Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Пилягин А.В. Пути повышения качества проектирования и возведения фундаментов в Марийской АССР

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.35 Mб
Скачать

но. По таким материалам трудно установить причину чрезмерные деформации зданий и сооружений. Поэто­ му в некоторых случаях приходилось проводить допол­ нительное обследование объектов в натуре, а также оп­ ределять физ'нко-М'ехаиичеокие характеристики грунтов основании.

Ниже рассматриваются наиболее характерные де­ фекты и часто повторяющиеся сшибки в проектирова­ нии и возведении фундаментов в Марийской АССР, имеющие место при неправильной оценке геологических условий строительной площадки, низком качестве ра­ бот нулевого цикла, ошибках при проектировании, на­ рушении технологии строительства работ или отступле­ нии от проекта.

Хотя

описываемые

случаи

касаются

Марийской

АССР,

но

аналогичные

ошибки

возможны

и в других

районах

нашей

страны,

поэтому

автор

сознательно ле

дает ссылки

на

точный

адрес некоторых

объектов.

§1. ДЕФОРМАЦИИ ЗДАНИЙ, ВЫЗВАННЫЕ НЕДОСТАТОЧНЫМ ИЗУЧЕНИЕМ И Н Ж Е Н Е Р НО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

При проектировании зданий и сооружений, .начиная с выбора их рационального размещения, типа и конст­ рукции фундаментов, важную роль играют данные ин­ женерно-геологических изыскании. От правильной оцен­ ки грунтовых условий площадки зависит величина де­ формации зданий и сооружений, срок их службы и стоймость проектнфованн-я.

Однако в практике проектирования еще передки случаи недооценней важности геологических изысканий, приводящие к неоправданному сокращению объема изы­ скательных работ, а также встречаются на практике примеры проектирования зданий по аналогии, без до­ статочного обоснования. Следует иметь в виду, что под­ мена инженерного подхода « учету геологических усло­ вий площадки волевым решением с мнимым экономиче­ ским эффектом может привести к .серьезным ошибкам в проектировании.

Основные недостатки изысканий, приводящие к ошибкам при проектировании фундаментов, следующие:

1) неточная классификация грунтов при бурении;

20

I

2)отсутствие омважин в пределах .контура здания;

3)отсутствие данных физико-механических свойств грунтов, расположенных ниже острия свай;

4)ошибки в определении плотности песчаных и кон­ систенции глинистых грунтов;

 

5)

взятие

монолитов

грунта

с

небольших

глубин.

 

 

В

настоящее

время возрастает

сложность

объектов,

 

а также застраиваются территории, ранее считавшиеся

 

«епритодиы'мн,

зданиями,

 

чувствительными

к

неравно­

 

мерным осадкам. Все это обуславливает

необходимость

 

постоянного

повышения

уровня

 

инженерио-теологиче-

 

окнх

изысканий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однако проектирование

фундаментов

в

республике

<'

нередко выполняется

на

основе

неполных

инженерно-

 

геологических изысканий или даже при их отсутствии.

 

Довольно часто в материалах изысканий

 

отсутствуют

 

данные физико-механических свойств прунтов,

находя­

 

щихся ниже подошвы фундаментов или острия свай, не

 

приводятся данные о плотности песков, сжимаемости и

 

сопротивлении прунтов сдвигу. Бурение мелких скважин

 

не

дает

представ л еи-игя о

грунта*,

залегающих

под

 

остриями свай, и исключает возможность

 

проектирова­

 

ния свайных фундаментов по деформации в соответст­

 

вии с требованиями

СНнП

II—(Б. 5;—67. Иногда

геоло­

 

ги неверно полагают, что грунты, залегающие

на

уров­

 

не

забоя

мелких

 

скважин,

 

имеют

 

значительную

 

мощность, что нередко приводит

к

серьезным

ошибкам

 

в проектировании. Например, один из жилых домов был

 

запроектирован

на

сваях

длиной

7—8 м

при

наличии

 

данных физико-механических свойств прунтов до глубч-

 

ны 3 м. В процессе производственной забивки 40°/о свай

 

осталось

недобитыми

на

2—3

м. На

строительстве

12-

 

этажиаго

жилого

дома

 

недобивка

свай

составила

 

6—7 iM, что также

объясняется

 

недостаточным

изуче­

 

нием

инженерно-геологических

условий

площадки, а

 

также

применением

 

маломощного

 

оборудования

для

 

погружения свай (рис. 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве примера ниже приводится анализ дефор­

 

маций различных объектов, запроектированных при от­

 

сутствии

пли

наличии

неполных

 

данны.х

инженерно-

 

