Подземная часть любого здания спрятана под толщей грунта, поэтому даже визуально осмотреть ее не представляется возможным, в отличие от наземных конструкций. Проведению качественного обследования фундамента существующих построек способствуют шурфы, выкопанные с наружной стороны сооружения или изнутри. Их месторасположение определяется в зависимости от конструкции самой постройки, расстояния до близлежащих строений, а также от уровня заложения подошвы фундамента.
Когда необходимо обследование подземных конструкций
Проверка состояния фундамента и основания под ним требуется в случаях:
- увеличения этажности здания;
- технической переоснастки производства;
- капитального ремонта, связанного с повышением нагрузок;
- появления значительных трещин на фасаде и перекосов проемов;
- развития недопустимых просадок;
- необходимости возведения близкорасположенных фундаментов и т.д.
Зачастую о проблемах подземной части сооружения свидетельствуют внешние повреждения на стенах, определяемые визуально, а также заклинивание сразу нескольких дверей, расположенных в одной плоскости или неподалеку друг от друга. В этих случаях специалисты дают однозначное заключение о том, что строение испытывает деформации, и происходит это, скорее всего, из-за слабости основания или начавшегося разрушения фундамента.
При капитальной реконструкции объекта, предполагающей усиление давления на грунт, в обязательном порядке требуется провести обследование его подземной части, для чего необходимо вырыть шурфы.
В ряде случаев бывает достаточно изучения технической документации. Но при ее отсутствии или возникновении значительных просадок, подтвержденных систематическими наблюдениями, а также при работах, связанных с переустройством старых строений, без непосредственного осмотра состояния фундамента и основания обойтись нельзя.
Недопустимые деформации, перекосы и просадки зданий могут происходить по разным причинам, появляющимся сразу, с годами или после оттаивания грунта. Источниками проблем становятся:
- атмосферные воды, просачивающиеся в грунт и замачивающие основание;
- подземные воды, появляющиеся в результате утечек из сетей водоснабжения или канализации, а также резервуаров и теплотрасс;
- поднявшиеся выше допустимого уровня грунтовые воды;
- недостаточно уплотненное основание или обратная засыпка;
- промораживание или вымывание грунта;
- смещение грунтовых слоев относительно друг друга и т.д.
При шурфовании отбирают пробы грунта в основании фундамента, визуально осматривают конструкцию и, при необходимости, изымают образцы материалов (бетона, раствора, камня) для дальнейших лабораторных исследований. Нередко производят вскрытие арматуры.
Правила устройства шурфов
Шурф представляет собой вырытую яму, оголяющую стенку ленточного, опору столбчатого или боковую часть плитного фундамента. Места расположения заглублений определяют, исходя из конкретных условий. Приоритетными являются проблемные участки, а в случае необходимости обследования длинномерных зон, выбор оставляют за площадками, которые менее всего могут стать помехой для прохожих или проживающих рядом людей.
Строители при разметке шурфов не должны отталкиваться только от удобства условий работы и доступности территории. Исследования практически всегда производятся в населенных районах, поэтому от присутствия пешеходов вблизи объекта избавиться не получится. Но и окружающим необходимо помнить о том, что обследование фундамента носит всего лишь временный характер, а проводимые мероприятия являются необходимыми, целесообразными и не критичными.
В обязательном порядке шурф должен закладываться в местах, где явно просматривается деформация стен. Также шурфование может производиться:
- на наиболее загруженных участках здания;
- в каждой самостоятельной части многосекционного дома;
- в зонах расположения дополнительных опор.
Особого внимания требуют площадки, где состояние грунта или фундамента определяется как аварийное. В этом случае, кроме проблемного участка осматривают надежные зоны, где устраивают шурф, после чего результаты исследования сравнивают. Для фундамента реконструируемого объекта шурфование и обследование конструкций вместе с основанием производят в местах установки несущих колонн и стен. А в случае частичной надстройки – только в районе реорганизации.
