3. Геологическое строение участка работ

Рядом с участком работ трестом ГРИИ были выполнены инженерно-геологические изыскания в 1994 году. Была пробурена скважина по адресу ул. Большая Морская, д.4. Полная глубина скважина 15,0 м. Абсолютная отметка устья 2,9 м. Сведения о водоносном горизонте и его геологическом индексе представлены в таблице 1, а сведения о составе и физико-механических свойствах грунтов в таблице 2.

Таблица 1

Таблица 2

По данным изысканий, территория участка работ состоит из следующих слоев:

1. Насыпной грунт – песок гравелистый, с гл 1 м – пылеватый с обломками кирпича, строительным мусором. Глубина слоя – 2,6 м, мощность слоя – 2,6 м, отметка подошвы слоя 0,3 м.

2. Песок пылеватый серый средний плотности насыщенный водой. Глубина слоя – 3,4 м, мощность слоя – 0,8 м, отметка подошвы слоя -0,5 м.

3. Песок мелкий серый средней плотности насыщенный водой. Глубина слоя – 6,7 м, мощность слоя – 3,3 м, отметка подошвы слоя -3,8, м.

4. Супесь пылеватая серая с прослоями песка тугопластичная. Глубина слоя – 7,6 м, мощность слоя – 0,9 м, отметка подошвы слоя -4,7 м.

5. Песок пылеватый серый плотный насыщенный водой. Глубина слоя – 10,8 м, мощность слоя – 3,2 м, отметка подошвы слоя -7,9 м.

6. Супесь пылеватая серая с прослоями песка тугопластичная. Глубина слоя – 14,0 м, мощность слоя – 3,2 м, отметка подошвы слоя -11,1 м.

7. Суглинок пылеватый коричнево-серый мягкопластичный. Глубина слоя – 15,0 м, мощность слоя – 1,0 м, отметка подошвы слоя -12,1 м.

Геологический разрез

Масштаб 1:200

Рис. 2

3. Топографо-геодезическая изученность

Интенсивное строительство в дельте р. Невы началось более 300 лет назад, поэтому в топографическом отношении территория хорошо освоена.

На территории города непрерывно производились топографические съемки всего масштабного ряда. И можно считать, что вся центральная часть города покрыта планшетами масштаба 1: 500.

В непосредственной близости от участка работ расположены 3 стенных репера III класса:

1. Рп 9404, ул. Б.Морская, 11. Высота: 3,973

2. Рп 5903, пр. Невский, 12. Высота: 3,931

3. Рп 7190 наб. реки Мойки, 61. Высота: 3, 917

Все репера в хорошем состояние и были приняты за рабочие. Тип центра у всех реперов 143 для линий нивелирования III и IV классов.

В непосредственной близости от участка работ расположены 4 пункта полигонометрии:

1. 1234, ул. М.Морская, 15. Координаты: 94208,686; 113487,085.

2. 1235, пр. Невский, 12. Координаты: 94376,564; 113712,722.

3. 1236 наб. реки Мойки, 46. Координаты: 94295,410; 113956,312.

4. 1237 наб. реки Мойки 54. Координаты: 93940,580; 113728,466.

4. 1. Классификация деформация сооружений

Вследствие конструктивных особенностей, природных условий и деятельности человека сооружения в целом и их отдельные элементы испытывают различного вида деформации. Значительные деформации затрудняют нормальную эксплуатацию зданий и сооружений, снижают долговечность вследствие появления недопустимых перемещений их отдельных элементов.

Под постоянным давлением от массы сооружения грунты в основании его фундамента постепенно уплотняются и происходит смещение в вертикальной плоскости, называемое осадкой сооружения. Перемещение сооружения вверх называется подъемом или выпиранием, а перемещение в сторону – горизонтальным смещением или сдвигом сооружения.

Вертикальные деформации основания подразделяются на:

1. осадки – деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственной массы грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

2. просадки – деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственной массы грунта, так и дополнительно с ними действующих факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т. д.;

3. набухания и усадки – деформации, связанные с изменением объема некоторых видов глинистых грунтов при изменении их влажности, температуры (морозное пучение) или при воздействии химических веществ;

4. оседания – деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрологических условий и т. п.

Деформации основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два основных вида:

первый – деформации грунтов от нагрузок, передаваемых на основание зданием или сооружением (осадки и просадки);

второй – деформации, не связанные с нагрузкой от здания или сооружения и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственной массы, набухания и усадки).

Совместная деформация основания и здания (сооружения) может характеризоваться:

• абсолютной осадкой основания отдельного фундамента S_i;

• средней осадкой основания здания или сооружения S_ср;

• относительной неравномерностью осадок ΔS/L двух точек фундамента, т.е. разностью их вертикальных перемещений, отнесенной к расстоянию между ними;

• креном фундамента или сооружения в целом i, т.е. отношением разности осадок крайних точек фундамента к его ширине или длине;

• относительным прогибом или выгибом f/L (отношение стрелы прогиба или выгиба к длине однозначно изгибаемого участка здания или сооружения);

• кривизной изгибаемого участка здания или сооружения К;

• относительным углом закручивания здания или сооружения н;

• горизонтальным перемещением фундамента или здания (сооружения) в целом U.

