации соседних фундаментов под технологическое оборудование, чувствительное к вибрациям, и примыкающих фундаментов несущих конструкций.

Целью обследования оснований и фундаментов является выявление, их фактического состояния. В состав работ по обследованию входят: освидетельствование существующих оснований и фундаментов с фиксированием их состояния, основных размеров, имеющихся нарушений и дефектов; изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий с учетом проводимой реконструкции или усиления; организация и проведение наблюдений за деформациями конструкций и осадками фундаментов. Характер и объем натурных обследований, включающих проведение комплекса инженерно-геологических и инструментальных работ, определяются конкретными задачами.

В зависимости от цели обследования необходимо установить: фактические размеры фундаментов (глубину заложения, размеры подошвы, толщину стен и сечений, наличие отверстий и проемов); свойства материалов и состояние конструкций (материал и его проектная марка, наличие коррозии, повреждений и др.); конструктивные схемы фундаментов и сопряжения фундаментов со стенами, ростверками и другими конструкциями; состояние основания под фундаментами, а также коммуникаций и дренажных систем.

При строительстве новых сооружений рядом с существующими фундаментами повышаются нагрузки на их основания. Если фундаменты были рассчитаны лишь на нагрузку от опирающегося на них сооружения, то дополнительная нагрузка может вызвать осадки фундаментов, превышающие нормативные. В таких случаях необходимо осуществлять мероприятия по повышению несущей способности фундаментов или укреплению грунтов, на которые они опираются.

Разработка котлованов рядом с существующими фундаментами приводит к разрыхлению грунтов основания и снижению их прочностных характеристик. Для уменьшения воздействия на фундаменты требуется тщательное ограждение котлована от существующих фундаментов. Характерными причинами нарушения технологии возведения фундаментов могут быть: длительные простои открытых котлованов, влекущие за собой ухудшение свойств грунтов основания; неточности в разбивке фундаментов и несоответствие их проектным размерам; применение бетона пониженной марки по сравнению с заданной в проекте; неоправданная замена конструкций и материалов; некачественное выполнение стыков и сопряжений. Не обнаружение и несвоевременное исправление этих ошибок вызывают необходимость дальнейшего усиления фундаментов.

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. 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.

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.