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

поверхности 'наносится несколько ударов молотком и замеряется qpeffljn«u диаметр углубления. Пользуясь тарнровочиъш графиком зависимости диаметра углуб­

ления от прочности матзрнала фундамента,

находится

его прочность в испытуемом месте.

 

 

•В последнее время для оценки

прочности

материа­

ла в конструкциях широко внедряются неразрушающие методы контроля радиотехническими приборами. В ос­ нову их положена зависимость скорости распростране­ ния звуковых волн, частоты собственных колебаний пли ослабления проникающей радиации от прочности мате­ риалов. Укаваиные методы .позволяют определить прочность -материалов фундаментов, положение арма­ туры 'пли закладных частей и наличие различных де­ фектов (трещин, раковин) непосредственно в кон­ струкциях, не доводя их до разрушения [22].

При обследовании фундаментов здания, получивших деформации вследствие морозного пучения грунтов, не­ обходимо дополнительно к выше оказанному выявить размеры слоя мерзлого грунта. Эти данные позволят правильно организовать процесс равномерного оттаи­ вания грунтов.

При появлении трещин на стенах и других несу­ щих конструкциях необходимо организовать системати­ ческие наблюдения за их раскрытием и развитием оса­

док фундаментов

с целью

выяснения

степени

опаснос­

ти для нормальной эксплуатации зданий.

 

Для 'Наблюдения за раскрытием трещин устанавли­

ваются маяки в

места'Х

.их

наибольшего

раскрытия

(рис. 16). Маяк представляет

собой гипсовую

или але­

бастровую плитку толщиной около 10 мм и

шириной

50—80 MiM, перекрывающую

трещину.

Разрыв маяка

оющетельствует о развитии трещин. Для определения величины раскрытия трещин используются различной конструкции щелсмеры. Основным средством опреде­ ления характера развития осадок фундаментов служит периодическая нивелировка марок, устанавливаемых примерно ,на уровне обреза фундамента.

В качестве марок можно использовать дюбеля с шаровым болтом, железнодорожные костыли с обрабо­ танной под полусферу головкой, сталь углового профи­ ля и марки специальным конструкций (потайные марки или в виде отрезка шкалы инварной рейки и др.) Схе-

50

 

 

Рис.

16. Схема

маяка.

ма

размещения

марок

зависит

от геологических усло­

вий

площадей,

конструкции [фундаментов, ожидаемой

величины осадки и ее неравномерности. При этом обя­ зательно марки должны быть поставлены на углах зда­ ния, по обе стороны осадочного шва и в местах при­ мыкания продольных и поперечн-Ы'Х стен.

Ожидаемое знамение осадок фундаментов в любой момент времени можно определить расчетом. Однако изменение сроков строительства или темпа приложения нагрузки может исказить полученные результаты.

Ошибка при определении скорости развития осадок может иметь место из-за неточности оценки граничных условий дренирования, кроме случаев, когда для уско­ рения консолидации используются песчаные дрены, где условия дренирования известны.

Например, тонкие песчаные прослойки, обеспечива­ ющие хорошее дренирование, могут быть не обнару­ жены бурением или иметь локальное распространение. Еще большую погрешность вносит неопределенность з

выяснении

 

способности

к поперечному

дренированию

ленточных

глин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача

определения

характера

развития

осадок

во

времени становится

более сложной

при

слоистом

на­

пластовании

слабых

грунтов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким

образом,

вследствие

большого

количества

факторов,

влияющих

на

развитие

осадок

фундаментов

во

времени,

трудно

получить

достаточное

совпадение

расчетных и наблюдаем-ых значений

осадок.

 

 

 

 

Поэтому

развитие осадок

фундаментов

во

време­

ни

гораздо

точнее можно предсказать,

используя

дан­

ные краткосрочных

геодезических

наблюдений.

Учиты-

51

Рис. 17. Развитие осадок фундамен­ тов IBO времени.

вая, что деформации зданий могут развиваться десяти­ летиями, а значения ожидаемых осадок часто надо знать

в период строительства или в первые годы

эксплуата­

ции, необходимо уметь определять расчетную

осадку

на любой промежуток

времени.

