лекции прядко
.pdfВпливи від підробки наведені у СНіП II-8-78 "Будівлі і споруди на підроблюваних теренах" поділяється на наступні основні види (мал. 1): осідання, мм;
нахил i, мм/м;
кривизна а (опуклості, увігнутості) до, 1/м, або радіус кривизни R = 1/До, км; горизонтальне зміщення, мм;
відносна горизонтальна деформація розтягнення або стиснення мм/м;
уступ висотою h, см.
В інший час прийнято вважати, що осідання земної поверхні досягає 50-60% потужності пласта, що відпрацьовується. Якщо розробляються декілька пластів, осідання від кожного пласта підсумовуються. Рушення точок земної поверхні в межах мульди здвиження відбувається нерівномірно, внаслідок чого виникають відносні деформації земній поверхні. Процес здвиження прийнято розділяти на три стадії:
початкову; активну; затухаючу.
Початкова стадія - швидкість осідання земної поверхні до 50 мм на місяць і протікає протягом 1-3 місяців.
Активна стадія - швидкість осідання земної поверхні більше за 50 мм на місяць. Тривалість цієї стадії не перевищує 6 місяців.
Затухаюча стадія - швидкість осідання поступово меншає і не перевищує 30 мм на місяць.
Процес деформування земної поверхні від окремої очисної виробки триває не більш двох років.
Форми пошкодження будівель при деформаційному впливі основи залежать від конструктивної схеми будівлі загалом. При однакових параметрах деформацій земний поверхні в одному випадку можуть бути горизонтальні деформації земної поверхні, в іншому - нерівномірні вертикальні деформації або нахили основи. перемычка
I. - Нерівномірні вертикальні переміщення земної поверхні. Пошкодження будівель від цього вигляду впливів відбувається у випадку,
коли фундаментні конструкції мають відносну велику міцність, ніж надземні конструкції, і засоби чинити опір горизонтальним деформаціям розтягнення. Небезпеку являє кривизна опуклості, так як при увогнутості на конструкції впливають в основному знімаючі напруження. Будівлі невеликої висоти (один-три поверхи) і протяжні в плані зазнають напружений стан, характерний для балок. Вони мають невелику згинну жорсткість і можуть вписуватися у зкривлення земної поверхні радіусом до 5 7 км. Прогинання таких будівель відбувається внаслідок деформацій розтягу - стиснення в перемичкових зон. Характер руйнування конструкцій, як і для балок, що згинаються, - вертикальні тріщини по перемичкових поясах з максимальним розкриттям на рівні покрівлі (мал. 2). Для будівель середньої і особливо підвищеної
поверховості при співвідношенні висоти до довжини близькому до одиниці картина руйнування відмінна від описаної вище. Такі будівлі мають велику згибну жорсткість (через велику висоту). У зв'язку з чим в їх конструкціях развиваються переважно зсувні деформації, що виявляється у вигляді перекосов віконних отворів і вигину перемичок. Одномірним механічним аналогом для таких будівель може служити балка-стінка (мал. 3).
II. Відносні горизонтальні деформації земної поверхні – найбільш небезпечні для будівель побудованих без конструктивних заходів захисту від впливу гірських виробок. Фундаменти таких будівель, як правило, нездатні сприймати розтягувальніі зусилля, у зв'язку з чим навантаження, що розтягують із-за рухомості передаються на стіни і можуть викликати їх руйнування, на мал. 4 наведений випадок пошкодження фундаментних конструкцій від горизонтальних деформацій розтягнення в приміщенні із замкненим цокольним поясом або жорстким диском перекриття над підвальною частиною. Фундаменти в цьому випадку ушкоджуються від дотичних навантажень по їх підошві з розвитком вертикальних тріщин від основи до цоколя будівлі. До втрати експлуатаційної придатності будівель такі дефекти не приводять і в зв’язку з цим вважаються безпечними. Характерні схеми пошкодження будівель без конструктивних заходів захисту від впливу гірських виробок ( з перекритями із дрібнороззмірних елементів) показаний на мал. 5. Для крупноблочних будівель пошкодження відбуваються внаслідок зсуву окремих блоків по горизонтальних швах (мал. 5а). Тріщини в самих блоках при цьому з’являються надто рідко. Зона пошкодження обмежується променями, проведеними з точки, яка знаходиться на рівні підошви фундаменту в центрі відсіку похилими до горизонталі під кутом 45, 50о. Даний вигляд дефекту не може привести до втрати загальної стійкості будівлі, внаслідок втрати контакту між перемичковими і простінковими блоками.
Дещо інша форма пошкоджень при даному впливі характерна для будівель із дрібнорозмірних елементів (мал. 5б). Як і в попередньому випадку, зона пошкодження обмежується променями, похилими по кутам 45-- 5 0 0 до горизонталі. Похилі тріщини в простінках і перемичках
утворюються в наслідок деформації зрушення, при цьому відбуваються перенесення в горизонтальному напрямі.
