ЭКСПЕРТИЗА ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ТРУБОБЕТОННЫХ СВАЙ

Долговечность и безопасность здания или сооружения напрямую зависит от исправного состояния фундамента. Не удовлетворительное состояние фундамента, в конечном счете, приводит к аварийному состоянию, а в особо тяжелых случаях и к разрушению здания или сооружения [3]. Поэтому экспертиза фундаментов является одной из актуальных мировых проблем.

При строительстве фундамента из трубобетонных свай, который будет отвечать всем техническим требованиям, необходим комплексный подход. Возникла технологически важная проблема, экспертиза трубобетона с целью безопасного использования всего здания в целом [5]. Проблемы можно решить с помощью следующих строительных решений:

1. Изоляция.  Изоляция бетона от окружающей среды создает лучшие условия для работы бетона под нагрузкой. В неизолированном бетоне нагрузка вызывает более значительную деструкцию во времени, чем в изолированном.

2. Противокоррозионная стойкость. Заполнение стальной трубы бетоном повышает ее противокоррозионную стойкость, защищая от коррозии ее внутреннюю поверхность, уменьшает гибкость элементов, увеличивает местную устойчивость стенок трубы, повышает сопротивление оболочки вмятию в узлах сопряжений. При проектировании пределы огнестойкости трубобетона нормируются в зависимости от степени огнестойкости здания (табл. 21 приложения Федерального закона №123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»). Сваи могут применяться для любой степени огнестойкости зданий при соответствующей защите.

3. Прочность бетона. Для определения прочности бетона непосредственно в процессе эксплуатации пользуются следующими методами:

- неразрушающего контроля по ГОСТ 22690;

- ударный (по величине отпечатка молотка Физделя, Кашкарова, пистолета ЦНИИСК, склерометрами КМ, ПМ-2, Шмидта и т.п.);

- отрыва;

- скалывания;

- ультразвуковой (по скорости распространения ультразвука в материале приборами УКБ-1М, УК-10П, Бетон-3М и др.) по ГОСТ 17424;

- разрушающие – испытанием образцов, взятых непосредственно из конструкции, по ГОСТ 28570 и прил. 10 ГОСТ 22690.

До определения прочности бетона разрушающим методом целесообразно обследовать бетон поверхности с целью выявления зон с различающейся прочностью бетона.

При решении задачи с прочностью бетона, важной проблемой является эффект повышения прочности бетона , заключенного в трубу, зависит он, в основном, от толщины стенки трубы [1]. График зависимости коэффициента эффективности бетона  от толщины стенки приведен на рисунке 1.

При использовании высокопрочных бетонов увеличивается эффективность работы стальной обоймы. В образцах из бетонов В60 – В100 всегда предел упругой работы был на 20 – 30% выше по сравнению с образцами из бетонов В20 – В40.

Рисунок 1. График зависимости коэффициента эффективности бетона  от толщины стенки

Важный вопрос – это также расчет прочности [2], который производится по методу предельных состояний и имеет вид:

                                                       (1)

При этом сила , характеризующая несущую способность стержня по прочности при осевом сжатии, определяется по:

                                                     (2)

где  – сила, характеризующая прочность центрально-сжатого стержня.

                                         (3)

где– расчетное сопротивление бетонного ядра, принимаемое по таблице 1;

– расчетное сопротивление стали;

 – площадь поперечного сечения бетона, стали;

m – коэффициент условий работы.

После чего определяется зависимость прочности бетона в трубе от кубиковой прочности.

Таблица 1

Зависимость прочности бетона в трубе от кубиковой прочности

Примером неисправного состояния свай является разрушения бетонного ядра трубобетонных элементов при осевом (a) и внецентренном сжатии (б):

a)                                    б)

Рисунок 2. Разрушение бетонного ядра трубобетонных элементов при осевом (a) и внецентренном сжатии (б)

При дефектах и повреждениях наблюдается постепенная потеря местной устойчивости стенки стальной оболочки и отделение ее от бетонного ядра. На поверхности оболочки образовываются гофры, ориентированные преимущественно перпендикулярно продольной оси образца, а в бетонном ядре происходит интенсивное образование и развитие макротрещин.

Несмотря на перечисленные выше проблемы, экспертиза свайных железобетонных фундаментов является важной и значимой частью современного строительства, а, следовательно, решение данных проблем является наиболее актуальной задачей оценки и контроля трубобетонных свай [4].

Список литературы:

1. Кикин, А. И. К проблеме прочности стальных труб, заполненных бетоном / А. И. Кикин, Р. С. Санжаровский, В. А. Трулль // Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1977. - № 6. - С. 3-7.
2. Кикин, А. И. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном / А. И. Кикин, Р. С. Санжаровский, В. А. Трулль. - Москва: Стройиздат, 1974. - 144 с.
3. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200084710 (дата обращения: 11.10.2016)
4. СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200084538 (дата обращения: 23.09.2016)
5. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (с изменениями на 2 июля 2013 года). [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://docs.cntd.ru/document/902192610 (дата обращения: 23.09.2016)