 

 

Для определенМ'Я

осадки, развивающейся

в

после-

строительный период и конечной, известны ряд зависи­ мостей (Покровский Г. П., Мариупольский Г. М., Дал-

матов Б. И.), ••позволяющих

вычислить осадку

только

после приложения всей строительной нагрузки.

 

Методика

[11] прогнозирования

затухающих

осадок

сооружений на ближайшие 2—3 года требует

проведе­

ния геодезических намерений

на

протяжении

4—5 лет

при общем числе циклов порядка

7-^8.

 

 

К сожалению, наблюдать за осадками часто начи­

нают после возведения части

здания

(первого

или

даже

второго—третьего этажей), а

иногда

после окон чан u si

строительства.

Часть осадки

пли

полная ее

величина,

накопившаяся за время строительства, в таком случае остается неизвестной («упущенная осадка»). Определе­ ние ее по проектным отметкам связано с большими по­ грешностями.

При определении конечные и «упущенных» осадок по данным краткосрочных геодезических наблюдений с ис­

пользованием разработанной

нами методики

[12, 35]

следует различать два случая (рис. 17):

 

1)

наблюдения

за осадками

фундаментов

начаты

после

возведения

здания;

 

 

52

2) наблюдения начаты после возведения части зда­ ния, т. е. в строительный период.

В первом случае .конечная осадка (SK ) и осадка, на'кошшш'аяоя до начала наблюдший (S,,,,) с использо­ ванием данных трех циклов .геодезических намерении могут быть найдены из выражений:

S;c =

(S,j

S„n ) е

,

 

о

 

 

 

 

 

(8)

Sim =

S K ^1

~ р

j

Значение (SK — S,In ) определяется методом после­ довательного приближения по формуле:

1щ — 1цп

In ( S K S ( l n ) In [(S K SH I 1 ) - Sn l —ц„]

'из— 'ni

In [(S K — S m l ) — S n i - „ n ] — In [ ( S K S1IM) S l i a - K I 1 ]

 

(9)

а коэффициент J, зависящий от свойств грунта основа­ ния, толщины сжимаемого слоя и условий'фильтраты, из выражения:

е _ . I" (SK S„ri) In [(SK S m i 1 $щ - mi] (10)

где: SK; SHn; Sn l ; Sn 2 — соответственно конечная осадка и осадка за время от момента приложения 50°/о

нагрузки в период строительства до

соответствующей

даты наблюдения t,m ; t n l ; tn 2 ;

логарифмов.

е—• основание натуральных

Рассмотрим теперь второй случай,

когда наблюдения

за осадками начаты в период

строительства. Увеличе­

ние -нагрузки на фундаменты можно разбить на несколь­

ко равных частей (п =-5-МО

частей) пли число

этажей.

Тогда конечная осадка Sa K

от

принятой

доли

нагрузки

(Р : п) будет равна SUK = SK : n

период

строительства

При

наличии наблюдений в

(точней

не; Ci; Со; С3 ) конечная

осадка S,;

и осадка, на-

53

коловшаяся до 'начала 'Наблюдетни S,IC, определяются соответственно из выражении:

 

 

 

 

 

 

 

 

S „ =

S,K • n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sue

=

SM

( m - i E e " S

' j .

 

 

 

(11)

Значения

S4 K ,

I определяются

из выражений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•п — SAK — In (S д к — SC |-„C )

 

 

 

 

 

 

'ci

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

I -i

~~

 

S

 

In

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

1

2

 

 

In -^SRK

(SJI, — S C 2 _ C L )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T.-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In — SaK

 

ln(S,1K

— SC|_1IC)

 

 

 

 

 

 

 

1

=

^

 

 

-

 

 

 

,

 

 

 

(12)

 

 

 

 

 

 

 

 

•el

 

 

 

 

 

 

 

 

где

m—число

paianbiix

ступеней нагрузок

 

(пли

число

 

 

этажей),

приложенных

до

начала

наблюдении;

 

t„c

— время

откачал а

строительства

до

начала

на­

 

 

блюдений за осадками,

под;

 

 

 

 

 

S c i - п с ; S c 2 - c J п р и р а щ е н и е

осадки между

двумя

на­

блюдениями

с

одинаковыми

интервалами

 

времени

tt -i

tH C ; t r 2

 

t c l .

