книги из ГПНТБ / Пилягин А.В. Пути повышения качества проектирования и возведения фундаментов в Марийской АССР
.pdfестествон'Н'Ы.х условиях, не обладающие такими сюонствааш, но приобретающие их при дополнительном увлажнении. В качестве примера можно привести де формации стен оклада. Здание оклада одноэтажное, размером в плане 61IXil87 м, каркасного типа с ограж дающими стенами из силикатного кирпича. В основа нии фундаментов залегают суглинки тугоплаотичной консистенции, подспншаамые срадиезер.нистьшн влаж ными necKai.MH. Данные прунты относятся к иепучниис-
тьгм. Однако в процессе устройства |
кровли над холо |
||||
дильной камерой |
не были завершены |
работы, |
обеспе |
||
чивающие |
отвод |
атмосферных |
осадков с покрытия. В |
||
результате |
чего |
вода с кровли |
по внупрел ни ей |
поверх |
ности наружной стены поступала под фундаменты, до полнительно увлажняя основание. Это привело к про мораживанию грунтов в зимний период и развитию просадок в летний при их оттаивании. Неравномерное оттаивание грунтов способствовало развитию неравно
мерных осадок фундаментов и появлению |
трещин |
на |
|||
стенах с раскрытием до 20 мм. Принятые |
позднее |
ме |
|||
ры по предотвращению |
замачивания |
прунтов исключи |
|||
ли дальнейшее развитие деформации стен. |
|
|
|||
Значительные |
деформации конструкций |
приходилось |
|||
наблюдать также |
при |
возведении |
сельскохозяйствен |
ных объектов в республике. Например, при возведении
комплекса |
крупного рогатого окота |
из-за |
деформации |
||||||
фундаментов |
вследствие |
морозного |
пучения |
прешилось |
|||||
менять семь |
рам. |
Промораживание |
грунтов |
было |
до |
||||
пущено из-за вскрытия большого фронта работ |
и на ря |
||||||||
де других |
объектов. |
|
|
|
|
|
|
||
Приведенные примеры |
говорят о |
том, |
что |
|
проекти |
||||
ровщики и строители должны больше уделять |
внима |
||||||||
ния особенностям |
производства работ в |
зимних |
усло |
виях. Практика убедительно показывает, что можно принять необходимые меры, исключающие проморажи вания грунтов в основании, а следовательно, п дефор мации зданий и сооружений от пучения грунтов при промерзании и просадки пх при оттаивании.
§ 4. ДЕФОРМАЦИИ ЗДАНИЙ НА НЕРАВНОМЕРНО СЖИМАЕМЫХ ГРУНТАХ
Возведение фундаментов на сильно сжимаемых грунтах имеет ту особенность, что осадки фундаментов
40
зиамптелыны по величине и неравномерны под отдель ными! частями здания. Вследствие развития неравно мерных осадок возможны повреждения сооружении.
Выше были рассмотрены основные причины разви тия неравномерных осадок фундаментов. Разнообразие
этих |
причин |
указывает |
на |
трудность |
протнозирования |
|||
ожидаемые осадков зданий и сооружений. |
Поэтому |
|||||||
величина |
фактической |
осадки |
фундаментов |
явля |
||||
ется |
как |
бы |
своеобразной |
оценкой качества |
выполне |
|||
ния |
работ и |
проекта. |
|
|
|
|
|
|
Ори |
этом |
наибольшая |
сложность |
возникает при |
наличии в основании сильно сжимаемых грунтов. В та ких случаях прибегают к конструктивным мероприя тиям, направленным на снижение влияния неравномер
ных осадок на |
неаущие |
конструкции зданий |
путем: |
|||||
1) |
придания |
сооружению |
соответствующей |
жестко |
||||
сти, полностью |
выравнивающей |
неравномерные |
осадки; |
|||||
2) |
разрезки |
сооружения |
осадочными |
швами на |
||||
блоки, |
работающие как |
самостоятельные |
конструкции |
|||||
и приспосабливающиеся к осадкам основания; |
|
|||||||
3) |
устройства армированных |
поясов |
для |
|
вооприч- |
тня растягивающих усилий в каменной .кладке стен. 'Недостаточный учет последствий развития неравно
мерных |
осадок |
может привести к чрезмерным дефор |
мациям |
или к |
авариям. |
Например, |
летом 1970 г. произошло обрушение пе |
рекрытий двухэтажного строящегося блока питания.