Количество шурфов зависит от начальной цели ревизии фундамента. При реконструкции или капитальном ремонте здания, не предусматривающем увеличения нагрузок, достаточно будет выполнить 2-3 контрольных шурфа. При устранении поступления воды в подвальном помещении или на первом этаже выкапывают ямы в каждом из обводненных участков, а при углублении подвала делают по одной яме возле всех стен. На наиболее загруженных зонах допускается выполнение двухсторонних шурфов.
В местах изменения уровня заложения фундамента или значительного скачка высоты сооружения нередко устраивают дополнительные шурфы.
Каждый шурф выкапывают ниже глубины заложения фундамента на полметра. В зависимости от стесненности территории и размера заглубления, стенки ямы делают с откосами или укрепляют их вертикальными щитами с распорками. Минимальная площадь днища шурфа относительно его глубины составляет:
- 1,25 м2 – до 1,5м;
- 2 м2 – от 1,5 до 2,5м;
- более 2,5 м2 – от 2,5м.
В строениях с подвалами шурфование производят с внутренней стороны, что значительно уменьшает трудовые затраты при выполнении земляных работ. Шурфы, в этом случае, имеют, как правило, глубину 0,8-1,2м и размеры по дну – 1,0*1,0м.
В результате обследования фундамента выясняют или уточняют:
- глубину заложения подземной части;
- габаритные размеры в плане;
- тип и прочность конструкции;
- наличие дефектов и разрушений;
- класс бетона и марку камня (по образцам – в лаборатории);
- состояние гидроизоляционного слоя;
- нарушение положения относительно вертикальной оси;
- факт присутствия каких-либо усилений.
Состояние искусственного и естественного основания определяют по отобранной в тех же шурфах пробе грунта. В некоторых ситуациях требуется дополнительное шурфование.
Варианты вскрытия фундаментов
Одной из стенок шурфа, предназначенного для обследования ленточного фундамента, является вертикальная поверхность самой подземной конструкции. Для отдельно стоящих столбчатых фундаментов возможно три варианта их вскрытия:
- двухстороннее – шурф выкапывается по двум смежным сторонам фундаментной железобетонной подушки;
- угловое – яма располагается также с двух сторон, но не на полную длину граней подошвы фундамента, а лишь наполовину;
- периметрическое – оголение конструкции производится с трех сторон полностью, а с четвертой – частично.
Двухсторонняя схема шурфования применяется в случае наличия в зоне выкапывания ям значительных осадочных деформаций, при асимметричной форме фундаментной подошвы, либо при рассмотрении возможности увеличения нагрузок на несущие конструкции после реконструкции объекта. Угловой шурф устраивают при одинаковых размерах сторон железобетонного основания в плане и отсутствия просадочных процессов. Для производственных строений учитывают, также, равномерность нагрузок от оборудования и недопустимость его демонтажа или перемещения на другое место в дальнейшем.
Выкапывание шурфа по периметру используют в критических ситуациях, когда требуется максимальный осмотр подземной части здания или доскональный анализ грунтовых условий. 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.
Нередки случаи, когда для небольшого по площади и этажности здания приходится выкапывать значительно больше шурфов, чем для огромного производственного цеха, имеющего схожие конструкции. Дело в том, что на процесс ответственного обследования в большей степени оказывают влияние конкретные условия, визуальные оценки, а также предварительные контрольные замеры и исследования, нежели человеческий фактор. Бывает, что при минимальной проверке выявляются значительные несоответствия подземной конструкции с технической документацией и даже предыдущими исследованиями. Тогда-то и требуются дополнительные изыскания.
Обследование фундаментов при помощи шурфов производят специализированные организации при наличии техзадания, проектной документации на проведение работ с четким указанием мест расположения и размеров приямков, а также разрешения надзорных органов.
Присутствие профессионалов и руководство инженеров при выкапывании шурфов необходимо для того, чтобы:
- лишний грунт из-под фундамента не был случайно удален во избежание дополнительных просадок;
- при подтоплении ямы могли быть быстро обследованы проблемные участки, так как при интенсивной откачке воды дополнительно вымывается порода, в том числе песчаная подушка;
- специалист смог подкорректировать размеры шурфа для возможности выполнения более точных замеров;
- были изъяты правильные пробы грунта и образцы материалов.