Аналогичные характеристики деформаций могут устанавливаться также для просадок, набуханий (усадок) грунтов, оседаний земной поверхности и других деформаций.

Предельно допустимая величина совместной деформации основания и здания или сооружения (равномерной или неравномерной), соответствующая пределу эксплуатационной пригодности здания или сооружения по технологическим или архитектурным требованиям S^Т_пр, устанавливается соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование.

Предельно допустимую величину деформаций S^Т_пр по условиям эксплуатации оборудования назначают, исходя из соблюдения технологических допусков по осадкам и кренам оборудования.

Осадка фундаментов выражается величинами вертикальных отрезков, опущенных с первоначальной плоскости, образованной подошвой фундамента, до пересечения с деформированной поверхностью основания. В тех случаях, когда эти отрезки равны, осадки называются равномерными и, наоборот, когда отрезки не равны, осадки называются неравномерными. Таким образом, равномерные осадки могут происходить лишь в тех случаях, когда давление, вызываемое массой сооружения, и сжимаемость горных пород во всех частях основания под фундаментом одинаковы.

Общая величина осадки, не ведущая к повреждению здания, может быть достаточно большой, если она равномерная. Однако при большой величине осадки могут повреждаться входы, пристройки, санитарно-технические коммуникации, дренажные и другие устройства.

Неравномерная же осадка отдельных частей и сооружения в целом имеет обычно более серьезные последствия. Она является одним из главных факторов, влияющих на прочность и эксплуатационную пригодность зданий.

При наличии достаточно большой толщи однородных пылевато-глинистых грунтов и равномерно приложенной нагрузки по длине здания происходит блюдцеобразное понижение поверхности (прогиб), которое распространяется иногда далеко за пределы загруженной площадки. Средняя часть здания вогнута, а края наклоняются к центру загруженной площадки. Такой характер деформации объясняется тем, что на угловых участках нагрузка распределяется по большей площади, распространяясь вперед за пределы конца стены. Следовательно, концы стен, получая большую площадь опоры, имеют и меньшую осадку. При такой деформации по краям стен могут возникать наклонные трещины, идущие от краев к середине под углом примерно 45°. Нижние концы трещин направлены в сторону меньших осадок. В средней части здания часто образуется трещина в виде перевернутого знака у: более широкая внизу и сужающаяся кверху. В верхней части стены по середине здания могут быть признаки разрушения кладки от раздробления. Если в стенах имеются горизонтальные пояса, то под ними в средней части здания могут появиться горизонтальные трещины. Деформации прогиба могут появляться, если под фундаментами в средней части здания имеются участки слабых грунтов или пустот, если средняя часть здания несет большую нагрузку, если в основании торцевых частей здания имеются твердые включения (скала, скопления валунов).

Деформацию выгиба испытывают здания с тяжелыми каменными стенами и слабонагруженными внутренними колоннами, а также при наличии слабых или ослабленных оснований в торцевых частях здания, расположенных рядом котлованов или траншей (за счет выдавливания грунта из-под несущего пласта основания), построек около торцевых частей зданий, значительного количества жестких включений под серединой здания и т.п. Углы в этом случае садятся больше и наклонные трещины имеют большую ширину вверху. Направление нижних концов трещин — также в сторону меньших осадок, т.е. к середине здания. Наружные стены могут наклоняться кнаружи, образуя v-образные трещины в соединениях с поперечными стенами. Особенно часто это встречается при внецентренном загружении фундаментов наружных поперечных стен. В зависимости от конфигурации общей осадки соответствующие наклонные трещины появляются во внутренних стенах. При этом перекашиваются дверные рамы (проемы являются ослабленными местами в стенах и здесь концентрируются напряжения). Перекрытия, опирающиеся на рамы каркаса, могут испытывать большие осадки без повреждений, но если они опираются непосредственно на грунт или на отдельные фундаменты, оседающие независимо от стен, могут возникать серьезные повреждения и расстройства в стыках. Деформация выгиба значительно опаснее прогиба, так как трещины раскрываются вверху, а это может привести к тому, что торцевые стены потеряют устойчивость, перекрытия обрушатся и т. п.

Осадка крайних частей здания или сооружения возникает обычно по причинам, указанным выше, но оказывающим влияние на одну из торцевых частей здания. Этот вид деформации также является опасным.

Перекос здания или сооружения возникает в результате разности осадок соседних или нескольких расположенных в ряд фундаментов за счет разной нагрузки на рядом расположенные фундаменты или наличия слабых или ослабленных грунтов под одним из фундаментов. Перекос приводит к возникновению косых трещин, что особенно опасно в узких простенках.

Крен (наклон) испытывают жесткие сооружения при неравномерных осадках отдельных фундаментов. Причинами этого вида деформаций могут быть различные факторы. Крен фундамента приводит к повороту нижней части конструкций.

Скручивание сооружений возникает при развитии крена в разных частях длинного сооружения в противоположные стороны. Наибольшие повреждения получают, как правило, верхние этажи отдельных конструкций или здания в целом.

Обычно сооружения подвергаются одновременно различным деформациям, некоторые из них могут являться преобладающими, а другие — слабо выраженными.

[http://www.buroviki.ru/vidy_deformacii_fundamenta.html]

[http://files.stroyinf.ru/Data1/46/46338/]