книги из ГПНТБ / Строительство и защита зданий на подрабатываемых территориях

образом исключается нарушение целостности квартир л отпадает надобность !в послеосадочном ремонте; что касается неравномерно­ сти осадки отдельных отсеков, то ее впоследствии можно устранить поддо мкрачива нием.

Связи между блоками при комбинированной схеме устраиваются с таким расчетом, чтобы допускать взаимный сдвиг блок-комнат по вертикали с раскрытием шва между ними, но препятствовать их поперечному смещению. Величина податливости связи в каждую сторону должна быть на 10—15% больше возможной величины рас­ крытия шва, определяемой на основании данных маркшейдерских прогнозов по формуле

при обратных деформациях земной поверхности после прохождения под зданием горных работ.

В целях обоснования теоретических расчетов зданий из объем­ ных блоков на подрабатываемых территориях и для разработки проектов экспериментальных жилых домов были проведены натур­ ные исследования по проверке решений опорных узлов, принципов армирования блоков для таких условий строительства, характера работы связей при значительных осадках основания.

Для исследований был принят двухэтажный фрагмент из 4 объем­ ных блоков пятиэтажного жилого дома, проект которого разраба­ тывался КиевЗНИИЭП для строительства в условиях крутого за­ легания пластов. В проекте принята рядовая расстановка объем­ ных блоков. В плане секции сдвинуты одна по отношению к другой.

Испытываемая конструкция представляла собой несущий объем­ ный блок размером на комнату, состоящий из цельноформованного «колпака» и панели пола, присоединенной к «колпаку» сваркой за­ кладных деталей. Шов между панелью пола и «колпаком» замонолнчивался по всему контуру раствором.

на внутренних стенок 40 мм, 'наружной стены — 300 мм. Горизон­ тальные и вертикальные углы блока усилены 'вут.ами. Проектные размеры блока в плане 3180X6040 см при высоте 2700 мм.

Конструкция блока разработана по смешанной конструктивной схеме для условий поэтажного опирания по двум внутренним углам

112

н на простенки наружной стены. Нагрузки на внутренние углы пе­ редаются через металлические опорные закладные детали по все­ му расчетному сечению угла, а по наружной стене — через раствор­ ный шов по всему сечению простенков до оконного проема.

Блок .армирован сварными каркасами и сетками. В отличие от армирования для обычных условий .строительства в наружной сте­ не блока установлена вторая сетка. В связи с этим изменен харак­ тер армирования вута сопряжения наружной торцовой ,и продоль­ ной стен. Все сетки в углах проемов усилены дополнительными стержнями. Изменена, против обычной, конструкция анкеровки за­ кладных деталей на внутренних углах блока и предусмотрена уста­ новка закладных деталей у наружной стены для крепления к ним жестких связей. Анкеровка закладных деталей рассчитана на вос­ приятие усилий, возникающих в связях.

Опирание блоков первого этажа осуществлялось следующим об­ разом: все четыре опоры одного из блоков были установлены на фундаментные подушки и подлиты раствором. Две опоры второго блока также опирались на фундаментные подушки, а две установ­ лены на двухсоттонные домкраты, т. е. в коноолирующем блоке две опоры неподвижны, а две установлены на. домкраты. С помощью поршня домкрата создавалась возможность опускания опор блока до полного их зависания. Блоки второго этажа были установлены на блоки первого этажа. В уровне как первого, так и второго эта­ жей объемные блоки были связаны жесткими связями, в виде ме­ таллических пластин.

Фрагмент монтировался на. силовом полу. Загружение углов вертикальными нагрузками осуществлялось системой траверс м тя­ жей и гидравлическими домкратами. На стенах, потолках объем­

этажа измерялись ультразвуком. Отсчеты по механически*! прибо­ рам, установленным на блоках второго этажа, ввиду их удаленно­ сти проводились с помощью теодолитов.

Фрагмент испытывалея для случая деформации грунта, когда край мульды сдвижения или образование ступенчатой деформации проходит перпендикулярно к продольной оси здания вблизи шва с жесткими связями.

