Чем шурф отличается от зумпфа. Земляные работы при реконструкции инженерных сетей. Обслуживание оборудования тепловых сетей

Метод шурфования для определения местоположения подземных коммуникаций осуществляется:

а) в местах, где определение подземных коммуникаций с помощью трубокабелеискателей невозможно;

б) в целях контроля данных, полученных электрометодами;

в) для уточнения и дополнения имеющихся учетных материалов и для проверки их качества.

Метод шурфования является очень трудоемким, дорогостоящим, поэтому применяют его лишь в крайних случаях, когда другие методы применить невозможно.

Места закладки шурфов намечаются только после тщательного изучения материалов на имеющиеся подземные сети и опроса технического персонала организаций, эксплуатирующих эти сети. Количество и выбор мест закладки шурфов должны быть такими, чтобы имелась полная возможность определения местоположения подземных коммуникаций. Шурфы располагают, как правило, поперек проезжей части и тротуаров в виде коротких траншей.

Места шурфовых работ на городских территориях должны быть предварительно согласованы с автоинспекцией и дорожно-мостовыми управлениями. Проходка шурфов выполняется только эксплуатирующими организациями.

Вскрытие подземных коммуникаций шурфами ведут так, чтобы исключить задержки движения транспорта. Сначала шурф роют от домов до середины проезжей части улицы и производят съемку вскрытых подземных коммуникаций, затем эту часть шурфа засыпают и разрабатывают его на остальной части поперечника. При одновременном отрытии шурфа на всем поперечнике должны быть устроены специальные мосты для передвижения транспорта и пешеходов. Контур шурфа закрепляют колышками, между которыми натягивают шнур, определяющий место разработки шурфа. После производства съемок шурфы немедленно засыпают.

На городских улицах шурфы закладываются с отвесными стенками, за пределами города допускается проходка шурфов с откосами.

В результате обследования шурфа должны быть выявлены повороты, вводы, пересечения подземных сетей и их основные технические характеристики. Назначение и вид вскрытых подземных коммуникаций обязательно устанавливаются представителями эксплуатирующих организаций.

Подземные сети, отрытые в шурфе, нумеруются от фасада здания, начиная с первого номера. Рядом с зарисовкой в абрисе расположения всех коммуникаций, обнаруженных в шурфе, дают их подробное описание и записывают наружные диаметры и размеры сечений.

При глубине заложения прокладки больше 1 м положение ее на поверхности фиксируют с помощью отвесов или реек для последующей привязки к твердым контурам или точкам съемочной сети.

Особое внимание при вскрытии подземных коммуникаций шурфами должно быть уделено соблюдению требований техники безопасности, изложенных в прил. 5.

Глава IV

СЪЕМКА СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Съемка подземных коммуникаций производится на вновь созданной или имеющейся планово-высотной геодезической основе.

Планово-высотной геодезической основой служит опорная геодезическая сеть, состоящая из пунктов триангуляции, полигонометрии, нивелирования, и съемочное обоснование. При недостаточной густоте опорной геодезической сети ее построение производится в соответствии с требованиями «Инструкции, по топографической съемке в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500», приведенными в табл. 8.

ТЕОДОЛИТНЫЕ ХОДЫ

Относительные невязки в теодолитных ходах не должны быть более 1: 2000, а абсолютные не должны превышать: на застроенной территории 0,25 м, на незастроенной - 0,4 м.

Максимальные длины теодолитных ходов не должны быть более 0,6 км на застроенной территории.

Удаленность узловых точек от пунктов триангуляции или полигонометрии 0,4-0,5 км.

При съемке в масштабе 1: 500 и 1: 1000 допускаются висячие ходы длиной не более: на незастроенной территории - 150 м при двух точках поворота, на застроенной - 150 м при масштабе 1: 1000 и 100 м - при масштабе 1: 500 при трех точках поворота.

Длина линий в теодолитных ходах должна быть не более 350м и не менее 20 м на застроенной и 40 м на незастроенной территориях.

Измерение линий обязательно производится в прямом и обратном направлениях. Линии измеряются оптическими дальномерами, стальными лентами и рулетками, причем мерные ленты и рулетки должны быть прокомпарированы, а у дальномеров определены их коэффициенты.

Углы в теодолитных ходах измеряются одним полным приемом с перестановкой лимба между полуприемами на величину, близкую к 90°. Угловые невязки в замкнутых полигонах и разомкнутых ходах не должны быть более величины, подсчитанной по формуле

n- число углов в полигоне или ходе.

Ходы, прокладываемые для съемочной основы, могут быть:

а) разомкнутыми, т. е. опирающимися своими концами на твердые точки;

б) с узловыми точками.

Для угловых измерений возможно использование теодолитов Т15, Т20, ТЗО и равноточных им

Таблица 8

Показатели	4-й класс	1-й разряд	2-й разряд
Триангуляция
Длина сторон треугольника (наибольшая - наименьшая) в км	1-5	0,5-5	0,25-3
Относительная ошибка базисной (выходной) стороны	1:100000	1:50000	1:20000
Относительная ошибка определяемой стороны сети в наиболее слабом месте	1:50000	1:20000	1:10000
Наименьшее значение угла треугольника между направлениями данного класса (разряда)
Предельное значение невязки в треугольнике	8˝	20˝	40˝
Средняя квадратическая ошибка угла (по невязкам треугольнике)	2˝	5˝	10˝
Трилатерация
Длина стороны треугольника (наименьшая - наибольшая) в км	1-5	0,5-5	0,25-3
Относительная ошибка измерения сторон (по внутренней сходимости)	1:100000	1:50000	1:20000
Наименьшее значение угла треугольника
Полигонометрия
Предельные длины ходов в км
Предельная величина периметра полигона в свободной сети в км
Длина сторон хода (наименьшая - наибольшая) в км	0,25-0,2	0,12-0,8	0,08-0,35
Предельная длина хода от узловой точки до пункта высшего класса или разряда в км
Число сторон в ходе не более
Предельная относительная невязка хода	1:25000	1:10000	1:5000
Средняя квадратическая ошибка измерения угла (по невязкам в полигонах)	2˝	5˝	10˝

МИКРОТРИАНГУЛЯЦИЯ

На местности, пересеченной и не удобной для линейных измерений, вместо теодолитных ходов съемочное обоснование может осуществляться построением микротриангуляции.