По окончании работ каждый шурф засыпается с послойным уплотнением. Далее, с внешней стороны восстанавливается отмостка по всем правилам, а изнутри – пол.
Негативные моменты шурфования
Перед тем как решиться на обследование фундаментов путем выкапывания шурфов, необходимо понимать, что работы повлекут за собой определенные неудобства, которые могут коснуться не только хозяина строения, но и окружающих. А именно:
- шум при разрушении отмостки или бетонного пола;
- пыль и грязь;
- появление влажности;
- вероятность подтопления при несвоевременной откачке атмосферных вод;
- повреждение гидроизоляции;
- трудности в передвижении вблизи дома;
- невозможность эксплуатации обследуемых участков.
Но, несмотря на трудности, необходимо понимать важность устройства шурфов, предусматриваемых для наглядного ознакомления с проблемами фундаментов и основания под ними. Неудобства, в этом случае, носят временный характер.
Бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется буровой бригадой в обязанности, которой входит:
подготовительная работа
работа, связанная с проходкой и креплением скважины и разобщение пластов, предупреждением и ликвидацией осложнений и аварий.
Подготовительно - заключительные работы, профилактический ремонт бурового оборудования. Работы по испытанию продуктивных горизонтов в процессе бурения и после перфорационных работ.
Заключительные работы после окончания сооружения скважины.
Всем процессом сооружения скважины руководит буровой мастер, назначаемый из числа техников или инженеров имеющих большой опыт по бурению скважины. Подготовительные работы, проводимые до начала бурения скважины включает следующие операции:
Монтаж и опробование приспособлений малой механизации - отсоединение.
Проверка КИП - контрольно - измерительных приборов.
Центрирование вышки, проверка горизонтальности ротора.
Оснастка талевой системы.
Обкатка дизелей и проверка бурового оборудования.
Приготовление бурового раствора.
Бурение шурфа и установка шурфовой трубы.
Бурение и спуск направления.
Перед сдачей буровой в эксплуатацию проверяют правильность монтажа оборудования и опробывают его без нагрузки. В начале проверяют отдельные агрегаты, а затем всю установку. Для этого запускают двигатели силовых агрегатов и компрессоров, включают муфты и опробывают на холостом ходу работу трансмиссии, редукторов, лебёдки, насосов, ротора.
Во время обкатки дизелей проверяются отдача и расход топлива давление и температура в топливной системе герметичность всей обвязки и показания приборов. После опробования всех механизмов и оборудования буровой установки подвешивают кермачный канат с кермаком. Подвешивают машинные ключи, соединяют буровой шланг со стояком и вертлюгом; собирают квадрат. Делают оснастку талевой системы, для этого предварительно делают малую оснастку из каната диаметром 9мм и перетягивают талевый канат диаметрами от 25 до 38мм. После того как перетянули талевый канат один его конец крепится к подъёмному валу буровой лебёдки, а второй конец к приспособлению для крепления мёртвого конца. Далее собирают подъёмный крюк. Проверяют отцентрированность вышки, горизонтальность ротора.
До начала работ буровая установка укомплектовывается долотами, обсадными трубами для направления и кондуктора, бурильными трубами, приспособлениями малой механизации, контрольно - измерительными приборами для бурения, шурфом под ведущую трубу, необходимым запасом воды, глины и химических реагентов. На буровой необходимо иметь помещение для отдыха и приёмов пищи (вахтовый посёлок), сушилку для спецодежды, противопожарный инвентарь, набор ручного и вспомогательного инструмента, аптечку с медикаментами, промсанитарный инвентарь, а также инструкции и плакаты по технике безопасности, промсанитария и противопожарным мероприятиям. Запас горюче - смазочных материалов должен храниться в закрытых ёмкостях и иметь чёткую надпись о наименовании хранящихся в них материалов. Сооружение скважины начинают с установки шахтового направления - для укрепления устья скважины от размыва промывочной жидкостью. При устойчивых породах шахтовое направление устанавливают в процессе работ по сооружению вышки. Для этой цели роют шахту глубиной 7 м, в которой устанавливают направление из труб. После установки направления шахту засыпают битым камнем и заливают цементным раствором. В тех случаях, когда с поверхности залегают неустойчивые породы, бурят под направление при помощи ротора до глубины 30м. После этого в пробуренную скважину спускают направление из труб, центрируют его и заливают пространство между стенками скважины и направлением цементом. Верхний конец направления должен доходить до желоба, по которому промывочная жидкость, вытекающая из скважины, направляется в циркуляционную систему.