Сначала две опоры одного блока опускались ступенями по 5 мм до начала разрушения блоков или полного зависания углов. После каждой ступени опускания снимались отсчеты по приборам. Затем независающие углы простенков блока нагружались до разрушения вертикальными нагрузками ступенями по 5 г. После каждой сту-

пени нагружения делалась выдержка продолжительностью 10— 15 мин для снятия отсчетов по приборам, осмотра конструкции и

Рис. 43. Фрагмент здания из объемных блоков (места установки индикато­ ров обозначены точками с порядковыми номерами).

нические приборы на наружных (керамзитовых) стенах показыва­ ли умеренное приращение деформаций, а электротензометрические датчики отмечали значительные напряжения в связях.

Никаких видимых признаков разрушения в этот период не обна­ ружилось, однако при прозвучивании простенка были зарегистриро­ ваны структурные изменения (Материалов именно в тех местах, где впоследствии произошел срез.

На втором этапе, начиная со второй и третьей ступени нагрузки, начался интенсивный рост деформаций, который завершился раз­ рушением простенков при нагружении в 22 т.

Дальнейшее разрушение блоков наружных керамзитобетонных стен происходило как обычных плоских конструкций. Разрушение •произошло в местах сопряжений надоконных перемычек и простен­ ков.

Испытанием установлено следующее:

114

—при полной просадке двух опор по длинной стороне все бло­ ки этого вертикального ряда зависают на жестких связях, соединяю­ щих их со смежными блоками;

—принятые конструкции местных связей и способ их анкеровки достаточно 'надежны и обеспечивают совместную работу блоков в пределах отсека между деформационными швами;

—зависание углов в течение 1 ч не вызывает существенного ро­ ста деформаций;

—разрушение .конструкции происходит при 'Нагрузках на углы верхнего блока фрагмента: у наружной станы 47 и 52 т и у внутрен­ ней — 22 и 27 т. Наибольшие значения расчетных нагрузок на верх­ ние опорные углы блоков второго этажа с учетом перераспределе­ ния .их при зависании двух углов по продольной стороне блока со­ ставляют для углов у .наружной стены около 26 и у внутренней стены около 17 г. Следовательно, наименьшие значения коэффици­ ента перегрузки С составляют:

начиналось в верхних раскрывающихся углах оконных проемов под перемычкой в результате исчерпания несущей способности керамзятобетона на растяжение при перекосе панели. Характер разрушения в обоих блоках одинаков. Несущую способность блоков в этом слу­ чае можно считать достаточной с учетом перегрузок при зависании двух углов.

Армирование оказывает сдерживающее влияние на рост дефор­

Разрушение внутренних углов блоков I и I I произошло в нижних углах дверных проемов над опорами Г и Е в результате раздробле­ ния бетона под -закладными деталями, присоединяющими колпак к панели пола. В обычных условиях сварные швы между этими за­ кладными деталями необходимы только при подъеме и перемеще­ нии блока краном. Однако в условиях эксплуатации и, особенно, при перекосе блока они передают часть усилий сжатия от колпака к панели пола.

В данном случае получилось несоответствие между величи­ ной усилия, передаваемого через сварной шов, и несущей способностью бетона на местное смятие под закладной деталью. Для обеспечения 'необходимой надежности конструкции блока в системе здания несущая способность этих узлов от вертикальных нагрузок на углы блока должна быть увеличила на 8—9 т за счет изменения конструкции закладной детали. Для этого вместо пласти-

нок в нижних углах проемов колпака должны быть поставлены ох­ ватывающие стенку швеллеры с двусторонней приваркой к соответ­ ствующей закладной детали на панели пола. Несущая способность сварных швов при этом не должна превышать несущей способности бетона на .местное сжатие под закладными деталями. Кроме того, для блоков двух первых этажей следует принять марку бетона 300.