геологических

изыска нпй.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ условий

строительства

 

общежития

лесотех­

 

нической

школы

показал

[36, 37],

что

строителями,

про-

 

21

с глубины 2 м. Отсутствие указанных характеристик для несущего и подстилающего слабого слоя грунта не позволяет составить достаточно обоснованный и эконо­ мически оправданный проект привязки здания в соот­ ветствии с требованиями ОНи'П II—Б. 1—62. Проек­ тировщиками в данном случае было принято волевое решение.

iB процессе устройства фундаментов под внутренние опоры, .начатом после возведения кладки наружных стен на высоту 1,5 этажа, выяснилось, что глубина за­ ложения подошвы фундаментов принята на 84—95 см больше проектной. Увеличение глубины заложения при­ вело к оппранню фундаментов на суглинки текучей кон­ систенции, что ухудшило условия их работы. Без доста­

точного обоснования строительство

общежития

было

перенесено «а 8—10 м, а в качестве

фундаментов

были

приняты свайные. Вопрос о переносе здания на

новое

место мот быть решен только посте

дополнительных

иижен ер но-геологических изыск амий

и

технико-экономи­

ческого сравнения варианта реконструкции

фундамен­

тов с вариантом привязки здания на новом

месте.

 

При выяснении причин некачественного строитель­ ства данного объекта были допущены ошибки экспер­ тами, что не позволило им составить достаточно обос­ нованное заключение.

Еще большие ошибки могут быть допущены в слу­

чае, когда проектирование фундаментов ведется

при от­

сутствии данные

инженерно-геологических

изысканий.

Примером

может

служить

обрушение

подпорных

стсч

лесопильного цеха. Это — одноэтажное

здание

высотой

в коньке 8,5 м, прямоугольное в

плане

с

размерами

42Х.18 м. Стены — кирпичные

.столбы,

воспринимаю­

щие нагрузку от металло-деревяниых ферм,

с

заполне­

нием пространства

между

ними

бревнами. Кровля

из

волнистой

азбофанеры.

Фундаменты под

кирпичные

столбы — бутобетотшьге,

из

бута

мярки

200

и

бетона

марки 100. Станы

подвала

из бутобетона. В

процессе

устройства фундаментов были допущены отклонения г-т проектных решений, выразившиеся в замене фундамен­ тов размером 1,5X1,5 м под кирпичные столбы бутобетониой лентой шириной 0,5—0,7 м и глубиной зало­ жения 1,8 м вместо 2,4 м.

Подсчеты показывают, что уменьшение размеров п >

23

долган фундаментов приводят к увеличению среднего

давления на грунты основания от нормативных

нагру­

зок с 1,03 до 4,2 мг/ом2 . Такое давление способно

вос-

, принять лишь глинистые грунты с углом трепня

более

40°. Для глинистых грунтов основания рассматриваемых

фундаментов значение угла внутреннего трения может быть ориентировочно принято равньим 20—24°. Следова­ тельно, несмотря на устойчивое положение фундамен­ тов в период строительства по состоянию на конец ок­ тября 1970 г., когда среднее давление по подошве фун­ даментов составляло 0,65 «г/гам2, фундаменты могли по­ лучить чрезмерные деформации в эксплуатационный период. Поэтому было рекомендовано усиление фунда­ ментов путем увеличения площади подошвы до разме­ ров 1,5X1,5 м.

Для поддержания давления грунта в подвальной ча­ сти цеха проектом предусматривалось устройство под­

порной

стены высотой 2,4

м, толщиной 0,38 м и шири­

ной подошвы 0,7 м. Проведенный анализ

показал, что

проект

подпорной стенки

составлен без

достаточного

обоснования, а принятые размеры не обеспечивают не­ обходимый запас устойчивости, следствием чего яви­ лось ее разрушение. Этому способствовало также умень­

шение ширины подошвы

фундамента

с 70 до 38 см и

откопка траншеи

глубиной

30

см со

стороны подвала

одновременно

на

всю

длину,

а также

увеличение рас­

четной длины

стенки

с 7,7

до

13 м при ее спрямлении у

фундамента пилорамы. Усиление существующих под­ порных стен было выполнено по рекомендации автора с помощью коитрофорсов шириной 50 ом с расстоянием между ними 3,5 м.

