Усиление фундаментов зданий

В Уфе в последние годы произошли деформации нескольких зданий, вызванные антропогенной активизацией суффозионно-карстового про­цесса.

Кинотеатр «Луч», расположенный в южной части Уфы на площадке с III категорией устойчивости по карсту и эксплуатировавшийся в те­чение 26 лет, в 1979 г. претерпел деформации в результате суффозии грунтов основания под влиянием утечек воды из коммуникации в самом здании. Ремонт системы водопровода и канализации привел к прекра­щению суффозии и к стабилизации деформаций кинотеатра, который отремонтирован и снова эксплуатируется.

В пос. Михайловка, расположенном в пригородной зоне Уфы, 2-этажный крупноблочный жилой дом, построенный в 1974 г., претерпел недопустимые деформации в результате карстового провала под наруж­ной несущей продольной стеной дома. Провал возник вследствие уте­чек из водопровода. Дом пришлось частично разобрать и реставриро­вать.

По некоторым зданиям пришлось выполнить дополнительные изыс­кания, разработать технические решения и обеспечить усиление осно­ваний и фундаментов зданий, получивших опасные деформации. В ка­честве примера можно привести строительство дома № 25 в уже опи­санном микрорайоне «ЦЭС-2». Первоначальные изыскания показали, что карстующиеся породы залегают на небольшой глубине 22 -34 м. Однако степень поражения их карстом была установлена в недостаточ­ной мере. В 1978 г. перед сдачей в эксплуатацию здание претерпело сверхнормативный поперечный крен. В результате дополнительных изы-

скании, осуществленных ЗапУралТИСИЗом, выяснилось, что вследст­вие недоучета различной мощности насыпных грунтов на площадке не­сущая способность свай но противоположным продольным осям оказа­лась неодинаковой. Кроме того, в районе северного торит здания были обнаружены незаполненные карстовые полости. С целью стабилизации крена по техническому решению НИИпромстроя было осуществлено усиление фундамента многосекционными сваями. Для заполнения вы­явленных карстовых пустот было пробурено четыре скважины на глу­бину 26 м, в которые было подано 14 м³ раствора следующего состава: цемент М400 — 200 кг, песок—1100, глинопорошок — 65 кг и вода — 460 л. Описанный случай является примером того, что изыскания за-карстованных площадок требуют большей тщательности и затрат с целью выявления истинной карстопораженности площадки.

Серьезная авария произошла с 5-этажным кирпичным зданием Цен­тра по начислению и выплате пенсий и пособий (ЦИП), расположен­ным также в южной части Уфы на закарстованной территории III ка­тегории устойчивости. На площадке имелись карстовые воронки, засы­панные связными грунтами и строительным мусором в период реконст­рукции и застройки территории многоэтажными домами. Возраст на-сыпных грунтов к моменту строительства здания ЦНП составил 6— 7 лет, мощность их в пределах контура здания переменная и изменя­лась от 6 до 13 м в пределах карстовых воронок, Грунтовые воды нахо­дились на глубине более 10 м. Под насыпными грунтами слегали гли­нистые отложения нижнечетвертичного возраста и уфимские аргилли-топодобные глины мощностью 25—30 м с линзами и прослоями песча­ников, известняков и мергелей. Фундаменты здания были выполнены из забивных висячих железобетонных свай длиной 16—20 м. сечением 30x30 см и несущей способностью 600 кН. В 1977 г. здание было по­строено и сдано в эксплуатацию без каких-либо признаков деформаций. Через 2 года нормальной эксплуатации оно претерпело опасные дефор­мации вследствие резкой просадки свайных фундаментов под средней несущей стеной на участке длиной 23 м, Общая величина просадки со­ставила примерно 0,3 м, что вызвало развитие трещин по всему зданию. Документальная схема трещин в средней капитальной стене показана на рис. 2, где отчетливо просматривается проявление арочного эффекта над карстовой воронкой. Обрушения перекрытий в пределах цокольно­го и первых этажей не произошло благодаря мощному ригелю, уложен­ному вместо перемычки над дверным проемом, оказавшемуся в плане напротив карстовой воронки. Эксплуатация здания была частично при­остановлена.