Микротриангуляция строится в виде треугольников, геодезических четырехугольников, центральных систем, а также цепочками треугольников, проложенными между двумя сторонами или двумя пунктами опорной геодезической сети.

Между базисами допускается построение не более 10 треугольников. В самостоятельной сети треугольников базисы измеряются в прямом и обратном направлениях с относительной ошибкой измерения не более 1: 10 000. Углы в сетях должны быть не менее 20°, а длины сторон - не менее 150 м.

Измерение углов в треугольниках и подсчеты допустимых ошибок осуществляются так же, как и в теодолитных ходах.

ВЫСОТНАЯ ОСНОВА

Определение отметок пунктов планового обоснования производится нивелированием.

При нивелировании возможно использование следующих инструментов: нивелиров, оптических теодолитов и теодолитов с уровнем при вертикальном круге. Целесообразно использовать современные нивелиры с самоустанавливающейея линией визирования.

Нивелирование производится отдельными ходами, системой ходов и замкнутыми полигонами между марками и реперами III и IV класса.

Невязки в полигонах или, ходах не должны превышать величины ±50 мм, а при значительных уклонах местности эти невязки будут ± 10 мм, где L - число км в ходе или полигоне, п - число станций.

Длины ходов допускаются: на застроенной территории не более 1, а на незастроенной территории - не более 1,5 км.

Подробное описание работ по созданию планово-высотного съемочного обоснования дано в «Руководстве по топографическим съемкам в масштабах 1: 5000, 1:2000, 1:1000 и 1: 500». Плановые геодезические и съемочные сети.

ПЛАНОВО-ВЫСОТНАЯ СЪЕМКА ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИИ

Съемку существующих подземных коммуникаций выполняют в масштабах 1: 5000, 1_: 2000, 1:1000 и 1:500. Выбор масштаба съемки определяется техническими инструкциями и СНиП в зависимости от вида и стадии проектирования, характера застройки и густоты действующих подземных сетей.

Плановой съемке подземных сетей подлежат: ось коммуникаций, колодцы, камеры, компенсаторы, коверы, сифоны, контрольные трубки, гидранты, углы поворота, места расположения клапанов

контрольно-измерительной аппаратуры, места присоединений и выпусков, вводы и места подключений, распределительные шкафы, трансформаторные подстанции, киоски.

При размещении подземных коммуникаций в блоках и туннелях снимается только одна сторона их, другая наносится по данным промеров. При съемке кабелей в пучках промеры производят до крайних кабелей.

Съемка подземных коммуникаций может производиться или совместно с топографической съемкой данного участка или самостоятельно при наличии готового топографического плана. При использовании готовых топографических планов производят полевую корректуру: сличение плана с ситуацией на местности, контрольные промеры и досъемку. Если поправок и досъемок предвидится более 50% содержания плана, то его вместо корректирования следует снять заново.

В зависимости от площади застройки, плотности строений и степени благоустройства съемка может быть площадная или выполняться узкой полосой вдоль трассы. Полоса съемки должна быть не менее 20 м от оси коммуникации или специально устанавливаться заданием. Съемка зоны размещения подземных коммуникаций, выполняемая обычно в масштабе 1:500 (1:1000) и редко 1: 200, состоит из детальной съемки фасадов (по улицам и проездам), дворов (внутриквартальная съемка) и всех выходов подземных коммуникаций.

Плановое положение подземных коммуникаций и относящихся к ним элементов может быть определено на незастроенной территории от точек съемочного обоснования или пунктов опорной геодезической сети, на застроенной территории-от четко выраженных контуров капитальной застройки, от точек опорной геодезической сети и съемочного обоснования.

Планово-высотная съемка подземных коммуникаций включает в себя следующие работы:

съемку выходов подземных коммуникаций;

съемку сетей, выявленных с помощью трубокабелеискателей;

съемку элементов подземных коммуникаций в шурфах.

Для крупномасштабной съемки подземных коммуникаций могут быть применены аналитический и графо-аналитический методы с использованием следующих основных способов съемки: перпендикуляров, полярного, линейных засечек, створов.

При аналитическом методе съемку (с помощью теодолита, мерной ленты, рулетки, эккера и т. п.) и составление абрисов выполняют непосредственно в поле, а плана - в камеральных условиях.

При графо-аналитическом методе съемка углов кварталов и капитальных зданий, поворотов линии застройки и других основных контуров производится аналитически, а остальных контуров, в том числе и всех выходов подземных коммуникаций,-графически на мензуле.

Съемка выходов подземных коммуникаций производится так же, как и съемка твердых контуров ситуации. При производстве съемки обязательно выдерживаются все требования, установленные «Инструкцией по топографической съемке в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500», 1973 г., в части формы засечек, длин и количества промеров, точности измерений.

При наличии специального задания центры колодцев координируются. В незастроенной территории люки колодцев и камер координируются всегда. Если координирование производится с одного пункта геодезической основы, то обязательно измеряется твердый угол, т. е. производится визирование не менее чем на два смежных пункта геодезической основы, а линии измеряют мерной лентой.

У колодцев с круглой крышкой снимается ее центр, у прямоугольных и квадратных люков и камер снимают два угла и замеряют их длину и ширину. Если прямоугольный люк примыкает к бортовому камню, то снимается один его угол и измеряется длина решетки.