В связи с тем, что в процессе испытаний разрушение конструкций при зависании двух углов не произошло, предельная допустимая величина вынужденной осадки (деформация) двух углов определя­ лась дополнительным специальным испытанием отдельного блока.

Таким образом, лабораторно-заводекие испытания фрагмента из 4 объемных блоков, имитирующие деформации земной поверхности при ее подработке крутопадающими угольными пластами, показа­ ли в первом приближении приспособленность конструктивной схе­ мы объемно-блочного жилого здания к восприятию деформаций, возникающих в тяжелых условиях горных подработок.

Результаты исследований легли в основу проектных разработок 5- н 9-этажных экспериментальных жилых домов из объемных блоккомнат для строительства на подрабатываемых территориях. Имея большую .пространственную жесткость, дома из объемных блоков могут строиться над горными выработками с радиусами кривизны земной поверхности менее 5 км, а также в районах крутопадающих пластов.

§ 16. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ОБЪЕМНО-БЛОЧНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ

НА УГЛЕНОСНЫХ ПЛОЩАДЯХ

Целесообразность объемно-блочного домостроения на угленосных площадях следует рассматривать в двух аспектах: a — сравнитель­ ный анализ жилых зданий из объемных блоков и крупных панелей;

5-этажного бО-хвартирного жилого дома из блок-комнат БК-4 раз­ работан для .строительства в обычных условиях, другой — проект 5-этажного жилого дома — для экспериментального строительства в сложных условиях над горными выработками. Оба дома запроек­ тированы из блок-комнат.

В сметную стоимость строительства домов заложена стоимость из­ готовления объемных блок-комнат полной заводской готовности с учетом накладных расходов, плановых накоплений и рентабельно­ сти. Стоимость строительно-монтажных работ, а также бетонных и

Иб

железобетонных изделий для производства работ нулевого цикла приведены к сопоставимым ценам.

Анализ показал, что при строительстве жилых домов из объем­ ных элементов на подрабатываемых территориях требуются мини­

геологических условиях составляет 1,09 руб. Следовательно, в жи­ лых домах из объемных блок-комнат при незначительных затратах на конструктивные защитные мероприятия возможна максимальная унн фи к а ци я конетрукци й.

Сравнение технико-экономических показателей домов из объем­

Практикой объемно-блочного домостроения в СССР подтвержде­ на целесообразность организации базовых предприятий объемноблочного домостроения для застройки малых и средних городов с доставкой транспортом объемных элементов к месту строительства.

Лабораторией строительства и защиты зданий на подрабатывае­ мых территориях КиевЗНИИЭП выполнено технико-экономическое обоснование (ТЭО) строительства в Донецке ДСК, объемно-блоч­ ных жилых домов для территорий области со средними и тяжелыми условиями подработки. Производительность ДСК — 70 тыс. м2 жи­ лой площади в год, дальность перевозок не превышает экономиче­ ски целесообразной, а сырьевая база находится поблизости. Кро-

117

ГЛ А В А 6.

ХА Р А К Т Е Р Н ЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА

ИЗАЩИТЫ З Д А Н И Й ВО Л Ь В О В С К О - В О Л Ы Н С К О М

УГОЛЬНОМ БАССЕЙНЕ

§17. ОПЫТ ПОДРАБОТКИ КИРПИЧНЫХ

ИКРУПНОБЛОЧНЫХ ЗДАНИЙ В НОВОВОЛЫНСКЕ

полях, в зоне влияния подземных горных работ. Северные и северо­ восточные кварталы города находятся в зоне влияния шахты № 4, юго-западные, южные и восточные — шахты № 3. В южных, север­ ных и северо-восточных кварталах преобладает малоэтажная за­ стройка, в юго-западных и восточных — многоэтажная. Таким обра­ зом, наибольший интерес для изучения опыта подработки зданий Нововолынека представляют юго-западные и восточные кварталы города.