Без данных инженерно-геологических изысканий бы­ ла проведена также привязка двух спаренных жилых домов серии 1—25 М-1. Глубина заложения фундамен­ тов была принята равной 1,3 м, что недостаточно для слабых глинистых грунтов. Строительство домов велось при низком качестве выполнения работ, о чем свиде­ тельствуют несовпадение осей стен и фундаментов на 25 см, а также отсутствие перевязки наружных и внут­ ренних стен. Низкое качество работ, а также пучение грунтов при промерзании привели к развитию сквозных

трещин по периметру стен с раскрытием до

20 мм и

к обрушению некоторых простенков. Позднее

было про-

21

ведено усиление стен и фундаментов. Схема усиления приведена в главе I I I . Без данных инженерно-геологи­ ческих изысканий запроектированы также и другие объекты. Безусловно, такую практику возведения зда­ нии следует считать порочной. Только зная геологиче­ ские условия площадки, можно разработать экономиче­ ски оправданный проект привязки в соответствии со строительными нормами и правилами. Основные поло­ жения по выполнению инженерно-геологических изыска­ ний изложены в главе IV.

§ 2. ДЕФОРМАЦИИ ЗДАНИЙ ПРИ .ВОЗВЕДЕНИИ НАДСТРОЕК И ПРИСТРОЕК

(При реконструкции зданий1 , и сооружений, вызван­ ной изменением планировки пли расширением 'Произ­ водства, часто возникает необходимость повышения их этажности. Проектированию надстроек зданий должно предшествовать тщательное обследование существую­ щего здания и грунтов основания с установлением:

1) геологических и гидрогеологических условии пло­ щадки и их изменений в связи со строительством;

2)степени использования несущей способное"-:! грунтов;

3).конструктивных особенностей зданий (величины нагрузок на фундаменты и .их размеры, срок эксплуа­ тации, чувствительность здания к неравномерным осад­ кам п т. д.);

 

4) состояния надземных конструкций и

фундамен­

тов.

 

 

 

Определение нормативного давления на грунты ос­

нования надстраиваемых зданий представляет

извест­

ные трудности. Существующие нормы СНшП II—|Б. 1—62

не

дают каких-либо рекомендаций по данному

вопро­

су.

Однако опыт надстроек ж«лы>х зданий

в

Москве,

Ленинграде и других городах показывает, что давление на грунты оснований длительно эксплуатируемых зда­ ний иногда может быть повышено без увеличения раз­ меров подошвы фундаментов. Величина возможного увеличения .нагрузки на существующие фундаменты должна назначаться с -учетом конкретных условий строительства и эксплуатации зданий.

25

Рис. 4. Усиление фундаментов про­ изводственного здания:

1 — существующш'1 фундамеыт; 2—просмо­ ленная доска; 3—гидроизоляция; 4—вновь

возведенный фундамент.

Формальный .под­ ход к проектиро­ ванию надстроек

.может привести к развитию чрезмерньих деформа­ ций зданий и со­ оружений [37], Примером может служить рекон­ струкции меха­ нических мастер­ ских (рис. 4). Зда­ ние одноэтажное, размером в плане 16X10 м- Фунда­ менты бутобетонные, шириной 70 •см и глубиной заложения 180 ом.

Стены из силикатного кирпича. Перекрытия дере­

вянные. При реконструкции

маотерсгаих

была осу­

ществлена

надстройка второго

этажа и

пристройка

кузницы.

Размеры' здания в плане после

реконструк­

ции составили: 10X21 м. При надстройке здания было

решено нагрузку

от

междуэтажного перекрытия

пере­

дать

через пилястры

на вновь

возводимые бутобетоп-

ные

фундаменты

размером 70X100 ом, примыкающие

к существующим

фундаментам.

 

 

Реконструкция мастерских была выполнена без дан­

ных

пнженериочгеологичеоких

изысканий. Более

позд­

ними исследованиями установлено следующее напласто­

вание прунтов. Под почвенным

слоем залегает

суглинок

тугопластичной

KOIHOI потенции

мощностью

1,8

м,

имею

щий: коэффициент пористости

е=0,62—0,7,

показатель

консистенции iB=0,32—0,4,

влажность на границе

рас­

катывания W p

=il7—;20°/о,

модуль деформации

Е = 150

кг/ем2 . Ниже залегают суглинки мипкоплаотичиой кон­

систенции мощностью 1,5 м со

следующими

физпко-

механичесжимн

характеристиками: е = 0,59; \VP

=Л5°/о

В=0,74;

Е —80

кг/см2 ; ф = 22°,

подстилаемые

песками

средней

крупности и плотности.