При съемке подземных коммуникаций способом линейных засечек (рис. 82) делают не менее трех линейных промеров от четко выраженных деталей зданий и сооружений. Допустимые расстояния к контурам не должны превышать длины мерного прибора (ленты или рулетки).

При съемке элементов подземных коммуникаций способом перпендикуляров (рис. 83) длину перпендикуляра измеряют металлической рулеткой или лентой.

Длина перпендикуляров не должна превышать:

8 м в масштабе 1:2000;

6 м в масштабе 1: 1000;

4 м в масштабе 1: 500.

При применении эккера длину перпендикуляров можно увеличить до 60 м при съемке в масштабе 1:2000, 40 м при съемке в масштабе 1: 1000, 20 м при съемке в масштабе 1: 500.

Рис. 82. Съемка способом линейных засечек

Рис. 83. Съемка способом перпендикуляров

Перпендикуляры длиной более 4 м подкрепляют линейными засечками длиной не более 20 м. Не следует применять очень короткие перпендикуляры (менее 0,50 м), так как при этом затрудняется накладка ситуации.

Рис.84 Съемка полярным способом

Полярный способ (рис. 84) съемки элементов подземных коммуникаций применяется при значительном удалении коммуникаций от пунктов съемочного обоснования. Линии могут измеряться лентами, стальными рулетками или оптическими дальномерами ДН-10, ДНР-06 и др.

Рис. 85. Съемка способом створов:

а- створ между твердыми точками; б - створ-продолжение

Способ створных промеров (рис. 85) при съемке подземных коммуникаций применяется в основном в населенных пунктах с прямолинейной застройкой. При этом способе положение точки определяют методом перпендикуляров или засечками от линии створа между твердыми точками или на продолжении его. Расстояние от твердых точек до произвольно выбранных на линии створа определяют путем измерений с точностью не ниже 1: 2000. Длина продолженного створа не должна быть более половины расстояния между твердыми точками и не должна превышать 60 м.

Допустимые расстояния от точки стояния до снимаемых точек подземных коммуникаций при измерении лентой или оптическим дальномером составляют:

250 м в масштабе 1:2000;

180 м в масштабе 1:1000;

120 м в масштабе 1:500

Съемка подземных коммуникаций, выявленных с помощью трассоискателей, может производиться всеми известными методами, обеспечивающими точность, достаточную для составления плана горизонтальной съемки застроенных территорий в принятом масштабе, согласно требованиям инструкции.

Съемке скрытых подземных коммуникаций, кроме мест разветвлений и углов поворотов трасс, подлежат точки на прямолинейных участках не реже чем через 50 м.

Съемка подземных коммуникаций должна выполняться одновременно с работой по выявлению их с помощью трассоискателя. Закрепление найденной оси трассы производится только при наличии специального задания или невозможности производить съемку и поиск одновременно.

Данные съемки подземных сетей с помощью трубокабелеискателей сопоставляются с другими сведениями, и все расхождения анализируются. В необходимых случаях производятся вскрытия шурфами или повторные наблюдения.

При съемке подземных коммуникаций в шурфах их оси или края промеряют и привязывают линейными промерами к углам зданий, а в незастроенной территории-к пунктам геодезического обоснования.

В шурфах, открытых сплошной траншеей, делается двойной промер мерной лентой или стальной рулеткой по прямой линии между отмеченными точками на фасадах зданий или точками на линиях геодезического обоснования с фиксированием пересекаемых линий подземных коммуникаций при помощи отвеса. Концы прямой линии привязываются к точкам геодезического обоснования или к точкам опорной застройки.

Все линейные измерения производятся по горизонталям. Если это невозможно по условиям залегания подземных коммуникаций, то предварительно производится вынесение их проекций на поверхность с помощью отвеса или выполняется нивелирование для введения поправок за наклон.

При съемке подземных коммуникаций абрисы ведутся в тетрадях (порядка 10-20 листов) форматом 13X33 см. Бумага должна быть хорошего качества, корешок прочный. Для записей применяются карандаши средней твердости.

При ведении абрисных журналов необходимо придерживаться условных обозначений подземных коммуникаций.

На титульном листе абриса указывают наименование организации, производящей съемку, номер абриса, район и дату начала и конца производства работ, фамилию производителя работ и адрес. Абрис вычерчивают в произвольном масштабе, добиваясь четкости и наглядности чертежа. Надписи и цифры должны легко читаться. Прямые линии вычерчивают по линейке, кривые - тщательно от руки. Ошибочные записи не стирают, а зачеркивают и надписывают верные.

После съемки колодцев производятся контрольные измерения между центрами люков стальной мерной лентой или рулеткой.

Контроль полноты и правильности съемки подземных сетей осуществляется непосредственно в поле. Основными факторами при этом являются наличие необходимых вводов и выводов в здания и сооружения, отсутствие необоснованных изломов у трубопроводов, совпадение с видимым следом коммуникации. Расхождения вновь определенных точек с ранее нанесенной трассой при проведении контрольных измерений не должны превышать 0,4 мм в масштабе составляемого плана и для точек, координаты которых определены аналитически, не более половины диаметра трубопровода (при прокладках трубопроводов диаметром менее 20 см допустимые расхождения 10 см).

Высотная съемка элементов подземных коммуникаций производится с целью определения отметок их заложения.

Исходной высотной геодезической основой для производства вертикальной геодезической съемки служат реперы и марки нивелирования I-IV классов.

Точность построения высотной опорной сети зависит от величины уклона самотечных сетей. Если на территории съемки подземных коммуникаций имеются самотечные линии с уклонами от 0,001 и более, то следует строить нивелирную сеть IV класса. Если величина уклона самотечных линий менее 0,001,.то должна создаваться нивелирная сеть III класса.