Шахта № 3 отрабатывает два пласта: нижний П7, мощностью 0,7—0,9 м на глубине 360 м и верхний ГЦ, мощностью 1,5—1,8 м на глубине 350—357 м. Угол падения пластов 0—3°. Разработка пла­ стов— комбинированная: верхний пласт ГЦ отрабатывается от па­ нельных штреков к границам выемочного столба, нижний — в об­ ратном направлении. Управление кровлей — полное обрушение, вы­ емка пластов — с интервалом не менее одного года.

В1963 г. был утвержден комплексный проект подработки Ново­ волынека, который в последующие годы корректировался по мере уточнения геологических данных.

Врезультате горных работ юго-западные кварталы оказались в зоне влияния мульды сдвижения.

Наблюдшие за деформированием поверхности и оседанием зда­ ний под влиянием горных работ велось комплексно с помощью станции из четырех профильных линий грунтовых реперов, грунто­ вых реперов вокруг домов и стенных реперов в цоколях домов. При выемке пласта ГЦ ежегодно проводилось по 3—4 наблюдения с по­ строением графиков оседаний.

После выемки пласта Па были получены следующие фактические параметры:

оседания т ) т а х = ИЗО мм, граничный угол бо = 38°; горизонтальные деформации поверхности е = 1,4 мм/м; радиус кривизны R = +12 км;

наклоны i = ( 4 — 5 ) - Ю - 3 ; горизонтальные сдвижения поверхности 1 = 291 мм.

Все здания здесь попали на борт мульды сдвижения. В то время, как в центре мульды величины оседания составили ИЗО мм, бли-

119

жайшие к центру мульды здания оказались на уровне изолинии оседания 829 мм. Остальные здания расположены выше нее. Точка перегиба на этом борту мульды соответствует изолинии 527 мм. Та­ ким образом, в районе расположения многоэтажных зданий югозападной части Нововолынска оседания составили 829 мм и менее, максимальные горизонтальные деформации 8=1,12 MMJM, уклоны i — — 5,2 - Ю - 3 , минимальный радиус кривизны R = +12 км.

Рис. 44. Трещины, мм, на стенах дома по ул. Гагарина, 13:

а — дворовый ф а с а д ; б — главный ф а с а д .

Наиболее сильное влияние горные работы по пласту Пв оказали на пять домов квартала 34, расположенных на границе очистных работ и, следовательно, почти на перегибе мульды сдвижения. В на­ чале активной стадии процесса сдвижения величины оседания здесь составили около 20%, в период наивысшей скорости оседания — 60, после окончания активной стадии — 75% максимального.

В квартале 32 в здании детского сада до подработки были отме­ чены трещины около температурного шва и в месте примыкания навеса над входом. Через 3 месяца после прохождения лав 49—50 в стенах здания появилось большое количество трещин с раскрыти­ ем 4—8 мм, а температурный шов раскрылся до 40 мм.

В 33 квартале влиянию горных работ подверглось восемь жилых зданий, из них наибольшие деформации получил дом № 16 по ул. Гагарина, расположенный почти перпендикулярно к границе очистных работ на расстоянии 130 м от последних.

120

трещина ло всей высоте с 'раскрытием кверху до 15 мм (рис. 44). Такое разрушение было вызвано провалом грунта, образовавшимся под зданием со стороны горных работ.

Результаты натурных наблюдений 'показали, що горизонтальные деформации, кривизна и наклоны 'поверхности, которые образова­ лись при выемке пласта Пв, достигали опасных величин только для

в

Рис. 45. Конструктивные схемы домов в кварталах 31—43 Нововолынска:

зданий, построенных без защитных конструктивных мероприятий. В частности, отсутствие железобетонной подушки в подошве фунда­ мента и карнизе повлекло к образованию раскрытых кверху трещин в зданиях, особенно двухсекционных длиной 40 м. Опасными были большие разности вертикальных перемещений торцов зданий, пере­ секающих границу выемки перпендикулярно к последней. Место их расположения совпадает с местом перепиба мульды сдвижения, где также .меняется знак горизонтальных деформаций и горизонтальные сдвижение и наклон достигают наибольшей величины.

12!