Основные виды мероприятий для обеспечения устойчивых зданий и сооружений, возводимых на лёссовых просадочных грунтах.
Мероприятия назначают в зависимости:
1) от типа грунтовых условий по просадочности (I или II тип грунтовых
условий);
2) величины расчётной просадки;
3) вида возможного замачивания;
4) особенностей расположения соседних зданий, сооружений и
коммуникаций, несущих воду.
Водозащитные мероприятия.
Водозащитные мероприятия сводятся к недопущению замачивания основания водой атмосферных осадков или из трубопроводов различного назначения. Они включают в себя компоновку генеральных планов, планировку территории, специальные правила устройства трубопроводов и др.
Водозащитные мероприятия, назначаемые при проектировании и строительстве зданий и сооружений на просадочных грунтах:
1) при компоновке генплана – сохранение естественных условий стока и дернового покрова, недопущение пересечения линий стока, расположение зданий с «мокрым» технологическим процессом на пониженных частях участка;
2) при водоотводе поверхностных вод от здания – устройство ливнесточной сети, нагорных канав, отмосток с уклоном 0,02 ... 0,03 шириной не менее 1м для I типа грунтовых условий по просадочности и 1,5 ...2 м – для II типа грунтовых условий по просадочности, грунтового экрана из уплотнённого глинистого грунта толщиной 40 см с уклоном от здания;
Рисунок 6.27. Схема устройства отмостки: 1. грунт обратной засыпки, тщательно утрамбованный; 2. водонепроницаемая отмостка; 3. лоток для отвода воды; 4. просадочный грунт
3) при уплотнении грунта засыпки и подготовки под полы – устройство засыпки из глинистого грунта при его оптимальной влажности с послойным уплотнением до плотности сухого грунта ρd = 1,55 ... 1,6 т/м3, устройство маловодопроницаемых экранов с уширением за пределы здания;
4) при прокладке трубопроводов в водонепроницаемых устройствах – монтаж трубопроводов внутри здания выше уровня пола подвала или подполья, или в водонепроницаемых каналах, проходных или полупроходных с уклоном в сторону выпуска; устройство вводов коммуникаций в каналах; устройство контрольных колодцев для наблюдения за утечками воды; уплотнение грунта под стыками трубопроводов.
Конструктивные мероприятия.
Конструктивные мероприятия применяются для обеспечения общей
устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений при возможных просадках от случайного замачивания грунтов.
Конструктивные мероприятия включают: разрезку здания осадочными швами, увеличение прочности отдельных элементов, использование конструкций, мало чувствительных к осадкам и др.
Конструктивные мероприятия при проектировании зданий и сооружений на просадочных грунтах:
1) для повышения жесткости – разрезка зданий и сооружений осадочными швами через 20 ... 40 м; осадочные (деформационные) швы выполняют в разных фундаментах обычно через 30 – 70 м, температурные – в одном через 75 м (температурный шов делит всю надземную часть здания или сооружения по высоте; деформационный (осадочный) шов обеспечивает свободную осадку частей здания относительно друг друга и делит всё здание вместе с фундаментом по высоте); устройство монолитных железобетонных фундаментов (вместо сборных); устройство железобетонных поясов и армированных швов в стенах; увеличение степени армирования отдельных железобетонных элементов, усиление прочности стыков; устройство жёстких горизонтальных диафрагм;
2) для увеличения податливости – устройство гибких связей между отдельными элементами конструкций; повышение площади опирания панелей, перемычек, балок, ригелей; увеличение устойчивости элементов конструкций за счёт дополнительных связей между колоннами, фермами, балками в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
3) для обеспечения нормальной эксплуатации – применение решений, позволяющих быстро устранить крен и восстановить нормальное функционирование инженерного оборудования; применение разрезных конструкций и устройств для защиты зданий и сооружений от неравномерных деформаций основания.
Устранение неравномерности осадок может быть достигнуто рихтовкой подкрановых путей и лифтов, поднятием колонн домкратами и другими способами (рихтовка – выпрямление (выверка), совмещение с проектным положением); устранение крена – путем увлажнения грунта с другой стороны фундамента.
При проектировании здания на просадочных грунтах необходимо в каждом конкретном случае комплексно предусматривать меры по устранению просадочных свойств грунтов, а также конструктивные и водозащитные мероприятия.
Для устранения или уменьшения просадочных свойств лёссовых грунтов необходимо устраивать:
при I типе грунтовых условий по просадочности:
- фундаменты мелкого заложения в вытрамбованных котлованах; на основании, уплотнённом трамбовками или подвергнутом трамбованию в сочетании с устройством грунтовой подушки; на грунтовой или песчаной подушке;
- на основании, уплотнённом грунтовыми сваями; на основании, закреплённом методом однорастворной силикатизации или синтетическими смолами, или грунтоцементом; на естественном основании с увеличенной площадью подошвы; - фундаменты на сваях переменного сечения по длине; - фундаменты из забивных свай с прорезкой просадочной толщи; - фундаменты на пирамидальных сваях; - фундаменты на набивных сваях.
Рисунок 6.28. Различные решения фундаментов при наличии толщи лёссовых
грунтов 1 типа по просадочности: 1 – уплотнённый грунт; 2 – просадочный грунт; 3 – непросадочный грунт; 4 – нижняя граница просадочного грунта; 5 – подушка из грунта, уплотнённого послойно; 6 – сваи
Рисунок 6.29. Фундаменты в вытрамбованных котлованах: а - обычный; б – с уширенным основанием
1 – фундамент; 2 – втрамбованный жесткий материал; 3 – уплотнённая зона
Рисунок 6.30. Схема к расчёту столбчатого фундамента в вытрамбованных
котлованах: 1 – фундамент; 2 – граница уплотнительной зоны грунта
Рисунок 6.31. Прерывистые ленточные фундаменты в вытрамбованных котлованах:
а – с бетонными блоками; б – с железобетонными перемычками; в – с железобетонными панелями; г – с подколонниками и железобетонными ростверками;
1 – ленточные прерывистые фундаменты; 2 – стеновые фундаментные блоки; 3 – перемычки; 4 – панели; 5 – ростверк; 6 – подколонники
Рисунок 6.32. Варианты сопряжения колонн с фундаментом в вытрамбованных котлованах: 1 – фундамент; 2 – фундаментная балка; 3 – колонна; 4 – стакан; 5 – гнездо для фундаментной балки; 6 – анкерные болты; 7 – анкерная плита; 8 – бетонные столбики
Рисунок 6.33. Столбчатые фундаменты в вытрамбованных котлованах с уширением основания: а – расположение фундаментов в плане; б – разрез А-А;
1 - фундаменты с уширенным основанием; 2 – фундамент с ростверком поверху; 3 – панели техподполья
Рисунок 6.34. План расположения грунтовых свай (а) и поперечный разрез уплотнённого массива (б): 1) грунтовые сваи; 2) уплотнённые зоны вокруг грунтовых свай