МОНИТОРИНГ И ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ ОБЪЕКТА КАПИТАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №13» В ПГТ. КАЧА, Г. СЕВАСТОПОЛЬ

MONITORING AND EVALUATION OF THE TECHNICAL CONDITION OF THE FOUNDATION STRUCTURES OF THE CAPITAL CONSTRUCTION FACILITY «SECONDARY SCHOOL №13» IN THE VILLAGE OF KACHA

Elina R.Abduraimova

student, Department of Geotechnics and Structural Elements of Buildings, Academy of Civil Engineering and Architecture, Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky,

Russia, Simferopol

Inga L. Subbota

scientific adviser, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Academy of Civil Engineering and Architecture, Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky,

Russia, Simferopol

АННОТАЦИЯ

Предметом исследования является мониторинг и оценка технического состояния конструкций фундаментов объекта капитального строительства «Средняя общеобразовательная школа № 13» в пгт. Кача. Участок исследования представляет собой техногенно-спланированную субгоризонтальную площадку. В геологическом строении территории участка строительства принимают участие породы верхнего и нижнего неогена, представленные ракушечниковыми известняками, глинами с прослоями гравия, галечника и песка. Основанием фундаментов объекта является дресвяно – щебенистый грунт с суглинистым заполнителем, темно-коричневого цвета. Возведение здания было начато в 1935 году и продолжено в 1966 и 1983 годах. Для данной территории проведены геофизические изыскания методом ЕИЭМПЗ с анализом напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов исследуемых территорий и построением моделей в ПК Golden Software  Surfer 23. Оценка и мониторинг объекта капитального строительства «Средняя общеобразовательная школа №13» был проведен в период с сентября  2021 г. по май 2022 г., что позволило провести комплексный анализ динамики технического состояния конструкций фундаментов.

ABSTRACT

 The subject of the study is the monitoring and evaluation of the technical condition of the foundation structures of the capital construction facility "Secondary School No. 13" in the village. Kacha. The research site is a technogenically planned subhorizontal site. Rocks of the Upper and Lower Neogene, represented by shell limestone, clays with layers of gravel, pebbles and sand, take part in the geological structure of the territory of the construction site. The foundation of the foundations of the object is a gravelly soil with a loamy aggregate, dark brown in color. The construction of the building was started in 1935 and continued in 1966 and 1983. For this territory, geophysical surveys were carried out by the method of Natural Pulsed Electromagnetic Field of the Earth with the analysis of the stress-strain state of the soil massifs of the studied territories and the construction of models in the Golden Software Surfer 23 PC.The evaluation and monitoring of the object of the unfinished construction of the"Secondary School No. 13" was carried out in several stages: from September 2021 to May 2022, which allowed for a comprehensive analysis of the dynamics of the technical condition of the foundation structures.

Ключевые слова: инженерно-геологические изыскания, техническое обследование, геофизические изыскания, мониторинг технического состояния конструкций фундаментов, метод естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ).

Keywords: engineering and geological surveys, technical inspection, geophysical surveys, geophysical surveys, monitoring of the technical condition of foundation structures, the method of Natural Pulsed Electromagnetic Field of the Earth.

Проблема мониторинга технического состояния зданий общеобразовательных учреждений существовала всегда и постоянно оставалась актуальной.  Для этого разработан комплекс мероприятий, среди которых значительное место занимает постоянный мониторинг технического состояния школ и дошкольных учреждений. Регулярный контроль за ограждающими конструкциями, кровлей, фундаментом, перегородками помогает избежать обрушения здания и других несчастных случаев.

С каждым годом в Крыму растёт количество общеобразовательных учреждений, которые требуют ремонтно-восстановительных работ. Это происходит из-за ошибок при проектировании, при проведении инженерно-геологических изысканий и отсутствия финансирования. По данным Управления Федеральной службы государственной статистики по Республике Крым и г. Севастополю, из 545 школ 248 нуждаются в капитальном ремонте.

Изучением методов обследования и оценки технического состояния конструкций занимались следующие учёные – практики: Абрашитов В.С., Бедов А.И., Гиллер Э.С., Гроздов В.Т., Емельянов А.А., Жигна В.В., Землянский А.А., Казачек В.Г., Калинин В.М., Леденев В.В., Линченко Ю.П., О.В. Лужин, Литовченко П.А., Мангушев Р.А., Матвеев Е.П., Мешечек В.В., Мирошниченко А.С., Морозов А.С., Прядко Н.В., Смоленская Н.Г., Сазыкин И.А., Тетиор А.Н., Ярцев В.П. и др.

Материалами для исследования являются данные отчета по результатам обследования и оценке технического состояния конструкций фундаментов объекта капитального строительства, выполненного ООО «Женева» в периодс сентября 2021 г. по май 2022 г.

Обследуемое здание - двухэтажное, частично с подвалом; бескаркасного типа. Здание состоит из основной части (лит. «А») и пристроек (лит. А1»), здания столовой. Несущие стены выполнены из крымского альминского известняка толщиной 400мм, бутовые, перегородки - гипсокартонные, кирпичные, а также перегородки, выполненные собственными средствами из металлических конструкций с заполнением металлической сеткой и оштукатуренные. Несущими конструкциями междуэтажных перекрытий служит деревянный брус, диаметром 100мм. Кровля - вальмовая. Фундаменты – ленточные, бутовые. На момент обследования здание эксплуатируется. На рисунках 1-2 представлен общий вид здания и фрагмент фасада здания столовой.