Нивелирование элементов подземных коммуникаций напорных и самотечных сетей с уклонами более 0,001 может быть определено с точностью технического нивелирования, а при уклонах менее 0,001 - с точностью нивелирования IV класса.

Нивелирование выходов подземных коммуникаций производится проложением ходов нивелирования от репера к реперу. При густой сети реперов нивелирный ход прокладывать необязательно, в этом случае нивелирование элементов подземных коммуникаций можно производить отдельными станциями, опирающимися на два репера.

Отдельно стоящие колодцы можно занивелировать от ближайшего репера без привязки к другим реперам, если расстояние до репера не превышает 100 м. Нивелирование колодцев, расположенных внутри кварталов, во дворах, производится замкнутым ходом или висячим, проложенным в прямом и обратном направлениях. Нивелированию подлежат обечайки (кольца) люков и поверхность земли (замощение) у всех колодцев. В колодцах водопровода нивелируются верх труб, дно колодца, изломы всех трубопроводов. В колодцах канализации нивелируется дно лотка и колодца. В кабельных колодцах нивелируются входы и выходы кабелей и дно. В камерах теплоснабжения нивелируются дно камеры, верх труб и низ каналов (рис. 86). В местах выпусков нивелируются урез воды и дно водостока, а также определяется его поперечное сечение.

При нивелировке подземных коммуникаций в шурфах до их разработки прокладывают ходы технического нивелирования и устанавливают рабочие реперы, от которых впоследствии ведется нивелирование подземных коммуникаций. В натуре рабочие реперы отмечают белой краской и нумеруют с № 1 в возрастающем порядке по каждой улице. Нивелировка верха подземных сетей в шурфе производится при помощи двусторонней рейки, которая устанавливается на рабочий репер, а затем последовательно - на все подземные сети.

Кроме нивелировки верха подземных сетей, должны быть пронивелированы: цоколи, обрезы фундаментов, деревянные сваи под фундаментом или низ фундамента, если они вскрыты при шурфовых работах, дно шурфа, все характерные точки тротуаров и мостовой, необходимые для построения поперечного профиля улицы.

В процессе нивелирования ведется журнал (прил. 7), в котором записываются номера занивелированных точек аналогично номерам в абрисе или на светокопии топографического плана.

Рис. 86. Нивелируемые точки:

а -колодец с трубами; б -канализационный колодец; в - колодец связи; 1 - земля у колодца; 2 -обечайка (кольцо) колодца; 3-верх трубы; 4 - вход и выход кабелей; 5 -дно колодца; 6 - лоток колодца

Каждый кладоискатель, который занимается поиском сокровищ в домах старой постройки, прекрасно знает, что вскрыть напластования земли традиционными методами сложно.

Также строители и ремонтники оснований понимают, что в условиях плотной городской застройки сделать качественный ремонт основания достаточно сложно, ведь неизвестно, какая глубина залегания основания, его тип и размеры, даже толщину порой сложно вычислить. Поэтому, когда нужно сделать обследование фундаментов, рекомендуется использовать технологию шурфования.

В чем суть такой технологии

Когда на здании есть видимые следы повреждения, связанные с разрушением фундамента, тогда нужно определить степень повреждения конструкции и возможности ее ремонта. В таких случаях категорически запрещено использовать бурение скважин, ведь разрушение может продолжаться. В таких случаях копают шурф в нескольких местах.

Шурф – это глубокая круглая яма, которая выкапывается на максимально возможную глубину вдоль внешней или внутренней поверхности фундамента. Когда проводится обследование фундаментов с целью ремонта или реставрации, то таких шурфов может быть около десятка, а иногда еще и больше.

Расположены шурфы симметрично по отношению к поверхности, их в большинстве случаев обустраивают на внешней стороне здания, ведь внутри копать тяжело.

Когда нужно проводить обследование оснований и фундаментов

При плановом увеличении этажности здания;
Изменении назначения здания, технического переоснащения производственного здания;
Капитального или планового ремонта фундамента, связанного с возникновением видимых признаков деформации несущей конструкции;
При появлении значительных трещин, деформаций и просадок цокольного этажа, а также фасада дома;
При возникновении просадок, не связанных из сезонными колебаниями почвы;
При проектировании и старте возведения неподалеку других зданий;
Если нужно провести реставрационно-восстановительные работы в памятках архитектуры, скульптурах с пьедесталами и прочими аналогичными сооружениями.

В некоторых случаях, для обследования фундаментов и получения готового результата будет достаточно изучения технической документации на здание. Но для старых строений таких проектов просто не найти, ведь их не существует, а строительных архивов тогда не вели.

Но, когда здание дает систематические просадки, ситуация усугубляется, а также нужно проводить реставрацию существующего здания, тогда обследование фундамента делается в полном объеме. И шурфование тут будет оптимальным методом.

Причины деформации и разрушения фундаментов зданий:

Дождевая вода, которая проникла вглубь фундамента через трещины, поры или поврежденную дренажную систему;
Агрессивные подземные воды, загрязненные химическими веществами, которые попали вглубь основания с поврежденных канализационных коллекторов;
Поднятые выше допустимого уровня грунтовые воды;
Когда были допущены ошибки в проектировании основания, использовались не качественные строительные материалы и изделия, не рассчитанные на расчетные нагрузки;
Естественное старение строительных материалов, в частности песчаника, известняка и бута;
Через возникновение сторонней вибрации со стороны новых промышленных и административных сооружений, которая воздействует на фундамент с внешней стороны;
Смещение грунтовых слоев, прочие причины.

Метод шурфования позволяет четко установить состав основания, его глубину заложения и состав минеральный составляющих. При шурфовании проводится отбор проб грунта и фундамента на различной глубине, проводится визуальный осмотр конструкции и отбираются пробы строительных составов. Нередко приходится полностью вскрывать фундамент с целью обследовать состояние арматурных слоев.