Анализ проекта, материалов изысканий и строительной технологи­ческой документации не выявил ошибок, нарушений или отступлений от действовавших норм и правил. В противном случае деформации про­явились бы еще в 1977 г., а не спустя 2 года. Дополнительными изыска­ниями было установлено, что локальная осадка группы свай произошла в зоне карстовой воронки из-за подвижки насыпного грунта, вызванной повышением уровня грунтовых вод на 8—9 м после инженерного освое­ния и застройки прилегающей территории.

По предложению НИИпромстроя усиление оснований и фундамен­тов здания было выполнено подведением под него в пределах деформи­рованного участка стены дополнительных многосекционных железобе­тонных свай сечением 30x30 см. По условиям производства работ был принят вариант спаренных свай, погружаемых с тем же шагом, с каким были погружены основные сваи,- 105 см. Несущая способность усили­тельных свай была назначена в 300 кН, что было достаточным для пе­рераспределения нагрузки от здания. Несущая способность основных (существующих) свай не учитывалась. Сущность метода усиления за­ключалась в передаче всей нагрузки от здания па спаренные многосек-

Рис. 2. Геологический разрез и схема образования трещин в несущей сте­не здания над зоной оседания. Цифры в кружках: I — насыпной грунт; 2 — суглинок; 3 — глина; 4—граница осевшего массива грунта; 5 —свайный фундамент; 6 — многосекционные сваи; 7 -— ростверк свайного фундамента

ционные сваи с помощью поперечной стальной балки. Подведение до­полнительного свайного фундамента из 34 многосекционных свай с об­шей грузоподъемностью около 7000 кН позволило полностью прекра­тить деформации здания и даже вернуть просевшую часть здания в первоначальное положение с закрытием всех трещин.

Опыт изысканий, проектирования и строительства любых зданий и сооружений на территориях, сложенных карстующимися породами, по­казал необходимость проведения специальных изысканий с последую­щим районированием этих территорий по степени устойчивости и при­годности для строительства.

Надежность строительства зданий на закарстованпых территориях, таким образом, обеспечивается более глубоким изучением, карстово-суффозионного процесса, использованием качественно новых и совре­менных методов решения задач на стадиях изысканий, проектирования и эксплуатации. Это позволяет заблаговременно учесть возможность проявления антропогенного карста, исключить его отрицательные по­следствия, а в тех случаях, когда он все же приводит к деформациям зданий и сооружений, быстро и эффективно преодолеть аварийные си­туации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Давыдько Р. Б., Толмачев В. В. О моделировании механизма карстовых провалов.—Тр. производств, и н.-и. ин-та инж. изысканий в строительстве, 1977, т. 47, с. 122—123.

2. Мартин В. И, Методика районирования закарстованных территорий по степени устойчивости для строительства.— В кн.: Инженерно-строительные изыскания. Т. 3(55). М.: Стройиздат, 1979, с. 31—38.

3. Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям и оценке территорий для промышленного и гражданского строительства в карстовых районах СССР. М.: Изд-во производств, и н.-и. ин-та инж. изысканий в строительстве, 1967. 90 с.

4. Рекомендации по проектированию зданий и сооружений в карстовых районах СССР.М.: Изд-во производств, и н.-и. ин-та инж. изысканий в строительстве, 1967. 73 с. 5. СНиП П-60-75*. Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов. М,: Стройиздат, 1976. 80 с.

ЗапУралТИСИЗ Госстроя РСФСР

НИИпромстрой Минпромстроя СССР

Башкиргражданпроект Совмина БАССР

УДК 6 9.058.2

Канд. техн. наук Э. И. Мулюков

канд. геол, -мин.наук А.И.Травкин,

канд. геол. -мин. наук В.И.Мартин,

инж, Е. П. Спящий