Рисунок 1. Общий вид здания

Рисунок 2. Фрагмент фасада здания столовой

В тектоническом отношении участок исследований приурочен к структуре I-го порядка: Горно-Крымское сооружение, II-го порядка: Гераклейский вулканотектонический блок. Гераклейский вулкано-тектонический блок сложен потоками лав основного и среднего состава, прорванными штоками, дайками, габбро-порфиритами гераклейского субвулканического комплекса средней юры. Площадка изысканий относится к району моноклиналей в породах мелапалеогена-неогена.

В сейсмическом отношении участок изысканий относится к сейсмически опасным районам. В соответствии с картой ОСР-2015 и СП 14.13330.2018 фоновая (средняя) сейсмичность участка для уровня риска «А» составляет 8 баллов при повторяемости 1 раз в 500 лет с вероятностью 0,90 не превышения этой величины в ближайшие 50 лет [4]. Для общественных сооружений сейсмический риск не должен превышать 10%, так как в таких сооружениях могут находиться одновременно несколько сотен человек и разрушение объекта от землетрясения может повлечь за собой значительные человеческие жертвы.

При проведении технического обследования исследования грунтов основания и фундаментов было произведено устройство шурфов у подошвы фундамента размерами 1,5*1,5м.  По данным шурфования участок слагается: дресвяно – щебенистый грунт с суглинистым заполнителем, темно-коричневого цвета. Содержание щебня в грунте от 40 до 50 %. Расчетное сопротивление грунта около 350 кПа.  Консистенция заполнителя на период разработки шурфа – тугопластичная. На рисунке 3 представлена фотофиксация разработанного шурфа.

Рисунок 3. Фотофиксация шурфа № 1.

На рисунке 4 представлены дефекты несущих конструкций фундаментов здания столовой.

Рисунок 4. Фотофиксация дефектов и повреждения несущих конструкций фундаментов здания столовой.

Результаты технического обследования показали, что основными причинами дефектов и повреждений строительных конструкций и инженерного обеспечения объекта капитального строительства послужил естественный износ конструкций (возведение объектов было выполнено в 1935, 1966, 1983), а также повреждений, возникших в результате длительного замачивания конструкций в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями, объект капитального строительства является несейсмостойким в соответствии с СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах».

По результатам проведенного обследования (май 2022г.) техническое состояние грунтов основания и фундаментов под основным зданием школы, при фактически действующих нагрузках, относится к категории от ограничено-работоспособного состояния до работоспособного состояния, под зданием столовой - к категории аварийного состояния [1; 5].

Инженерно-геофизические исследования являются одним из обязательных этапов на стадии обследования существующих объектов. Результаты проведённых изысканий позволяют отследить поведение основания на данном этапе эксплуатации строения, дать прогноз дальнейшего поведения грунтовых слоёв, а также позволит предотвратить возможные смещения существующего строения, относительно его проектных отметок.

Для данной территории проведены геофизические изыскания методом ЕИЭМПЗ в период с сентября 2021 г. по май 2022 г. с анализом напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов исследуемых территорий и построением моделей в ПК Golden Software Surfer 23 [3]. На рисунках 5,6 представлена карта-схема полей напряжений территории здания и трехмерная модель напряженно-деформированного состояния грунтового массива на сентябрь 2021г.

Рисунок 5. Карта-схема полей напряжений территории здания на сентябрь 2021г.

Рисунок 6. Трехмерная модель напряженно-деформированного состояния грунтового массива на сентябрь 2021г.

На рисунках 7,8 представлена карта-схема полей напряжений территории здания и трехмерная модель напряженно-деформированного состояния грунтового массива на май 2022г.

Рисунок 7. Карта-схема полей напряжений территории здания на май 2022г.

Рисунок 8. Трехмерная модель напряженно-деформированного состояния грунтового массива на май 2021г.

Изучив карты-схемы напряженно-деформированного состояния грунтового основания, можно заметить, что территории имеют зоны с высоким уровнем концентрации напряжений (115 - 160 имп. /сек), указывает на сконцентрированность область напряжений, т.е. механическое напряжение пород. Фоновое (нормальное) распределение ЕИЭМПЗ (0 - 115 имп. /сек.)  свидетельствует о однородности инженерно-геологических условий участка исследования «Средняя общеобразовательная школа №13» в пгт. Кача. Геофизические изыскания показали, что напряженно- деформированное состояние грунтовых массивов в период с сентября 2021 г. по май 2022 г. существенно не изменилось.

Список литературы:

1. ГОСТ 31937-2011 Правила обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений. – Москва: Стандартинформ, 2014.- 60 с.
2. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. – Москва: АО «ЦНИИ-ПРОМЗДАНИЙ», 2004.- 180 с.
3. Саломатин, В. Н. Методические рекомендации по изучению напряженного состояния пород методом регистрации естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ) / В. Н. Саломатин, Ш. Р. Мастов, Л. А Зашинский. – М.; Симферополь: КИПКС, КОС-НИО, 1991. – 87 с.
4. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*.– Москва: Стандартинформ, 2018.- 122 с.
5. Технический отчет по результатам обследования и оценке технического состояния конструкций фундаментов объектов капитального строительства.-Симферополь: ООО «Женева», 2022. – 117 с.