После того как вышка отцентрирована, и ротор установлен на место, приступают к бурению под шурф для ведущей трубы. Шурф необходим для опускания ведущей трубы во время наращивания бурильных труб и в периоды, когда не производится бурение. Бурят под шурф турбобуром или ротором. Для забуривания под шурф турбобуром над устьем скважины предварительно собирают долото, турбобур и ведущую трубу. Шурф пробуривают глубиной 17м, затем в шурф опускают две свинченные обсадные трубы (двухтрубку) диаметром 219мм, верхний конец двухтрубки снабжен козырьком для облегчения завода в шурф конца ведущей трубы.
Приемка буровой оформляется актом, подтверждающим пригодность и правильность монтажа оборудования. Кроме этого оформляется акты на испытание нагнетательных линий и пневмосистемы, ограничители подъема талевого блока под кронблок, об испытании заземляющих устройств, об испытаниях блока перегруза талевой системы. Комиссия проверяет состояние подъездных путей и территорий, состояние приемных мостов и стеллажей, полов буровой, исправность оборудования и механизма, исправность маршевых лестниц на вышке, исправность контрольно-измерительных приборов, наличие ограждения на движущихся и вращающихся частей механизмов и оборудований. Все неполадки и недостатки, выявленные при приемке буровой должны быть, устранены до спуска буровой.
При продолжительности бурения скважины более 2 месяцев ежемесячно должны проводиться технические беседы, на которых подводятся итоги работы и рассматриваются особенности технологии бурения на следующий период.
Бурение скважины может быть начато при наличии следующих документов:
а) геолого-технического наряда (ГТН)
б) режимно-технологической карты, а при бурении скважин глубиной 3000м и более, кроме того, проекта технологии бурения;
в) акта о вводе в эксплуатацию установки с разрешением на начало бурения органов Госгортехнадзора
г) наряда на производство буровых работ.
Монтаж и опробование приспособлений малой механизации подсоединение бурового шланга, подвеска машинных ключей, проверка приборов, центрирование вышки, проверка горизонтальности ротора, оснастка талевой системы, бурение под шурф и спуск направления.
Перед сдачей буровой в эксплуатацию проверяют правильность монтажа оборудования и опробуют его без нагрузки. В начале проверяют отдельные агрегаты, а потом всю установку, для этого запускают двигатели силовых агрегатов и компрессоров, затем включают муфты и опробывают на холостом ходу работу трансмиссии, редукторов, лебёдки насосов, и ротора. Во время обкатки дизелей регулируется подача и расход топлива, давление и температура в масляной системе герметичность всей обвязки.
После опробования оборудования и механизмов на буровую подвешивают кермачный канат с крюком. Затем подвешивают машинные ключи. Затем соединяют буровой шланг со стояком. С другой стороны крепится горловина вертлюга. Затем кермаком затаскивают на буровую талевый блок и приступают к оснастке. После оснастки талевой системы собирают подъёмный крюк. Дальше проверяют отцентрированность буровой вышки. Отцентрированность вышки проверяется натягиванием верёвки через центр скважины. На подъёмном крюке устанавливается отвес, который должен совпасть с центром ротора и центра пересечения натянутых верёвок. Смонтированную буровую сдают в эксплуатацию после приёма комиссии назначенную руководством ООО «Башнефть-Бурение «ТЭГБ».
Проверяют: состояние территории и подъездных путей; состояние приемных мостков, стеллажей, полов буровой; исправность машин и оборудований; КИП; ограждения движущихся и вращающихся частей оборудования; акты на испытание нагнетательных линий и пневмосистемы, ограничителя подъёма талевого блока и заземляющих устройств. Также проверяют перечень необходимых документов до начала бурения.