Здание размером в плане |
18Х'24 м с двумя |
перехода: |
ми к ранее построенным жилым пятиэтажным |
зданиям. |
|
В процессе проектирования |
и строительства |
не было |
учтено наличие под фундаментом по оси «13-Е» сильно
сжимаемой |
прослойки |
мяпкопшастпчного суглинка, |
что |
|
привело к осадке фундамента примерно на |
10—15 |
см и |
||
обрушению |
перекрытий |
(рис. 13). Наличие |
рядом |
под |
вала, затопленного водой, способствовало дополни тельному увлажнению грунтов и резкому снижению их
сопротивления |
сдвигу. |
Основанием |
других фундамен |
|||
тов служат |
тупопластичные глины, |
подстилаемые пес |
||||
ками средней крупности и плотности. |
|
|
||||
Другим |
примером |
может |
служить |
строительство |
||
жилого дома |
серии 1-447С-36. |
Ленточные |
фундаменты |
были возведены на насыпном грунте мощностью 30—60 см с разрывами между блоками-подушками до 50 см,
41
Рис. 13. Плат фундаментов блока питания .(площадь обрушения •перекрытий заштрихована).
ных внутри здания фибролитом. Толщина наружных стен первого этажа 48,5 ом, вышележащих — 35,5 см. Междуэтажные перекрытия из несущих железобетон ных чаеторебристых панелей. Фундаменты под колонны размером 2X2 м и глубиной заложения 85 см, ниже пола подвала, под наружные стены—ленточные, ши риной 120 см и глубиной заложения 2,5 м.
В основании фундаментов залегают .пески средней крупности, а начиная с глубины 1 м ниже подошвы фундаментов, — снлыноожнмаемые текучеплаотичные суглинки, неравномерная сжимаемость которых и при вела к появлению трещин. Этому способствовало не
одинаковое влнжние запружеиия соседних |
фундаментов |
|||
вследствие |
наличия |
встроенной котельной |
в |
одной ча |
сти здания |
н постоянное складирование |
там угля. |
||
Кроме того, здания |
с поперечными несущими |
станами |
||
обладают |
большой |
чувствительностью к |
неравномер |
ным осадкам, поскольку каждая поперечная стена мо
жет иметь осадку, почти не зависимую |
от осадки сосед |
них стен. |
|
При проектировании фундаментов |
на естественном |
основании с целью выравнивания |
неравномерноorя |
осадок отдельных поперечных стен целесообразно воз водить фундаменты в виде продольных лент .из моно литного железобетона, с устройством в верхней и ниж ней зонах стен армированных поясов.
Другим |
примером |
может |
служить |
деформация |
сте |
|||||
ны трехэтажного здания «Г» образной |
формы |
разме |
||||||||
ром в плане основной |
части 12X37,5 |
и |
прпстроя |
|||||||
12X17,1 с подвалом. В непосредственной |
близости |
под |
||||||||
подошвой |
фундаментов |
залегают |
текучепластичиые |
|||||||
суглинки с |
углом |
внутреннего |
трения |
з> =.16'э |
и |
модулем |
||||
деформации |
менее |
50 |
кг/ом2 , |
мощностью |
до |
4 м. Зда |
ние с поперечными несущими стенами, то есть сильно
чувствительное к |
неравномерным осадкам. |
Отсутствие |
мероприятий по |
уменьшению чувствительности здания |
|
к неравномерным |
осадкам фундаментов и |
привели к |
развитию трещин на стенах здания в месте его поворо та. Этому способствовало также отсутствие в ука занном месте осадочного шва.
Аналогичные ошибки допущены также при проекти ровании и возведении на сильно сжимаемых грунтах здания школы.
§ 5. ДЕФОРМАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗВАННЫЕ ОТСТУПЛЕНИЕМ ОТ ПРОЕКТА
Качественное выполнение проекта еще не гаранти
рует |
отсутствие чрезмерных |
деформаций |
зданий, |
так |
|||||||||||
как |
проектирование |
фундаментов |
является |
комплекс |
|||||||||||
ной |
задачей, |
зависящей |
от |
инженерно-геологических |
|||||||||||
условий |
площадки, |
конструктивных |
особенностей |
зда |
|||||||||||
ния |
и |
способа |
производства |
работ. |
Нарушение |
техно |
|||||||||
логии |
производства работ пли отступление от |
проекта |
|||||||||||||
могут |
существенно |
снизить |
экономическую |
|
эффектив |
||||||||||
ность |
принятого типа |
фундаментов, |
а также |
привести |
|||||||||||
к развитию деформаций |
зданий. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Следствием |
ошибок, |
допущенных |
строителями, |
яз- |
|||||||||||
ляется |
обрушение |
стены |
подземной |
галереи |
|
склада |
|||||||||
инертных |
материалов. |
Подземная |
галерея |
имеет |
раз |
||||||||||
меры |
|
в плане 48X4,1 м. Глубина |
|
заложения |
фунда |
||||||||||
ментов |
подпорных стенок 3,7 м. Ширина стен 120 и 60 |
||||||||||||||
см. а |
фундаментных плит—1,2 м. С одной стороны |
||||||||||||||
галереи |
предусматривалось |
складирование |
инертных |
||||||||||||
материалов высотой |