 

 

осадок

могут

быть

получены

Более

точные значения

с учетом

ползучести скелета

грунта и сжимаемости

но­

ровой воды [35].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поверочные расчеты определения осадок фундамен­

тов

по

данным

краткоерочиЫ'Х

геодезических

наблюде­

ний

указывают

на

хорошую

сходимость

с

результата­

ми натурных наблюдений и возможность

использования

данной

методики при

разработке

мероприятий

по

ре­

монту

зданий,

получивших

чрезмерные

деформации

[19,

29,

30]. Данная

методика использовалась

для

ана­

лиза развития осадок бетоносмесительного цеха и скла­ да цемента промбазы в г. Йошкар-Оле.

По результатам обследования фундаментов и ха­ рактера развития их осадок составляется заключение, на основании которого разрабатывается проект усиле­ ния оснований и реконструкции фундаментов.

§ 2. ВЫБОР СПОСОБА УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

В .настоящее время нет какого-либо руководства по выбору наиболее рационального способа усиления ос­ новании и фундаментов, в особенности с целью предогвращения дальнейшего развития деформаций зданий и

сооружений. Выбор метода усиления зависит

прежде

всего от причин, вызывающих необходимость

подобно­

го усиления. Такими причинами могут быть:

 

а) разрушение фундаментов или снижение их проч­

ности в результате воздействия

анресеивных

вод или

вибрации, затмивание деревянных

свай и т.

д.;

•б) увеличение нагрузок на фундаменты,

например,

при замене технологического оборудования, смене пере­

крытий, надстройке зданий, изменении назначения

зда­

ния и т. д.;

 

 

 

в) закладка соседних фундаментов ниже подошвы

фундаментов существующих зданий;

 

 

г) изменение

прочностных и деформативных

харак­

теристик грунта

вследствие изменения положения

уров­

ня грунтовых вод, динамических воздействий и

т. д.;

д) ошибки в

проектировании и возведении

фунда­

ментов;

 

 

 

е) просадка

лессовых грунтов;

 

 

ж) пучение грунтов при промерзании и просадка —

при оттаивании.

 

 

 

Намеченный

способ усиления фундаментов

должен

быть экономически оправдан и технически лепко осуще­ ствим. Поэтому в каждом конкретном случае необхо­ димо наметить несколько возможные вариантов усиле­ ния оснований и фундаментов и сравнить стоимость их выполнения.

При решении вопроса об усилении .фундаментов в

связи с увеличением

на них нагрузок необходимо иметь

в виду, что грунты

основания уплотнились. Поэтому

в ряде случаев при хорошем состоянии надземных кон­ струкций и фундаментов их усиление можно не прово­ дить., Величина нормативного давления на грунты осно­ вания при этом назначается в зависимости от следую­ щих условий:

а) степени изучения геологических условий площад-

55

кн ii

использования

прочностных

п

деформатнвных

свойств

грунтов основания;

 

 

 

б) величины действующих нагрузок и предполагае­

мого

их

увеличения;

 

 

 

 

в)

размеров фундаментов in nix основания;

 

г)

длительности

эксплуатации здания, а следов.з-

тельно,

степени завершенности развития

ос адоне

фунда­

ментов

и уплотнения

грунтов;

 

 

 

д)

конструктивных

особенностей

здания и его

чув­

ствительности к неравномерным осадкам. Перечисленные вопросы должны быть выяснены при

обследовании фундаментов. Положительный опыт над­

строек здания в Москве, Ленинграде и в

других

горо­

дах показывает,

что давление на

грунты

оснований,

находящихся

под

длительно действующей

нагрузкой,

может быть

повышено

в сравнении с существующим.

Следовательно, в

таких

случаях

отпадает необходи­

мость

в увеличении! размеров фундаментов.