Как правильно устраивать шурфы

Учитывая, что шурф – это вырытая вертикально или под небольшим углом яма, которая полностью открывает поверхность фундамента, то и копать ее нужно правильно.

Места установки углублений подбираются в каждом конкретном случае индивидуально, приоритетными считаются места с четко локализованными повреждениями основания. Также шурфы могут иметь вид длинной траншеи, если нужно обследовать смежные участки ленточного основания.

При выборе места копания не нужно отталкиваться только от удобства работы. Обследование фундаментов должно проводиться в полном объеме независимо от сложности проводимых работ, ведь реконструкция и ремонт оснований всегда проводится в густонаселенных районах с плотной застройкой.

Поэтому, перед началом работ нужно предупредить окружающих, а все такие работы имеют временный характер и уже через несколько дней ямы снова засыпают грунтом.

Обследование оснований и фундаментов несет вынужденный и критичный характер в местах ясно видимых критичных повреждений. Также шурфование проводится:

в каждой самостоятельной части секционного многоэтажного дома;

в местах установки дополнительных опор.

Также особого внимания требуют участки, где повреждение здания считается критическим. В таких случаях шурфы устанавливают не только в аварийной зоне, но и на соседних участках с целью обнаружить надежные зоны и методом переноса нагрузки уравновесить здание.

Как правило, при реконструкции дома, обследование фундамента делается по всему периметру здания, а вот при возможной надстройке – только в конкретной зоне.

Сколько нужно делать шурфов?

Количество зависит от степени повреждения фундамента. Если это ленточный или монолитный фундамент, тогда шурфы делают каждых 1 метр или еще ближе. Также всегда выполняют 2-3 контрольных отбора проб в независимых местах, чтобы затем сделать сравнительный анализ состава фундамента и грунта вокруг него.
Если нужно провести только обследование, тогда делают 2-3 шурфа на каждых 10 метров длины основания.
При устранении поступления грунтовых вод выкапываются ямы уже в заблаговременно высушенных участках подвала или цокольного этажа. А если проводится углубление подвала, тогда достаточно и одной ямы посередине каждой стены.
В случаях обнаружения колебаний уровня основания или значительной просадки, шурфы устанавливают двухсторонние, чтобы найти причину просадки.

Все шурфы всегда выкапывают на глубину ниже подошвы основания еще минимум на полметра.

Результаты шурфования могут быть следующими:

есть данные о глубине заложения подземной части;
получены габаритные размеры основания;
с лаборатории поступила информация о состоянии фундамента и степени его прочности;
наличие дефектов и разрушения;
класс бетона, марка камня;
есть данные о состоянии гидроизоляции;
можно проверить геометрию основания;
также всегда обнаружится усиление нагрузок на конкретный участок фундамента.

Как нужно вскрывать фундаменты методом шурфования

Учитывая, что одной из стенок шурфа, который используется для обследования оснований, будет внешняя поверхность фундамента, тогда существует три основных варианта их вскрытия:

двухсторонний – тогда шурф выкапывается по обеих сторонам симметрично и соединяется снизу подошвы. Применяется, если в наличии есть значительные деформационные проседания или при возможности влияния избыточных нагрузок от надстроенных конструкций.
угловой – яму копают также с обеих сторон, но она не соединяется и имеет небольшой уклон. Глубина в таких случаях может быть не до самого дна подошвы. Его устраивают при одинаковых размерах железобетонного основания и отсутствия влияния осадочных процессов. При обследовании фундаментов промышленных объектов также учитывается равномерность нагрузок от смонтированного оборудования и отсутствие возможности демонтажа.
периметрический – полное оголение всех поверхностей фундамента с трех сторон, а четвертая может не оголяться. Этот метод используется в критических ситуациях, когда нужно провести полный осмотр основания или грунта. Но вскрытие фундамента, в этом случае, допускается производить не сразу по всему периметру, а только участками, составляющими длину не более полутора метров, иначе может произойти обрушение обследуемой постройки.

Иногда возникает ситуация, когда для небольшого частного дома шурфов используется больше, чем при обследовании огромного промышленного предприятия.

Причина тут кроется в следующем: на обследование в значительной мере влияют конкретные условия проведения анализа и отбора проб, а также предварительные замеры.

Как правило, все это делают профессионалы, поэтому человеческий фактор сведен к минимуму. Бывает, что при первичном отборе проб уже возникают значительные несоответствия конструкции с технической документацией. Поэтому, нужно проводить дополнительное шурфование.

Главным недостатком чисто геологических методов рекогносцировки и съёмки можно считать поверхностное описание инженерно-геологической ситуации. Инженер-геолог лишь мыслью проникает в недра на необходимую для решения основных проектных вопросов глубину. Учитывая сложность геологического строения и ответственность инженерно-геологических заключений, от которых зависит стоимость и надёжность сооружений, такого аналитического проникновения недостаточно. Основание необходимо непосредственно увидеть, взять из него образцы для лабораторных определений характеристик грунтов. Часто необходимо испытать сжимаемость, прочность, водопроницаемость грунтов основания непосредственно на месте их залегания. Всё это требует внедриться в изучаемый массив горных пород. Геология и инженерная геология располагают двумя способами внедрения в массив горных пород. Первый из них горный – проходка шурфов и других горных выработок с поверхности земли на глубину. Второй способ – бурение скважин с поверхности или из горных выработок.

Рассмотрим горный способ внедрения. Главный способ горных работ на инженерных изысканиях – проходка шурфов.