до |
5 м. |
|
|
|
|
|
|
|
Геологический разрез площадки представлен сле дующим напластованием грунтов. С поверхности на глубину 1 м залегают суглинки тугопластичной кон систенции, подстилаемые маловлажными песками сред
ней |
плотности — 1,5 м, ниже |
залегают |
суглинки |
мягко- |
||||
пластичной и тугопластичной |
консистенции мощностью |
|||||||
2,3 м и песками |
средней плотности |
и |
крупности. |
Уро |
||||
вень |
грунтовых |
вод находится на |
глубине |
5—6 |
м. |
В |
||
верхней части подземных стен галереи |
проектом |
пре |
||||||
дусматривалось |
устройство |
монолитного |
железобетон |
|||||
ного |
пояса высотой 10 см. Однако в процессе возведе |
|||||||
ния |
стен были допущены отступления |
от |
проекта, |
за |
ключающиеся в уменьшении ширины стены подземной галереи с 1,2 м до 0,6 м и в замене монолитного желе зобетонного пояса кирпичной кладкой. Такое сопряже ние в верхней части стены привело к ее работе, анало
гичной подпорной стенке со свободным |
верхним кон |
||
цом, то есть к снижению |
устойчивости. |
Строительство |
|
подземной галереи было |
начато в |
январе, а в апреле |
|
при выполнении обратной засыпки пазух |
фундаментов |
||
эна обрушилась на участке примерно 25—30 м. |
|||
Поверочные работы |
показали, |
что |
устойчивость |
45
стен, выполненных с отступлением от проектных реше ний, .не обеспечена, даже без учета прнгрузкп от веса складируемьпх материалов. 'Позднее стена подземной галереи была восстановлена с принятием мер по увели чению ее устойчивости.
Причиной деформации здании может стать наруше ние технических условии по их эксплуатации. Так, на пример, жильцами одного дома под полом первого эта жа были вырыты погреба глубиной 1,5 м. Обнажение подошвы фундаментов, а также заполнение их водой в
результате неисправности |
канализационной |
сети при |
вели к развитию трещин |
в стенах здания |
шириной до |
20 мм и к значительному взаимному сдвигу плит пере крытий.
Поучительным |
примером |
служит |
обрушение водо |
||
напорной |
башни. |
Фундамент |
был |
запроектирован |
из |
монолитного бетона М-:100, а фактически выполнен |
из |
||||
бута на |
гдпн'яио-песочном растворе. |
Вместо анкерных |
болтов диаметром 24 мм башня была закреплена кос тылями, забитыми в деревянные пробки. Указанные от ступления от проекта, а также безответственное отно шение к порученному делу привели к обрушению баш ни в момент ее гидравлического испытания. К дальней шей эксплуатации башня стала непригодной.
Причиной |
развития неравномерных |
осадок фунда |
|
ментов может |
быть изменение уровня |
грунтовых |
вод |
пли физикочмеханичеоких характеристик |
грунтов, |
на |
пример, под влиянием динамических воздействий. Если эти факторы трудно учесть при проектировании и воз веден ни фундаментов, то деформации зданий вследст
вие отступлений от проектных решений, |
конечно, мож |
но избежать, обеспечивая строжайший |
контроль зг |
качеством проектно-сметной документации и производ ством работ.
Глава III
МЕ Т О ДЫ УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИИ
ИФУНДАМЕНТОВ
:В связи с большим масштабом капитального стро ительства, развернувшегося в нашей стране, увеличе нием этажности существующих зданий и сооружений, при пристройке соседних зданий, а также три устране нии ошибок в проектировании и возведении фундамен тов довольно часто приходится прибегать к искусствен ному закреплению грунтов оснований и реконструкции
фундаментов. |
Выбор |
метода |
усиления |
оснований и |
|||
фундаментов |
зависит |
от вида |
здания, грунтовых |
усло |
|||
вий и намечаемой степени их |
упрочнения. Только |
зная |
|||||
причины чрезмерных |
деформаций |
зданий |
и |
сооруже |
|||
ний, можно разработать метод |
их |
усиления. |
Поэтому |
необходимо прежде всего остановиться на методике
обследования фундаментов и установления причин |
их |
||
деформаций. |
|
|
|
§ I . МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ |
ФУНДАМЕНТОВ |
|
|
Анализ экспертных заключений различных |
комиссий |
||
Архетройшнтроля показал, что они носят |
довольно |
||
часто повер1хностный характер. В |
особенности |
это |
от |
носится к определению несущей способности прунтов и
прочности |
материала |
фундаментов. Появление трещин |
на стена.х |
зданий и |
сооружений всегда связывают с |
неравномерными осадками фундаментов, не выявляя пистонные причины деформаций. Неравномерные осад ки фундаментов, как указывалось в главе I , могут
47
быть вызваны многими причинами, обуславливающим'-! различные методы усиления фундаментов.