 

 

В

литературе

[42] приводятся примеры

двух и

трех­

кратных надстроек зданий общим

числом

увеличения

этажей до шести. Причем, допускалось повышение дав-i лення по подошве фундаментов при возрасте .зданий не

менее 5—10 лет: для крупнозернистых песков

до 100°/о,

среднезериистых — 40—60%,

глинистых грантов — 20—

30 о/о.

 

 

Возможность такого увеличения давления по подош­

ве фундаментов объясняется

значительным

уплотне­

нием грунта весом зданий и сооружений, а также не­

доиспользованием их

несущей способности

при

 

перзо-

н ач а л ьном з агруж ен ии.

 

 

 

 

 

 

 

Величина нормативного давления на грунты

осно­

вания в таком случае может быть

определена

расчетом

[22].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

этом

деформации

фундаментов

(абсолютная и

относительная

осадки)

не

должны

превышать

установ­

ленные

нормами величины.

 

 

 

 

 

 

Основным методом усиления фундаментов является

увеличение площади подошвы и

глубины

заложенля.

Выбор

метода

усиления

должен

решаться

в

 

каждом

случае

отдельно, исходя

из конкретных

устезнй

с уче­

том состояния конструкций здания и техстко-экономи- ческого обоснования.

При увеличении глубины заложения или площади

56

подошвы

 

фундамента

 

 

 

 

 

 

 

 

в еличин а

 

норматагомо-

 

 

 

 

 

 

 

 

по давления

 

на

грунты

 

 

 

 

 

 

 

 

основания

 

 

зозр астает

 

 

 

 

 

 

 

 

и

зависит

з

большей

 

 

 

 

 

 

 

 

степени

от.глубины за­

 

 

 

 

 

 

 

 

ложения

подошвы фун­

 

 

 

 

 

 

 

 

дамента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому

 

при

изме­

 

 

 

 

 

 

 

 

нении

размеров

фун­

 

 

 

 

 

 

 

 

даментов

с

целью

уве-

 

 

 

 

 

 

 

 

л ичещля

 

нор м а гиви ого

 

 

 

 

 

 

 

 

давления

 

на

грунты

 

 

 

 

 

 

 

 

основания

наиболее це­

 

 

 

 

 

 

 

 

лесообразно,

особенно

 

 

 

 

 

 

 

 

в слабых

.грунтах, уве­

 

 

 

 

 

 

 

 

личить

таубину

 

зало­

 

 

 

 

 

 

 

 

жения

фундамента, а

ние.

/5.

Схема

распределения

не

ш.ирину

его

подош­

зертмкалышх

.напряжений

под

вы.

Однако

 

и

это мо­

 

подошвой

фундамента:

 

жет не

избавить

от до­

I до

реконструкции

фундамен ­

полнительного

разви­

та.

2—после

реконструкции

фун­

тая

осадки

здания, ес­

дамента

и

уменьшения

давления

по подошве,

3—то

ж е с

сохране­

ли давление по

подош­

нием

давления

по

подошве

фун­

 

 

 

дамента.

 

 

ве

остается

прежним

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

уменьшается

не­

 

 

 

 

 

 

 

 

значительно. Теоретически

увеличением

глубины

зало­

жения

подошвы

фундамента

можно

добиться

тако­

го

снижения

напряженного

состояния

грунтов

основа­

ния, при котором дополнительные осадки будут практи­ чески равны нулю. Но подобное заглубление фундамен­ тов будет технически трудно выполнимым и экономиче­ ски неоправданным. Поэтому в большинстве случаев при

усилении фундаментов прибегают

к увеличению

его

размеров.

 

 

Давление по подошве уширенного фундамента

мо­

жет быть прежним или несколько

меньшим. В там

и

другом случае увеличение ширины

подошвы фундамен­

та и незначительное заглубление на высоту блока по­ душки приведет к перемещению эпюры дополнительных напряжений вниз (рис. 18). Поэтому грунт основания, находящийся на (Некоторой глубине ниже подошвы фун­ дамента, будет испытывать дополнительные напряже­

57

нил, которые приведут к развитию осадок фундаментов. Уменьшить величину дополнительных осадок можно предварительным обжатием /грунта. Последнее наиболее эффективно в быстро уплотняющихся грунтах (.песок, гравий, твердые глины).