III. Нахили земної поверхні.
Для будівель невеликої і середньої поверховості нахили земної поверхні, як правило, не являють особливої небезпеки. Для високих будівель незначні нахили земної поверхні можуть викликати порушення праці ліфтів. Крім того цей вигляд впливів небезпечний для самотікучих
каналізаційних систем, оскільки може призвести до зменшення проектних нахилів траси, в окремих випадках і до створення зворотніх нахилів.
У практиці зустрічаються так звані надкатегорійні поверхні, нахили земної поверхні на яких внаслідок проходження підземних
гірських виробок можуть досягати 30-50 мм/м. Чутливим до нахилам земної поверхні є ліфтове обладнання. У відповідності до діючих норм відхилення від
вертикалі ліфтових провідників не повинне перевищувати 1/5000 висоти підйому при висоті до 50 мм.
Конструктивні заходи захисту будівель від впливу гірських виробок. Вибір конструктивних заходів захисту будівель залежить від очікуваних
деформацій земної поверхні. Об'єм конструктивних заходів захисту і їх цільове призначення визначають в залежності від ряду чинників, таких як деформаціі земної поверхні і ймовірність їх вияву, конструктивна схема будівлі і його функціональне призначення, грунтові умови , фізичний і моральний знос конструкцій, соціальні чинники і т.п.
У СНіП- II-8-78 наведені основні конструктивні вимоги. При величинах очікуваних деформувань земної поверхні < 1 мм/м, R > 20 км i < 3 мм/м і h < 1 см заходи захисту будівель і споруд, за вийнятком залізобетонних ємкостей для рідин, трубопроводів і деяких типів технологічного обладнання, як правило не потрібні. Основним конструктивним заходом захисту, що знижує впливи деформацій основи на протяжні будівлі і споруди, крім трубопроводів, є розрізування на відсіки, за допомогою деформаційних швів, а також в якості заходів захисту допускається передбачати вирівнювання будівель з допомогою домкратів або інших приладів.
Каркасні будівлі, що зводяться на теренах, що підробляються, слід проектувати за підатливими та комбінованими конструктивними схемами, передбачаючи елементи каркасів збірними або монолітними залізобетонними, а також металевими. Багатоповерхові каркасні будівлі слід проектувати у вигляді зв’язкових, рамно-зв’язкових або жорстких рамних систем.
Безкаркасні будівлі на теренах, що підробляються слід проектувати за жорсткими або комбінованими конструктивними схемами з несучими поздовжніми і поперечними стінами. Міцність безкаркасних будівель необхідно забезпечувати за рахунок: замкненого фундаментного і цокольного поясу по периметру будівлі; пристрої поэтажних замкнених по периметру залізобетонних або армопанельних поясів, розташованих в рівні перемичок або перекриттів в крупноблочних і цегельних будівлях; посилення несучих конструкцій і з'єднання горизонтальної робочої арматури панелей з поясом в крупнопанельних будівлях. Деформаційні шви повинні проектуватися у вигляді парних поперечних стін. Товщина стін повинна відповідати теплотехнічним вимогам. У кам'яних будівлях кути і перетини стін потрібно посилювати, крім залізобетонних поясів,сітками з арматури діаметром 4-6 мм.
Інженерні споруди - димарі, водонапорні вежі, силосні корпуси і інші споруди баштового типу потрібно проектувати за жорсткими конструктивними схемами. Для зниження нахилу споруди необхідно збільшувати розміри підошви підмурка, знижувати центр ваги споруди, вводити вантові пристрої і передбачати заходи по вирівнюванню споруди. Транспортерні галереї слід проектувати за податливих схемами, розрізуванням конструкції із швами на опорах, при цьому повинна забезпечуватися можливість рихтування галереї на опорах в горизонтальній
площині. Ємкістні споруди потрібно проектувати за податливими, комбінованими або жорсткими конструктивними схемами.
Будівлі, що зводяться на просідаючих грунтах. величина
Особливості просадочних грунтів.
На відміну від звичайних просідаючі грунти, що знаходяться в напруженому стані від зовнішнього навантаження і власної маси, при замочюванні, дають додаткову деформацію . До просідаючих грунтів належать леси, лесовидні суглинки, супесі, покровні суглинки.
Просідаючі ґрунти мають підвищену пористість, що іноді перевищує 50% загального об'єму ґрунту. У залежності від можливості вияву про- садки грунту від його власної маси при замочуванні ґрунтові умови
будівельних майданчиків поділяють на 2 типи: I тип, для яких просідання не перевищує 5 см; II тип, коли можливе просідання більше за 5 см.
При проектуванні споруд на просідаючіх ґрунтах спочатку призначаються попередні розміри на природній основі без урахування просадочних властивостей ґрунтів, а потім визначають можливу величину просідання при замочуванні з метою вибору фундаментів і заходів, що забезпечують міцність, стійкість і эксплуатаційну надійність будівель.
Будівлі, замочування основи під якими повністю виключене, при відсутності зовнішніх водоводів зводять на просідаючих ґрунтах, як на непросідаючих, передбачаючи лише організаційний стік атмосферних вод.
Додаткові заходи не передбачають і в тих випадках, коли можливі розміри просідання і їх нерівномірність не перевищує допустимих для даної будівлі або споруди.
