Прежде чем рассматривать вопрос усиления оснований и перестройки фундаментов кратко остановимся на терминах теории надежности: безотказность, отказ и долговечность.
Основа - фундамент - сооружение (здание) представляет собой единую систему, состоящую из взаимосвязанных элементов. Слабым звеном в этой системе является сооружение или фундамент, деформации которых ограничены деформацией основания. На этом положении базируется расчет оснований по деформациям сооружения (здания).
Под надежностью в технике понимают свойство любой системы сохранять свое качество (дееспособность) в процессе эксплуатации, воспринимать все временные воздействия как при изготовлении (строительстве применительно к строительству, так и полезном функционировании.
Безотказность - способность системы непрерывно сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени. Безотказность включает в себя требования: прочности, твердости и стойкости как всей системы, так и отдельных ее элементов.
Отказ - полное или частичное нарушение надежной работы элементов системы «О-Ф-С» (основа - фундамент - сооружение). Отказ может проявляться как в явном виде (например, внезапное, мгновенное обрушение), так и в виде постепенного нарушения, вызванного условиями эксплуатации. Поэтому отказа системы «О-Ф-С» разделяют на мгновенные и постепенные. Первые чаще всего возникают под влиянием случайных внешних факторов (например, при землетрясении высокой бальности, перегрузке фундаментов или конструкций и др.), которые проявляются внезапно. Вторые вызваны не случайными факторами (дефекты в конструкциях, недостаточный учет свойств основания, физический износ фундаментов, деформации усталости и др.), растянутые во времени и могут быть исправлены при проектировании и строительстве.
Мгновенные отказа трудно заранее предвидеть и учесть. Постепенном отказе возможно учесть заранее. Большинство отказов системы «О-Ф-С» является постепенными.
Долговечность - свойство системы сохранять работоспособность и эффективность при установленной системе ремонтов, вплоть до состояния, при котором эксплуатация становится невозможной или опасно, а ремонт или восстановление экономически нецелесообразным.
Перестройку как более общее понятие, заключается в любом изменении конструкции или размеров фундаментов с целью приспособления их для использования в изменившихся условиях эксплуатации, можно разделить на усиление и реконструкцию. Усиления фундаментов связано с восстановлением или заменой морально или физически изношенных (разрушенных) конструктивных элементов, с уменьшением несущей способности основания, а также с увеличением нагрузок на фундамент. Под реконструкцией фундаментов понимают изменение конструкции в связи с заменой надземных конструкций или технологического оборудования, а также с изменением функционального назначения здания или сооружения. Реконструкция фундаментов, как правило, не связана с их разрушением (износом.
В зависимости от характера выполняемых работ в таблице приведены основные виды, способы и цели перестройки фундаментов. Каждый вид перестройки осуществляется различными способами, выбор которых определяется конкретными условиями: состоянием основы, характером повреждения фундамента и его элементов, целями перестройки, имеющимися техническими ресурсами и др.
Случаи нарушения работы оснований и фундаментов встречаются часто. Они, обусловленные преимущественно ошибками, допущенными при инженерно - геологических изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации.
При проектировании часто невозможно учесть непредвиденные внешние воздействия на почвы основы. Неблагоприятным является повышение влажности в процессе эксплуатации (обводнение за счет утечек и повышения уровня подземных вод), особенно в условиях просадкових почв. В ряде случаев на строительной площадке проходят недостаточное количество геологических выработок, случаются ошибки в лабораторных определениях физико-механических показателей почв.
Отсутствие надлежащего контроля за работами нулевого цикла приводит к нарушению естественной структуры верхних слоев грунта при разработке котлованов, к неправильному проведения водознижувальних (вместо глубинного водопонижения практикуют открытый водоотлив и взрывных работ, к замачивания и промораживания основания при длительном простое, к негативному влиянию динамических нагрузок на соседние дома от погружения свай, шпунта и др.
В процессе строительства встречаются случаи быстрого монтажа и раннего замоноличивания стыков, что является неблагоприятным фактором в условиях слабых грунтов, размещение на уплотненного обратная засыпке механизмов, применение бетона пониженного класса, влияние рядом расположен существующих фундаментов, отсутствие завершенных планировочных работ и т.д.
При эксплуатации зданий и сооружений часто происходит замачивание основы агрессивными водами, что приводит не только к развитию неблагоприятных процессов в почвах (химического опухание, осадка), но и к разрушению фундаментов вследствие коррозии материала; сказывается динамическое воздействие установленного оборудования, переобтяження фундаментов за счет одностороннего пригруза складированной продукции, нарушение устойчивости зданий и сооружений на оползневых склонах и др.