При увеличении размеров шдонлвы фундаментов не­ обходимо стремиться к уменьшению их соотношения, что .приведет к .более быстрому звгасанню напряжений в основании фундаментов, а следовательно, к уменьшению

ожидаемых осадков. При прочих равных

условиях

наи­

большая осадка 'будет у ленточного фундамента,

мень­

ше— у прямоугольного и наименьшая — у

квадратного

и круглого.

При разработке метода усиления фундамента обяза­

тельным является проверка

ожидаемой осадки

здании

и

сооружений.

 

 

 

 

Ниже рассматриваются методы реконструкции фун­

даментов и усиления их оснований,

а также границы

их

применения.

 

 

 

;'

§ 3. РЕКОНСТРУКЦИЯ

ФУНДАМЕНТОВ

 

 

Необходимость усиления

кладки

фундаментов мо­

жет быть вызвана не только

при реконструкции

здания,

но

и при недостаточной ее прочности. Усиление

буто­

вой кладки лучше всего провести цементацией раство­

ром

консиотенции 1 : 1

(цемент: вода) под давлением

2—5

атм. через трубки

диаметром

20—40 мм, заделан­

ные

в тело фундамента

(рис. 19).

Расстояние между

инъекторами принимается 50—100 см. Укрепление фун­ даментов цементацией производится при марке мате­ риала фундамента более 100. При этом используется цемент мэрии 300—400. Расход цементного раствора составляет примерно 30% от объема закрепляемого фундамента.

Усиление бутовой кладки стен подвала цементацией лучше вести с одновременным устройством железобе­ тонных обойм. Обоймы будут препятствовать просачи­ ванию раствора внутрь помещения, способствовать луч­ шему проникновению в пустоты кладки. Они могут устраиваться с одной или двух сторон стен подвала при минимальной толщине 8—il0 ом.

58

з:

 

Призначительном

на­

 

рушении

прочности клад-

 

 

ми может

оказаться

эко­

 

 

ном нч есии

 

цел ееообр аз-

 

 

ным ее

 

замена.

 

 

 

 

•Замена

кладки

фун­

 

 

дамента

проводится

от­

 

 

дельными

участками

дли­

 

 

ной 1—6 м. Для обеспе­

 

 

чения

минимального

ос­

 

 

лабления

 

 

фундаментов

 

 

запрещается

проводить

 

 

отрывку

 

кладки

фунда­

Рис. 19. Схема цементации

ментов

сразу

на

всю дли­

ну стены.

 

 

 

 

жгадки

фундамента:

 

 

 

 

Увеличение

площади

\ — ннъекторы;

2—существующий

фундамент.

подошвы

 

 

фундаментов

 

 

проводится

 

в

любых

 

 

грунтах

 

путем

устрой­

ства по периметру фундамента охватывающих бетонных башма'ков, соединяющихся с существующим фундамен­ том металлическими балками, или подведением фунда­ ментных подушек. Уширение ленточных фундаментов необходимо вести не по всей длине стены, а отдельными участками. При уширемни подошвы отдельно стоящих фундаментов подводкой блоков-подушек следует пре­ дусмотреть временные опоры в виде подкосов или го­ ризонтам ьиых балок.

Учитывая, что грунты основания существующей ча­ сти фундамента уплотнились, необходимо под уширен­ ной частью фундаментов провести предварительное об­ жатие грунтов с помощью гидравлических домкратов. Только в этом случае уширение подошвы будет эффек­ тивным.

Усиление бутовых ленточных фундаментов путем увеличения размера подошвы для предотвращения де­ формаций было выполнено в Марийской АССР для двух спаренных двухэтажный домов серии 1—25 М1, опи­ санных в главе П. Усиление проводилось путем бето­ нирования с двух сторон стенок из бетона марки 150. Для обеспечения совместной работы в теле существую­ щих фундаментов пробивались отверстия и ставилась

59

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