 

 

К моменту окончании строительства стены здания

26

имели

сквозные трещины с

шириной раскрытия

до

20 IMIM.

Проведанный анализ

показал, что пилястры

бы­

ли выполнены с жесткой связью с существующими сте­ нами, а вновь возводимые фундаменты отделены про­ смоленной доской, то есть нагрузка от .междуэтажного перекрытия фактически передавалась на существующие фундаменты. Деформанионный шов, необходимый - для отделения пристройки от существующего здания, тах- |Же не был выполнен. Поверочные расчеты показали, что увеличение нагрузки на фундаменты превысило величи­ ну нормативного давления .на мягкойластичные суглин­

ки. Величина нормативного давления на грунты

осно­

вания при ширине подошвы фундамента

0,7 м и

1 м

равна соответственно

1,60

и 1,65 мг/ом2 .

Фактическое

давление по подошве

от

нормативных налрузок

соста­

вило при учете совместной работы существующих фун­ даментов и пристраиваемые 1,65 ЮГ/CIM2 , а при раздель­ ной работе 5 кг/гам2. Следовательно, обеспечение совме­ стной работы пристраиваемы.х фундаментов с существующими путем закладки металлических или железобетонных балок через отверстия, пробитые в су­ ществующем фундаменте, а также обжатие грунта под пристраиваемыми фундаментами позволили бы избе­ жать появления чрезмерных деформаций стен. Позднее •раскрытие трещин вертикальных стен прекратилось вследствие включения в работу вновь пристроенных фундаментов.

В городских условиях часто приходится возводить новые здания близко к старым. При этом следует пре­ дусмотреть необходимую прочность основания не толь­ ко возводимого здания, но и не допустить нарушения устойчивости существующих фундаментов. Игнориро­ вание факта взаимного влияния соседних фундаментов может привести к чрезмерным деформациям зданий и сооружений и даже к авариям. Отсутствие у строите­ лей и проектировщиков ясного представления о харак­

тере деформаций

основанмй существующего

и

примы­

кающего

зданий,

построенных

в разное

время,

привели

к развитию чрезмерные деформаций

существующего

корпуса

фабрики

«Труженица»

(рис.

5а).

Здание в

плане Г-образной формы, 2-этаж'ное, было построено в 1962 г. В 1971 г. закончилась пристройка 3-этаж'Ного производственного корпуса размером в плане 66X18 м,

27

имеющего фундаменты под стены ленточные сборные,

шириной 100 ем, .-под колонны— монолитные,

размером

2,4X2,4 м.

 

 

 

 

.Перекрытия из

сборных

железобетонных

плит,

сте­

ны из силикатного

кирпича.

 

 

 

Геологические

условия

площадки следующие:

свер­

ху залегает суглинок тугопластичиый мощностью 1,2 м,

подстил a eiMibifi суглинками

мяикопластичной

и

текуче-

пластичной

консистенции

с отдельными

прослойками

водонасыщенного

песка

средней крупности

п

плотнос­

ти. Уровень

грунтовых

вод

на глубине 4

м

от

поверх­

ности земли. В

месте

примыкания

нового

корпуса к

существующему

проектам

предусматривалось

устрой­

ство деформационного

шва

шириной

2

см,

разрезаю­

щего стены до обреза фундамента. В указанных грун­

товых

условиях

при

высоте

существующего

корпуса

10 м и вновь

пристраиваемого

16,8 м принятая

ширина

деформационного

шва

оказывается

недостаточной.

Проверка

показала,

что

деформационный шов

факти­

чески

не

б.ыл

выполнен.

Фундамент пристройки

оказал­

ся монолитно

связан

с

фундаментом

существующего

корпуса, что привело к дополнительной его загрузке от веса возводимого здания (рис. 56).

Указанные ошибки в проектировании и возведен и >i фундаментов здания швейной фабрики привели к по­ явлению значительных трещин в стенах существующего

корпуса п необходимости его реконструкции.

 

 

Аналогичная

ошибка

допущена

проектировщиками

11 строителями при возведении 5-эта.жпюго

жилого

до­

ма, пристраиваемого к ранее построенному

такому

же

дом.у. Оба здания строились по типовому

пюоекту

се­

рии" I-447С-36.

 

 

 

 

 

Строительство

первого

дома было

закончено в мар­

те 1971 г., а в октябре были начаты работы по возведе­ нию фундаментов пристраиваемого дома. Возведение 5

этажей

пристраиваемого дома

было закончено в апре­

ле 1972

г. В июне 1972

г. в стенах 4 и 5-,го этажей

ранее

выстроенного дома, появились

трещины

шириной

до

30 мм. Ширина раскрытия температурного

шва

по

осп

«4» вверху составила

120 мм.

Ввиду того

что

темпе­

ратурный шов был устроен только в наружных стенах, развивающиеся деформации здания привели к раскры­ тию трещин по внутренней стене и выходу лестничного марша из плоскости стены на 50 мм (рис. 6).

29-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