Строительство на просадочных грунтах

Лёссовидные просадочные грунты распространены на значительной территории РФ.

Достаточно прочные в естественном сложении лёссовидные грунты при замачивании под нагрузкой теряют свою прочность, и здания, возведенные на таких грунтах без принятия соответствующих мер, могут дать неравномерные просадки.

Просадка от внешней нагрузки и собственного веса грунта может быть не только в пределах контура фундамента или затопленной площади, но и в пределах всей напряженной зоны.

Опытные данные убедительно показали, что нельзя обеспечить прочность и устойчивость возводимых зданий на просадочных грунтах путем

назначения безопасной величины удельного давления на грунт; при проектировании необходимо исходить из условий совместной работы всей конструкция в целой с основанием (система «здание – фундамент – основание»). Этот принцип проектирования оснований представляет собой раздел общего метода проектирования по предельный состояниям, требующим обеспечения пригодности зданий к эксплуатации при возможных смещениях в результате неравномерной деформации основания.

Если исходить из приведенного требования, то возможность использования просадочных грунтов в качестве естественного основания в большинстве случаев практически исключается, поскольку местное замачивание грунта приводит порой к значительным неравномерным просадкам основания. В таких грунтовых условиях требуется исключить возможность замачивания грунтов основания как во время строительства, так и во время эксплуатации. Для этого рекомендуется вокруг фундамента делать водонепроницаемые отмостки не менее 1,5 м, а пазухи котлованов возле фундаментов затрамбовывать увлажненным перемятым местным грунтом. Нельзя под фундаментами устраивать песчаные подушки, так как они собирают влагу.

При эксплуатации зданий необходимо своевременно устранять течь трубопроводов, следить за исправностью системы отвода атмосферных и производственных вод и т.д., т.е. исключить возможность замачивания основания.

Из-за трудности обеспечения полного и строгого выполнения водозащитных мер разработаны конструктивные меры для обеспечения прочности конструкций зданий в аварийных случаях и создания условий для быстрого восстановления пригодности их к эксплуатации.

К таким конструктивным мерам относятся: разрезка здания осадочными швами (табл. 20.1);

устройство стыков, равнопрочных с соединяемыми конструктивными элементами на воздействие неравномерной просадки основания;

Таблица 20.1

Расстояния между осадочными швами в многоэтажных зданиях

Вид здания	Грунтовые условия основания	Расстояния между осадочными швами, не более, м
Многоэтажные крупнопанельные жилые и общественные здания и здания с конструкциями, чувствительными к неравномерным осадкам	Тип 1 Тип 2
Прочие многоэтажные здания	Любые

Примечание. К типу 1 относят грунтовые условия, для которых существенна просадка грунта от действия внешней нагрузки, а от действия собственного веса она практически отсутствует или не превышает 50 мм. К типу 2 относят грунтовые условия, для которых возможна просадка от действия внешней нагрузки и собственного веса грунта, превышающая 50 мм.

увеличение прочности отдельных элементов конструкций или сооружений введением дополнительного армирования;

устройство армированных поясов, непрерывных по всей длине наружных и внутренних капитальных стен в пределах осадочного блока;

увеличение размеров площадей опирания элементов конструкций;

приспособление конструкций к быстрому восстановлению их в проектное положение после просадки;

назначение таких конструкций фундаментов, стен и других элементов здании или сооружений, которые соответствуют условиям строительства на просадочных грунтах (например, конструкции, легко приспособляемые шли слабо реагирующие на неравномерные просадки снования и т.п.).

20.4. Строительство на подрабатываемых территориях.

Проектирование зданий и сооружений, предназначенных для строительства на подрабатываемых территориях (под которыми проводят или намечают проводить подземные горные разработки) надлежит осуществлять по требованиям СНиП.

На подрабатываемых территориях часто возводят здания в районах угледобычи. Горные выработки, как известно, оказывают вредное воздействие на конструкции зданий, расположенных над ними, вследствие неизбежных просадок дневной поверхности.

Меры по защите зданий от влияния горных выработок можно подразделить на горнотехнические и специальные строительные (конструктивные).

Прочность, устойчивость и эксплуатационная надежность зданий и сооружений, проектируемых на подрабатываемых территориях угольных месторождений, должны обеспечиваться соответствующим расположением зданий и сооружений относительно мульды сдвижения земной поверхности уменьшением деформаций земной поверхности горнотехническими мерами защиты, а также специальными строительными (конструктивными) мерами защиты.