Якщо можлива величина просідання перевищує допустимі величини, то застосовують будівельні, водозахисні або конструктивні заходи.
Будівельні заходи.
До будівельних заходів відносять усунення посадочних властивостей ґрунтів (підготовка основи) . Залежно від товщини шару просадочні властивості ґрунтів усувають чотирма засобами : - ущільнення ґрунтів важкими трамбівками використовують при товщині просадочного грунта до 5 мм; - пристроєм грунтової подушки з місцевих глинистих або інших грунтів. Такий спосіб застосовують, коли ущільнити грунт трамбовками неможливе через підвищену його вогкість. Просадочні властивості грунту під подушкою при цьому не усуваються:
-глибинним уплотнювачем ґрунту ґрунтовими палями. Палі ущільнюють всю товщу просадочного ґрунту до 18 м.;
-попереднім замочуванням ґрунтів основи. Цим засобом усувають просадочні властивості ґрунту тільки в нижніх шарах, починаючи
зглибини 5-9 м при товщині просадочного ґрунту більше за 10 м.
Товщу просадочних ґрунтів можна прорізати: заглубленням підмурівків будівель і споруд; пристроєм свайних підмурівків і стовпів (або
стрічок) з ґрунту, закріпленого сілікатизацією термічними або іншими засобами.
.
Усунення посадочних властивостей або прорізування просідаючих ґрунтів в межах всієї товщі, виключаючи можливість вияву просідання, дозволяє зводити будівлі і споруди без додаткових заходів, як на звичайних непросідаючих ґрунтах.
Водозахисні заходи.
Такі заходи передбачають планування територій підприємства, пристрої основ під підлоги, розташуванні трубопроводів. Необхідно також забезпечити можливість контролю витоком води в період експлуатації споруд.
Планування території, що забудовується провадиться з метою забезпечення швидкого стоку атмосферних вод. Щоб запобігти інфільтрацію до просідаючого ґрунту поверхневих вод, потрібно скорочувати верхній шар ґрунту. Навколо будівлі влаштовують водонепроникненне вимощення шириною 1-1,5 м із нахилом біля 3%, а по її периметру – водовідвідний килим.
Конструктивні заходи - передбачають з метою забезпечити міцність, стійкість і експлуатаційну надійність будівель при можливих просіданнях від замочування ґрунтів основи. Необхідно також створити
умови для швидкого відновлення проектного положення конструктивних елементів будівлі або споруди.
Основними конструктивними заходами є такі:
застосування нечутливих до нерівномірних осідань конструкцій жорстких і піддатливих. Жорсткі конструкції мають велику міцність, виключають взаємні переміщення окремих елементів і осідають як одне просторове ціле.
Упіддатливих конструкціях елементи зв'язані між собою шарнірно, тому їх взаємне переміщення внаслідок нерівномірного просідання основи практично не відбивається на стійкості будівлі або споруди загалом. Для будівель з такими конструкціями враховують можливість відхилення колон і стін від вертикалі при просіданні основи. З цією метою у проектах передбачають не тільки шарнірний зв'язок ферм (балок) і інших-елементів з колонами, але й заходи щодо швидкого відновлення нормальних умов експлуатації будівель.
Унеобхідних випадках влаштовують залізобетонні пояси на рівні віконних
перемичок в одноповерхових будівлях і на рівні міжповерхових перекриттів в багатоповерхових. Крім того, у всіх типах будівель передбачають армовані пояси в межах підошов фундаментів. Кількість поясів та їх перетин визначають розрахунком; у всіх випадках їх повинно бути не менш двох.
Розміри перетинів окремих конструктивних елементів призначають за умови виключення можливості сповзання їх при нерівномірному просіданні.
За піддатливою схемою під окремі колони влаштовують консолі або опорні майданчики, призначені для підйому колон.
Підкранові балки в будівлях на просідаючих ґрунтах слідує застосовувати розрізні металеві. Їх спирають та закріплюють на консолях. Таке кріплення дозволяє проводити рихтування підкранових балок найменш трудомістким засобом - шляхом зміни положення консолей.
Кріплення рейок до підкранових балок повинне забезпечувати можливість у вертикальному напрямі підйом рейок (або балок) не менш ніж на 100 мм і в поперечному - не менш ніж на 50 мм.
Увиробничих будівлях, обладнаних мостовими кранами, нормативний габаритний розмір над кранами збільшують на 0,3 величини можливого просідання.
Убудівлях і спорудах нежорсткої конструкції необхідно передбачити заходи, що виключають можливість випадання окремих дільниць покриття при нерівномірному просіданні.
Література
1.СНіП - 91- "Будівлі і споруди на територіях, що підробляються і просадочных грунтах"
2.Д.А. Мілюков, А.А. Петраков, Будівництво і захист житлових і цивільних будівель на порабатываемых територіях. - К.Будiвель-
ник, 1981. - 104 з.
3.С.В. Дятков "Архітектура промислових будівель". М.: Висш. шк., 1984 - 415 з.
4.В.М. Предтеченський. "Архітектура цивільних і промислових будівель". т.V, Промислові будівлі.