Шурф - это неглубокая горная выработка, выкопанная вручную в дисперсных грунтах. Стандартное сечение шурфа на поверхности земли 1х2м. Шурф имеет примерно вертикальные стенки. Он мало сужается с глубиной. Глубина шурфов чаще всего не более 3м, но иногда проходят шурфы до 10м глубиной и более. Глубина шурфа зависит от ряда факторов. Во-первых, она определяется задачами разведки. Чаще всего нужно изучить разрез на глубину10 и до 20м. На такую глубину шурфы проходить опасно. Устойчивость стенок ограничивает глубину шурфа, не позволяет пройти его на требуемую глубину. Это второй фактор. Иногда шурфы проходят с креплением, но по ряду причин крепление применяют редко. В глинистых, в частности, лёссовых грунтах на глубину до 20 м вместо шурфов проходят дудки, которые отличаются от шурфов круглым сечением при малом диаметре порядка 0,7м. Стенки дудок более устойчивы в силу их формы и размера. В-третьих, глубина шурфа ограничена уровнем подземных вод, так как с отливом проходить шурфы обычно не удаётся.

Шурф удобная для геолога форма вскрытия основания. В него можно спуститься. В стенках его геолог видит сравнительно большую обнаженную площадь нужного ему разреза. Грунты в стенках в ненарушенном состоянии со всеми особенностями их неоднородности. В шурфе он может решить ряд стоящих перед ним задач, а именно: определить перечень вскрытых горных пород и пространственные формы их залегания, взять образцы ненарушенных глинистых грунтов и взять кольцом пески для определения их плотности - важнейшего их классификационного показателя. При наличии подземных вод на забое удаётся определить и глубину залегания подземных вод и взять пробу воды для химического анализа. По пробе воды определяют её агрессивность по отношению к бетону, стали, свинцу, алюминию, как к материалам, используемым в подземных частях сооружений, включая инженерные сети. Шурф также пригоден для проведения полевых испытаний грунтов на сжимаемость, прочность, водопроницаемость.

После окончания проходки шурфа обязательно проводится подробная документация шурфа с зарисовкой стенок в масштабе, с указанием мест отбора образцов грунтов и фотографированием.

В ходе геологической практики студенты проводят полевое определение коэффициента фильтрации наливом воды в шурф и отбирают кольцом пробу песка для определения плотности, выполняют зарисовку шурфа.

Названные принципиальные достоинства шурфа выгодно отличают его от буровой скважины (о скважинах будет сказано ниже). Но в сравнении со скважиной он имеет тот недостаток, что обычно не достигает нужной глубины для полного вскрытия основания. Также шурф требует времени для проходки во много раз больше, чем время проходки скважины. Но у него есть кроме названных ещё одно преимущество. Шурф можно пройти в стесненных условиях подвала или у стены реконструируемого здания со вскрытием фундамента, где не разместить буровой станок. При обследовании зданий шурфы незаменимы. При обследовании небольшого здания площадью порядка 50х10м делают, кроме буровых скважин, 10-12 шурфов со вскрытием фундаментов и отбором проб не только из грунтов, но из материалов фундамента для определения их остаточной прочности.

Кроме шурфов и дудок на изыскания применяются следующие горные выработки: расчистки, закопуши, канавы, шахты и штольни.

Расчистка – снятие на склоне тонкого слоя поверхностных отложений для документации горных пород слагающих склон с отбором образцов для лабораторных анализов грунтов.

Закопуша – снятие на площади порядка 0,25 м 2 или менее почвы и заглубление в подстилающие грунты но на 0,3-0,5м для для документации подпочвенных отложений.

Канава – выработка типа шурфа, но протяженностью до нескольких десятков и даже сотен метров выполняется для тех же целей, что и шурф при необходимости поиска какого-либо важного элемента геологической структуры, исследуемого массива горных пород, например, зоны дробления тектонического разрыва, поверхности смещения оползня или другого геологического тела, выраженного линией под покровом поверхностных отложений.

Шахта – вертикальная горная выработка, штольня – горизонтальная горная выработка сечением порядка 2х2м проходимая на любую требуемую глубину с креплением, при необходимости со взрывами для исследования структуры и трещиноватости скальных массивов при проектировании гидротехнических, транспортных и другого назначения объектов повышенной ответственности и особо ответственных. Массовое применение этих видов горных разведочных работ сдерживается их очень высокой стоимостью и малой скоростью проходки.

Горными работами на изысканиях должен руководить инженер, имеющий специальную подготовку и право ведения горных работ.

ШУРФ-неглубокая скважина, сооружаемая рядом с ротором и предназначенная для опускания ведущей трубы во время наращивания бурильных труб в периоды, когда не бурят.

Под шурф бурят турбобуром или ротором. Для забуривания подшурф турбобуром над устьем скважины предварительно собирают долото, турбобур и ведущую трубу.

На линии, соединяющей центр скважины с правой опорой вышки (со стороны мостков) на расстоянии 1, 5...2, 0 м от оси скважины вырубают отверстие для шурфовой трубы. К той же опоре вышки временно на уровне 1, 5...2, 0 м от пола буровой привязывают ролик и пеньковый канат диаметром 28, 5 мм и длиной 12... 15 м. Забуривание под шурф производится в следующем порядке. Затаскивают турбобур с долотом в прорубленное подшурф отверстие. Корпус турбобура обвивается не менее чем тремя витками пенькового каната. При этом набегающий конец каната (по направлению вращения корпуса турбобура) должен быть привязан к опоре вышки, а сбегающий конец каната перекидывается через блочок и соединяется с контргрузом. Перемещение турбобура с ведущей трубой в вертикальном положении обеспечивается перепусканием витков пенькового каната при сохранении соответствующего натяжения.