Поэтому необходимо изложить основные задачи об следования п методику выяснения причин аварий и по
вреждении зданий и |
установления |
физико-механичес |
|||
ких свойств |
грунтов, |
а |
также прочности |
материала |
|
фундаментов. |
|
|
|
|
|
Все случаи |
аварий |
и |
повреждений |
зданий |
или от |
дельных конструкции должны быть тщательно рассле дованы. Для выяснения причин аварии создается спе циальная техническая комиссия из представителей местных руководящих советских и партийных органов, специалистов вузов и научно-исследовательских инсти тутов и наиболее квалифицированных ииженеровстронтелен.
Последствия обрушения должны быть оставлены в неизменном положении, если это не связано с расчист кой завалов для опасения людей, до прихода комис сии. К О М И С С И Я после всестороннего и тщательного изу чения аварии и выяснения ее причин дает разрешение на разборку и ликвидацию последствий обрушения пли усиления конструкций. В случае появления сомнения в несущей способности оснований и прочности фундамен тов проводится их обследование. При этом необходимо
убедиться, |
не было |
ли |
отступлении |
от |
строительных |
||
норм и правил, |
от |
проекта производства |
работ. При |
||||
проведении |
поверочных |
расчетов подсчитываются |
на |
||||
грузки, действующие |
па |
фундаменты. |
|
|
|
||
Наиболее |
полную |
информацию |
о надежности |
и |
|||
прочности |
фундаментов |
можно получить |
в результате |
тщательного обследования в натуре, изучения проект ных материалов и условий строительства и эксплуата ции. Однако для сооружений, просуществовавших дли
тельное |
время, сбор такой |
информации усложняется |
тем, что |
для исследования |
работы фундаментов необ |
ходимо знать фактически действующие нагрузки и фи зико-механические характеристики грунтов, которые изменяются во времени.
Сбор сведений по выяснению условии строительства и эксплуатации проводится с целью установления пер
воначального |
вида |
сооружения и тех изменений, кото |
рые проводились в |
последующее время. |
|
Наличие |
технической документации дает возмож- |
48
ность 'выявить iK'OH'CTp'y'iKTH.Birbiе особенности здания, размеры фундаментов и .подсчитать на грузки, действующие на осно вание. Для обследования фун даментов !В местах появления трещины на стенах здания и вне этой зоны отрывают шурфы (рис. 15), чтобы сопоставить виды (грунтов и состояния фун даментов. Количество шурфов, а также их расположение з; висит от целей обследования конструктивных особенностей здания, вида грунтов. При воз ведении здания вплотную к су ществующему необходимо осмотреть место примыкания
фундаментов. При |
надстройке |
|
|
|
|
|
|
||||
зданий — фундаменты-, |
на |
Рис. 15. Схема обследп- |
|||||||||
грузка |
на которые |
возрастает |
|||||||||
iBaiHiii я фумда меитоз: |
|||||||||||
после |
реконструкции. В |
зда |
а) разрез. |
б) |
план: |
1 — |
|||||
ниях с подвалами шурфы, |
как |
||||||||||
шурф. |
2 —подкоп |
для |
заме |
||||||||
правило, |
закладываются |
для |
ра ширимы подошвы. 3—за |
||||||||
|
крепление |
шурфа. |
|
||||||||
симметричных фундаментов со |
|
|
|
|
|
|
|||||
стороны подвала, а для несим |
|
|
|
|
|
|
|||||
метричных — с обеих сторон. При |
обследовании |
отдель |
|||||||||
но стоящего фундамента шурф откапывается |
у |
его уг |
|||||||||
ла, что дает возможность выявить |
размеры |
фундамента |
|||||||||
в обоих |
направлениях. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
По мере отрыва шурфа устанавливается |
|
глубина |
|||||||||
заложения, размеры |
фундамента |
и |
их |
соответствие |
|||||||
проекту, |
ф 11з 11ко -,м ех aimпчесга i е характер истини |
гр ун гоз |
основания, прочность кладки. Прочность материала кладки фундаментов может быть оценена: визуально, простукиванием -молотком, путем высверливания кер нов с последующим испытанием на сжатие, механичес
кими методами, основанными на |
принципе |
заглубления |
||
в тело |
фундамента |
и получения величины |
пластичес |
|
кой деформации пли на принципе отскока |
от поверх |
|||
ности |
фундамента. |
Контроль |
прочности |
материала |
фундамента шариковым молотком Н. А. Физделя про водится 'следующим образом. По очищенной от пыли
49