Горнотехнические меры заключаются в том, что под зданиями оставляют предохранительные целики ископаемого, заполняют выработанное пространство пустой породой или применяют специальные способы выемки полезного ископаемого, уменьшающие влияние деформаций основания на здание.

Строительные (конструктивные) меры уменьшают дополнительные усилия в конструкциях зданий, возникающие в процессе подработки. К числу основных конструктивных мер относятся: разрезка зданий на отсеки, повышение расчетного сопротивления основания, снижение постоянных нагрузок и применение рациональных схем зданий.

Конструктивные меры предусматривают исходя из принципа жесткости или принципа податливости.

В первом случае необходимо обеспечить жесткость и прочность, достаточные для восприятия дополнительных усилий в конструкциях без появления в них остаточных деформаций. Для повышения жесткости зданий следует, во-первых, увеличивать жесткость и прочность элементов их конструкций (например, уменьшением проемов, применением более прочных материалов с усилением их армированием), а также введением надежных связей между элементами; во-вторых, применять рациональные конструктивные схемы зданий, увеличивающие их общую жесткость.

Во втором случае защита (по принципу податливости) производится

с учетом того, что конструкции следуют за деформациями земной поверхности как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях без появления в них опасных напряжений и излишней деформативности элементов конструкции (раскрытия швов, наклонов, сдвигов элементов конструкций). Чем гибче и податливее несущие конструкции, тем меньшие напряжения возникают в них при неравномерных деформациях основания. При этом необходимы строгие меры, обеспечивающие пространственную устойчиво зданий.

Здания можно проектировать полностью по принципу жесткости или по принципу податливости, но иногда рационально применять комбинированную схему защиты (например, от влияния горизонтальных деформаций — по принципу податливости, а от неравномерных осадок — по принципу жесткости).

Проектирование строительных конструкций независимо от их назначения и применения в промышленном, жилищном и других видах строительства с учетом мер, смягчающих влияние подработок.

При проектировании объектов с податливой конструктивной схемой в качестве строительных мер защиты требуется предусматривать разделение зданий и сооружений на отсеки (части) с устройством между ними деформационных швов, устройство швов скольжения в фундаментных конструкциях, шарнирных, шарнирно-подвижных сопряжений и стыков несущих и ограждающих конструкций, снижение жесткости колонн и несущих бескаркасных стен.

При применении комбинированной конструктивной схемы следует предусматривать надземную часть здания с жесткой схемой, а подземную - с податливой (или наоборот).

При разделении зданий и сооружений на отсеки необходимо учитывать конфигурацию его в плане (отдавая предпочтение простой форме), конструктивные особенности, а так же интенсивность деформаций земной поверхности. Высоту зданий и сооружений в пределах отсека следует принимать одинаковой, соблюдая по возможности условия симметричности распределения нагрузок и привязки основных несущих конструкций к осям проектируемого объекта. Деформационные швы должны разделять смежные отсеки зданий и сооружений по всей высоте, включая кровлю и, как правило, фундаменты.

Особенно важное значение для жесткости и устойчивости здания имеет усиление несущих стен железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне цоколя и всех перекрытий. В кирпичных зданиях такие пояса выполняют обычно на всю толщу стены и к ним крепят панели перекрытий (рис. 20.3, а).

В крупноблочных зданиях пояса создают путем надежного соединения поясных блоков по всему периметру отсека (рис. 20.3, б).

Следует иметь в виду, что при защите зданий и их элементов по принципу жесткости конструктивные меры несколько увеличивают расход металла и других строительных материалов, а следовательно, и стоимость зданий. Применение же податливых конструктивных схем и рациональное использование несущей способности материалов позволяют уменьшить расход материалов и средств на конструктивные меры.

Повышенную податливость здания можно обеспечить следующим: созданием возможности горизонтальных перемещений элементов несущих конструкций, имеющих контакт основанием; увеличением податливости несущих конструкций и связей между ними в вертикальной плоскости, которая является результатом снижения жесткости коробки здания (например, при увеличении проемности зданий, применении пластических растворов дли кирпичной кладки) и его элементов; строительством зданий со статически определимыми расчетными схемами несущих конструкций.

В целях уменьшения деформаций (перекосов, наклонов, перемещений) в элементах конструкций при защите по принципу податливости, так же как и при жесткой конструктивной схеме, целесообразно, как уже говорилось, разделять здание на отсеки небольшой длины.

Таким образом, при проектировании зданий в районах с подземной разработкой угля необходимо учитывать особенности работы их конструкций в условиях неравномерной осадки грунта.

Дата добавления: 2014-01-04