Для безопасного буренияшурфа с помощью турбобуров или электробура на ряде предприятий используют специальное приспособление, выполненное в виде двух кованых пластин, изогнутых по форме ведущей трубы. Пластины надевают на ведущую трубу и скрепляют между собой четырьмя болтами. В имеющиеся специальные отверстия с обеих сторон пластин продевают стальной канат, обвивают его вокруг вертлюга против часовой стрелки и крепят в зеве крюка. Крюк фиксируют стопором. При бурении под шурф ведущая труба удерживается от вращения подвесной частью талевой системы, инерции которой достаточно для гашения реактивного момента.

Шурф пробуривают глубиной 15... 16 м. Затем в шурфопускают две свинченные обсадные трубы (двухтрубку) диаметром 273 мм, верхний конец двухтрубки снабжается козырьком для облегчения завода в шурф конца ведущей трубы. При бурении под шурф ротором привод его может быть осуществлен либо через лебедку, либо через индивидуальный привод. При бурении под шурф с приводом через лебедку ротор подтаскивают к месту шурфа и устанавливают наклонно, для чего под салазки ротора со стороны мостков подкладывают доску толщиной 90 мм. Вращение ротору передают при помощи цепи, надетой на цепное колесо малой скорости барабана лебедки. При бурении под шурф при помощи индивидуального привода ротор устанавливают и укрепляют на месте бурения шурфа на расстоянии 1, 5...2, 0 м от устья скважины.

Прежде всего, заказчик должен понимать, что без отрывки шурфов и осмотра конструкций фундаментов обследователи могут сделать выводы о состоянии фундаментов здания только по косвенным признакам. Шурфы необходимы для того чтобы:

установить тип фундамента, его форму в плане, размеры, глубину заложения, выполненные ранее усиления, а также ростверки (при обследовании свайных фундаментов в каждом шурфе замеряют их диаметр, шаг и среднее количество на 1 м фундамента) и искусственные основания;
исследовать материал фундамента с определением класса бетона, марки камня и раствора, а иногда и для вскрытия армирования фундамента;
отобрать пробы грунта и материала фундамента для лабораторных испытаний;
установить наличие гидроизоляции и выявить ее состояние.

Согласно СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ" шурф - это горная выработка, максимальной глубиной до 20 метров. Однако, отставим официальные определения, поскольку обследование более узконаправленный вид деятельности и имеет свои особенности. В обследовании глубина шурфов в 20 м может встретиться только на уникальных сооружениях и заказчику не следует принимать близко к сердцу представленную картину ужасных разрушений. Средняя глубина шурфа среднего здания для среднего заказчика исходя из нашей практики составляет порядка 2 метров, если отрывать шурфы с неотапливаемой стороны здания, и еще меньше, если отрывать шурф из подвала.
В обследовании зданий шурф представляет собой вертикальную выработку в грунте глубиной ниже подошвы обследуемого фундамента на 0,5 метра, отрываемую рядом со стеной или колонной здания. Размеры шурфа в плане определяются размерами подошвы фундамента, его формой, а также свойствами грунта (при осыпании грунта рабочим обычно легче и выгоднее вырыть шурф большего размера, нежели укреплять его стенки досками). Чаще всего глубина шурфа не более 2 метров, размеры в плане 1,5х1,5 метра снаружи здания, и глубина до 0,8 метров, размер в плане 1х1 м из подвала здания.
Ленточные фундаменты вскрываются непосредственно по отвесной грани стены. Столбчатые фундаменты должны вскрываться одним из следующих трех способов приведенных в Пособии по обследованию строительных конструкций зданий ОАО "ЦНИИПромзданий" (смотри рисунок):

Количество шурфов зависит от наличия документации, объемно-планировочного и конструктивного решения здания, от состояния здания (наличия осадочных деформаций), от цели обследования. Для примера, согласно МРР 2.2.07-98 "Методика обследования зданий и сооружений при их реконструкции и перепланировке" контрольные шурфы для обследования конструкции, размеров и материала фундаментов устраивают по 2-3 шурфа на здание, шурфы отрывают с наружной или внутренней сторон в зависимости от удобства их вскрытия. В реальности обычно приходится закладывать гораздо больше шурфов, причем при их отрывке иногда один-два шурфа оказываются бесполезными из-за встретившегося препятствия в виде старого фундамента, не указанных нигде коммуникаций, большого валуна или куска бетона. Удивительно часто приходится в небольшом по объему, но неоднократно реконструировавшемся здании, закладывать значительно больше шурфов, чем в огромном цехе с однотипными конструкциями - данный факт иногда сложно обосновать заказчику, но без исчерпывающих данных о конструкции фундаментов анализ работы конструкций здания будет ущербным изначально. Когда имеется проектная, а тем более исполнительная документация на здание, количество шурфов можно сократить при условии что в контрольных шурфах выявлено полное соответствие реальной конструкции фундаментов проекту и при отсутствии в здании осадочных деформаций - увы, иногда бывает, что единственный из нескольких контрольных шурфов выявляет полное несоответствие фундаментов проекту и даже предыдущему обследованию здания (халтурщики есть и среди строителей и среди обследователей), и тогда приходится огорчать заказчика допработами с соответствующими сметами. Также важно для отрывки шурфов иметь техническое задание на обследование от проектировщиков или согласование с ними мест шурфования - ведь проектировщики изначально понимают, какие конструкции в результате проекта будут догружены, а также знают какие места им необходимо проверить при проектировании пристройки. При назначении количества шурфов и мест их расположения обследователи принимают во внимание следующие факторы:

конструктивная схема здания, количество разнотипных разнонагруженных несущих конструкций, возможность вскрытия одним шурфом нескольких фундаментов - в идеале необходимо иметь информацию о фундаментах всех разных отличающихся конструктивных элементов;
состояние конструкций здания, отмостки, наличие осадочных деформаций - желательно закладывать шурф возле осадочных трещин, чтобы увидеть состояние фундамента в критичном месте;
наличие проектной, исполнительной или обследовательской документации;
наличие технического задания от проектировщиков;
наличие технического задания от заказчика (заказчик может иметь свои соображения по реконструкции здания, ну и просто может знать, где в здании, по его мнению, проходят существенные осадочные трещины);
возможность отрывки шурфов снаружи здания без согласования с надзорными органами - согласования займут больше времени, чем работы по обследованию (или долго или дорого), поэтому, увы, там, где это возможно, шурфы чаще всего отрываются без разрешений, то есть незаконно (еще и поэтому шурфы легче отрывать изнутри зданий);
наличие документации, информации по подземным коммуникациям у эксплуатирующей службы, заказчика, наличие вводов в здание коммуникаций по предварительному осмотру - схема расположения шурфов обязательно согласуется с эксплуатирующей службой или с заказчиком;
погодные условия, наличие водосточных труб, уклонов - сложно отрывать шурфы и обследовать фундаменты в условиях постоянного подтопления, да и опасно подтоплением подвала (ну и зимой долбить мерзлую землю будет значительно дороже для заказчика);
условия эксплуатации подвала, конструкция полов и отделка подвала, конструкция отмостки - для сопоставления трудоемкости восстановления конструкций и выполнения земляных работ и работ по вскрытию твердых покрытий;
минимизация объемов земляных работ - этот фактор один из наименее значимых.

Как видим, для разработки схемы шурфования объекта требуется анализ множества факторов. Более того, после анализа иногда выясняется полная или частичная невозможность отрывки фундамента под ту или иную конструкцию без существенных затрат и неудобств для заказчика (например внутренние стены складов или производств с хрупкой или стерильной продукцией в подвале или на первом этаже). Также очевидно, что разработка программы обследования и коммерческого предложения на его основе без выезда на объект (а это требуют 99% заказчиков уже при первом телефонном разговоре) не более чем условность , а значит, велика вероятность допработ или недостатка информации полученной при обследовании. Исходя из нашей практики, можно сказать, что в среднем обследованном здании отрывается не менее 4-5 шурфов, большинство из подвала, большинство шурфов заложено в углах на стыках стен и колонн. За редким исключением шурфы отрываются вручную, поскольку при наличии любой самой замечательной документации на расположение коммуникаций внутри и снаружи здания по закону Мерфи при отрывке обязательно обнаруживается элемент коммуникаций - еще и поэтому для отрывки шурфов тоже требуется определенная квалификация и опыт у рабочего-шурфовика.

Какие негативные факторы влечет за собой отрывка шурфов для заказчика - об этих неудобствах следует знать заранее:

шум при вскрытии отмостки, бетонных полов подвала, первого этажа с помощью отбойника, перерезания армирования с помощью болгарки - это не позволяет вести работы снаружи в ночное время, если объект находится вблизи жилых зданий;
пыль мелких фракций при вскрытии твердых покрытий (отмостки, полов, отделки), пыль при отрывке шурфа;
влажность при отрывке шурфа изнутри здания, необходимость проветривать помещение подвала;
вероятность подтопления подвала атмосферными осадками при отрывке шурфов снаружи здания - это не значит, что обязательно затопит (в нашей практике такого пока не происходило), но вероятность подтопления при недолжной укрывке шурфа и отводе воды, а также при сверхнормативных осадках или сильном ветре увеличивается;
повреждение отмостки при отрывке шурфов снаружи - на длину порядка 1,5-2 метров и на всю ширину отмостка демонтируется (редкое исключение - обход хорошо армированной неширокой отмостки и отрывка шурфа под ней);
повреждение полов подвала или первого этажа здания и прилегающей непосредственно к шурфу отделки стен;
повреждение гидроизоляционного слоя фундаментов или полов здания;
невозможность эксплуатации помещений в месте отрывки шурфов до их полной заделки;
необходимость восстановления отделочных покрытий, отмостки.

В нашей практике, как правило, мы отрываем шурфы силами своих рабочих, поскольку иногда (несмотря на опыт рабочих) требуется непосредственное руководство инженера, чтобы шурф был пройден до подошвы фундамента (ниже уже действует инженер) и чтобы не был вынут лишний грунт из-под подошвы, что грозит деформациями фундамента, а также для недопущения повреждения конструкции фундамента. Особенно важно присутствие инженера при подтоплении шурфа для быстрого обследования, поскольку последующая открытая откачка воды из шурфа не всегда допустима и чревата дополнительными осадками фундамента в случае вымывания пылеватых частиц грунта из-под подошвы (если таковые имеются). После проходки шурфа инженер проводит обмеры, при необходимости производит вскрытия гидроизоляционного и конструктивного слоев, изымает образцы материалов. Обратная засыпка шурфов обычно производится также нашими силами, с уплотнением грунта ручными трамбовками или проливкой. После засыпки шурфа рекомендуется дать грунту обратной засыпки еще осесть и уплотниться (если снаружи, то дождаться оттаивания земли и промывания грунта осадками), а затем приступать к заделке и восстановлению конструкций отмостки или пола. Восстановление отмостки или пола обычно осуществляется силами заказчика - если это делать силами обследовательской организации, то, как правило, появляется субподрядчик для производства этих строительных работ, и заказчик просто переплачивает. При наличии у заказчика рабочих он вполне может организовать отрывку и засыпку шурфов своими силами - это уменьшит стоимость работ по обследованию.

Рекомендуем заказчику относиться с пониманием и терпением к необходимости отрывки шурфов, поскольку это важный вид работ по обследованию здания. Чем подробнее будет обследовано здание, тем меньше вероятность появления проблем при его реконструкции или эксплуатации. А заделка пола подвала или восстановление отмостки не является большой проблемой. Неудобство, связанное с отрывкой шурфов, обычно длится не более 1-1,5 недель.

Дмитрий Кузнецов,