9.4. Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и их влияния на сооружения

При анализе вариантов основания и фундаментов сооружения, выборе окончательного решения и разработке проекта производства работ следует принимать во внимание возможность и необходимость осуществления ряда мероприятий, направленных на улучшение условий взаимодействия сооружения и основания. Эти мероприятия могут быть подразделены на следующие группы:

конструктивные и производственные мероприятия по уменьшению чувствительности сооружений к деформациям оснований;

мероприятия, направленные на улучшение строительных свойств грунтов оснований;

мероприятия по предохранению грунтов оснований в процессе строительства и эксплуатации от ухудшения их свойств.

Конструктивные и производственные мероприятия. Конструктивные мероприятия могут быть двух направлений: увеличение жесткости сооружения или, наоборот, увеличение его гибкости. В первом случае стремятся повысить прочность и пространственную жесткость сооружения усилением его конструкций, в особенности конструкций фундаментно-подвальной части (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов в фундаментах и стенах, армирование углов здания, устройство перекрестных или сплошных фундаментов и т, п.). При этом сооружение по длине может разрезаться осадочными швами, обеспечивающими раздельную деформацию каждого блока. При проектировании осадочных швов следует предусматривать возможность их дополнительного раскрытия или защемления в результате продольного крена блоков сооружения.

Во втором случае, напротив, стремятся повысить податливость

сооружения за счет более рациональной его компоновки в плане и по высоте, применения гибких или разрезных конструкций, разрезки здания осадочными швами и т. п. В производственных сооружениях при необходимости предусматривают специальные приспособления для выравнивания конструкций и рихтовки технологического оборудования (лифтов, мостовых кранов и т. п.) при развитии неравномерных осадок.

При строительстве на пучинистых (промерзающих, набухающих) грунтах и подрабатываемых территориях возникает опасность передачи дополнительных усилий на боковую поверхность или подошву фундамента при деформациях грунтов. Поэтому стремятся использовать фундаменты с малой боковой поверхностью, а засыпку пазух и устройство подушек под фундаментами производят из материалов, обладающих малым трением и сцеплением. Иногда даже покрывают боковую поверхность фундаментов специальными антифрикционными покрытиями.

При строительстве сооружений в стесненных условиях городской или промышленной застройки применяются мероприятия по защите существующих зданий от возводимых: ограждение пятна застройки шпунтом или даже «стеной в грунте», задавливание свай вместо их забивки, применение буронабивных свай и т. п.

Для уменьшения влияния неравномерных осадок, развивающихся в строительный период, в проекте следует предусматривать необходимую последовательность и темпы возведения отдельных частей сооружения. В необходимых случаях также регулируются сроки замоноличивания стыков сборных и сборно-монолитных конструкций.

Перечисленные выше и другие конструктивные и производственные мероприятия будут рассмотрены в соответствующих главах учебника.

Мероприятия по улучшению свойств грунтов оснований. При необходимости увеличения несущей способности и уменьшения дефор-мируемости грунтов, находящихся в естественных условиях залегания (естественных оснований), прибегают к искусственному улучшению их свойств, т. е. к строительству на искусственных основаниях. При этом достигается необходимое соотношение между прочностью и жесткостью сооружения и податливостью основания, обеспечивающее развитие допустимых для данного сооружения деформаций.

Методы улучшения свойств грунтов оснований будут рассмотрены в гл. 12. Расчет и проектирование фундаментов на искусственных основаниях производятся обычными способами с использованием физико-механических характеристик грунтов основания после улучшения их свойств.

Мероприятия по сохранению свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации. Грунты как строительные материалы обладают большой изменчивостью свойств при изменении их состояния

и под влиянием различных воздействий. В то же время в расчетах при проектировании оснований и фундаментов используются характеристики физико-механических свойств грунтов, соответствующие определенному их состоянию: условиям природного залегания — для естественных или с учетом улучшения свойств — для искусственных оснований. Ухудшение свойств грунтов в процессе строительства или эксплуатации сооружения приведет к изменению этих характеристик против принятых в проекте. Это может вызвать дополнительные деформации основания и даже аварию сооружения, поэтому в процессе строительства крайне важно обеспечить сохранение проектного состояния грунтов оснований или заранее при проектировании учесть неизбежные изменения их свойств. Для этого выполняются следующие мероприятия.

На площадках, сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности, должны быть предусмотрены водозащитные мероприятия. К ним относятся: соответствующая компоновка генеральных планов застраиваемых участков; вертикальная планировка территории, обеспечивающая сток поверхностных вод; при необходимости — водопонижение, устройство дренажей, противофильт-рационных завес и экранов для понижения уровня подземных вод, защиты территорий от подтопления и обеспечения нормальных условий для разработки котлована. В ряде случаев (просадочные, набухающие грунты) осуществляется прокладка водоводов в специальных коробах, каналах или размещение их на безопасном расстоянии от сооружений, организация контроля за возможной утечкой воды. Для предотвращения оттаивания вечномерзлых оснований теплотрассы часто располагаются на поверхности территории.

Особое внимание следует уделять защите грунтов оснований от химически активных жидкостей, способных вызвать просадки, набухание, активизацию карстово-суффозионных явлений, повышение агрессивности подземных вод, коррозию материалов фундаментов и подземных сооружений и т. п. В ряде случаев (основания предприятий химической, металлургической, энергетической промышленности, особенно при строительстве на засоленных, карстующихся и других грунтах) приходится при проектировании учитывать возможные изменения состояния и свойств основания в процессе эксплуатации сооружения.

Большое значение имеет обеспечение предохранительных мероприятий в процессе строительства. К ним прежде всего относится сохранение природной структуры и влажности грунтов при отрывке котлована (недопущение промораживания пучинистых грунтов ниже дна котлована; защита глинистых грунтов, пылеватых и мелких песков, в ряде случаев скальных и полускальных грунтов, от чрезмерного увлажнения атмосферными и поверхностными водами, а в районах жаркого климата — глинистых грунтов от интенсивного высыхания и т. п.).

При разработке проекта производства работ следует иметь в виду, что чрезмерные динамические воздействия строительных механизмов, перемещающихся по дну котлована (землеройные, сваебойные и другие машины), могут привести к существенному нарушению структуры, особенно в случае слабых грунтов, залегающих ниже дна котлована. При строительстве в условиях стесненной застройки они могут повлиять также на нормальную эксплуатацию окружающих зданий.